Encabezado IP: Campos Esenciales y Proceso de Fragmentación de Paquetes en Redes

Componentes Clave del Encabezado IP y Fragmentación de Paquetes

Campo Protocolo

El campo Protocolo, de 8 bits, especifica a qué protocolo de nivel de transporte debe ser entregado el datagrama. La tabla de protocolos válidos y sus correspondientes números son controlados por la IANA (Internet Assigned Numbers Authority).

Campo Checksum

El campo Checksum, de 16 bits, sirve para detectar errores en el encabezado del paquete. El checksum permite evitar cualquier alteración en alguno de los campos del encabezado que pudiera producirse durante la transmisión.

Opciones del Encabezado IP

El campo Opciones es de longitud variable y no siempre está soportado en los routers, utilizándose muy raramente. Fue diseñado para permitir expansiones al protocolo, experimentos, etc. Entre las opciones destacables se encuentran:

• Record Route: Pide a cada router por el que pasa el paquete que anote en el encabezado su dirección, obteniéndose un trazado de la ruta seguida.
• Timestamp: Actúa de manera similar a Record Route, pero además de anotar la dirección IP de cada router atravesado, se anota en otro campo de 32 bits el instante en que el paquete pasa por dicho router.
• Source Routing: Permite al emisor especificar la ruta que debe seguir el paquete hasta llegar a su destino.

Existen dos variantes de Source Routing:

• Strict Source Routing: Especifica la ruta exacta salto a salto. Si en algún caso la ruta marcada no es factible por algún motivo, se producirá un error.
• Loose Source Routing: Se indican los routers por los que debe pasar el paquete, pero se da libertad a la red para que use otros routers cuando lo considere conveniente.

Fragmentación de Paquetes IP

La fragmentación es un proceso crucial en la transmisión de datos a través de redes IP. Existen dos situaciones principales en las que se produce la fragmentación:

Tipos de Fragmentación

• Fragmentación en Ruta: Se produce cuando un paquete es creado por un host en una red con un valor determinado de MTU (Maximum Transmission Unit) y en su camino hacia el host de destino ha de pasar por otra red con una MTU menor.
• Fragmentación en Origen: Se produce como consecuencia del diseño de la aplicación. Por ejemplo, un host en una red Ethernet que utilice NFS (Network File System) podría tener que fragmentar cada paquete en varios fragmentos antes de enviarlo, dependiendo de la configuración.

Proceso de Fragmentación

La fragmentación se realiza cortando la parte de datos del paquete en trozos del tamaño máximo permitido por la nueva red. Todos los campos del encabezado del paquete original se repiten en los fragmentos, excepto aquellos que se emplean para distinguirlos entre sí.

Campo Identificación y Reensamblaje

El campo Identificación del encabezado IP es usado por el emisor para marcar cada paquete emitido. Normalmente, esto se hace por uno de los dos motivos siguientes:

1. El receptor no está capacitado para reensamblar los fragmentos.
2. Cuando se aplica la técnica de descubrimiento de MTU del trayecto o "Path MTU Discovery" (PMTUD).