07 tcpip _1de2
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UNIDAD 7:PROTOCOLOS DE RED Y TRANSPORTE
TCP/IP (Parte1)
Prof. Arsenio Pérez ( [email protected])
Prof. Euvis Piña ( [email protected])
Prof. Pedro Rodriguez [email protected])
Prof. Alirio Pérez ([email protected])
Prof. William Polanco ([email protected])
PresentaciónDiplomado2002
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Autorización El uso estará restringido a la consulta del mismo.
En el caso de ser requerida su utilización para presentaciones, duplicaciones o impresiones, ésto será posible siempre y cuando no se realize ninguna modificación y se garantice la presentación de esta nota de autorización así como las relativas a la presentación del autor del material.
Hugo Sin Triana
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Protocolos TCP/IP
Hugo Sin Triana [email protected] [email protected]
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Plan de Temas
• Definición de TCP/IP• Arquitectura de Niveles de TCP/IP• Descripción de Protocolos de Nivel de inter-red• Descripción de Protocolos de Nivel de Transporte• Esquema Cliente - Servidor• Descripción de Protocolos de Nivel Aplicación• Conclusiones
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Definición de TCP/IP
• Conjunto o familia de protocolos desarrollados para permitir a computadores cooperativos y heterogeneos compartir recursos a través de una red.
• Se diseñó teniendo en cuenta como elemento básico la existencia de muchas redes interconectadas por medio de pásarelas (gateways).
• Los protocolos TCP e IP son los más conocidos y de allí el nombre generalizado.
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Generalidades Modelo Referencia Generalidades Modelo Referencia OSIOSI
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Físico
Enlace
Aplicaciones del UsuarioAplicaciones del Usuario
Sintaxis y Semántica de la información: Sintaxis y Semántica de la información: compresión, compresión, criptografía, representación de los datoscriptografía, representación de los datos
Control de sesiones entre usuarios: Control de sesiones entre usuarios: Sincronización Sincronización (tokens) y recuperación (puntos de chequeo).(tokens) y recuperación (puntos de chequeo).
Establecimiento y Control de la conexión entre extremos. Establecimiento y Control de la conexión entre extremos. Fragmenta o empaqueta. Multiplexa o desmultiplexa.Fragmenta o empaqueta. Multiplexa o desmultiplexa.
Enrutamiento. Control de Congestión. Conversión a nivel Enrutamiento. Control de Congestión. Conversión a nivel de diferentes protocolos.de diferentes protocolos.
Crea tramas y Controla su transmisión: Crea tramas y Controla su transmisión: control de errores, control de errores, regulación de tráfico.regulación de tráfico.
Interfaces físicas. Transmisión de bits (señales).Interfaces físicas. Transmisión de bits (señales).
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Arquitectura de Niveles
Físico
Enlace
Red
Transporte
Sesión
Presentación
Aplicación
Hardware
Interface Red
Inter-red
Transporte
Aplicación
OSI TCP/IP
Servicios de Aplicación
Servicios de Red
Orientados al usuario final: Correo Electrónico, Transferencia de Archivos, Apertura de Sesión Remota
Orientados al programador: Orientado a Conexión (TCP) y NO orientado a conexión (UDP).
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Modelo de Estratificación por Capas en Internet
AplicaciónAplicación
Transporte
Internet
Interfaz de Red
Red Física
Anfitrión
Aplicaciones que interactúan con los usuarios.Proporciona flujo de datos.
Proporciona una comunicación confiable entre aplicaciones. Paquetiza.
Crea, enruta y recibe datagramas IP
Transfiere y recibe tramas específicas de red.
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Modelo de Estratificación por Capas en Internet
AplicaciónAplicación
Transporte
Internet
Interfaz de Red
Red Física Red Física 2
AplicaciónAplicación
Transporte
Internet
Interfaz de Red
Anfitrión A Anfitrión B
Internet
Interfaz de Red
Enrutador R
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CMOT SMTP FTP TELNET DNS SNMP TFTP BOOTP RPC XDR NFS
TCP UDP
IP ( Incluyendo ICMP )ARP RARP
Arquitectura de Niveles
Interface de Red y Hardware
CMOT SMTP FTP TELNET DNS SNMP TFTP BOOTP RPC XDR NFS
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Arquitectura de Niveles
• ARP Address Resolution Protocol• RARP Reverse Address Resolution Protocol• IP Internet Protocol• ICMP Internet Control Message Protocol• TCP Transmission Control Protocol• UDP User Datagram Protocol• SMTP Simple Mail Transfer Protocol• TELNET Remote Terminal Protocol• FTP File Transfer Protocol
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Arquitectura de Niveles
• CMOT CMip/cmis Over Tcp (Common Management Information Services/Common Management Information Protocol)
• DNS Domain Name System• SNMP Simple Network Management Protocol• TFTP Trivial File Transfer Protocol• BOOTP BOOTstrap Protocol• NFS Network File System• XDR eXternal Data Representation• RPC Remote Procedure Call
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Fronteras y Direcciones en INTERNET
Aplicación
Transporte
Internet
Interfaz de Red
Hardware
Software fuera del Sistema Operativo
Software dentro del Sistema Operativo
Solo se utilizan direcciones IPSe utilizan direcciones físicas
Capas conceptuales Fronteras
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Servicios de INTER-RED• Direcciones IP : Cada computador
tiene una dirección única, de 32 bits, que se utiliza en toda comunicación con ese computador.
• Las direcciones se dividen en dos partes, la primera identifica a la red y la segunda al nodo dentro de esa red.
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Servicios de INTER-RED
1
1 1
Clase D
Clase E
1 8 16 24 32
1 1 0
1 1 0
MulticastReserved
0
1 0
1 1 0
Clase A
Clase B
Clase C
1 8 16 24 32
Net Host
Net
Net
Host
Host
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Servicios de INTER-RED
Cálculo de la clase de una
Dirección IP
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Servicios de INTER-RED• La forma como se representan estas
direcciones corresponde (generalmente) a números decimales separados por puntos
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Servicios de INTER-RED
Clases y Clases y Notación Notación
Decimal por Decimal por puntospuntos
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Servicios de INTER-RED• Elemplos
– La secuencia 157.253.0.0 identifica a la red de clase B cuyo primer byte es 157 y el segundo 253
– El identificador 157.253.1.13 corresponde a la identificación de UN computador dentro de la red anterior
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Servicios de INTER-RED
Clases de direcciones IP: • Clase A : Usada para redes con un máximo de
2**24 Hosts• Clase B : Usada para redes Intermedias de
hasta 2**16 Hosts• Clase C : Usada para redes de pocos hosts,
menos de 2**8• Clase D : Usada para definir Grupos de Hosts
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Servicios de INTER-RED
Número de redes y hosts por red para las tres clases de direcciones primarias
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Servicios de INTER-RED
IANA
(Internet Assigned Number Authority)
• Asegura que cada prefijo de red en INTERNET sea único.
• Coordina a los ISP (Internet Service Providers)
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Servicios de INTER-RED
Ejemplo de una internet privada con direcciones IP asignadas a los hosts.
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Servicios de INTER-RED
Direcciones IP especiales
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CMOT SMTP FTP TELNET DNS SNMP TFTP BOOTP RPC XDR NFS
TCP UDP
IP ( Incluyendo ICMP )ARP RARP
Interface de Red y Hardware
CMOT SMTP FTP TELNET DNS SNMP TFTP BOOTP RPC XDR NFS
Modelo de Capas TCP/IP
Servicios INTER-RED
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Servicios INTER-RED
ARPAddress Resolution Protocol
Permite a un nodo (host) de una red
encontrar la dirección física de
otro nodo de la misma red
utilizando la dirección IP.
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ARP
• Tabla de enlace de direcciones
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Formato del mensaje ARP
Servicios INTER-RED
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Encapsulamiento de un mensaje ARP en una trama ETHERNET
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RARP• Orientado a solucionar el problema
de las estaciones de red que no cuentan con almacenamiento externo (Disco).
• Requiere la existencia de computadores autorizados para la asignación de direcciones IP.
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IP
• Sistema de distribución o entrega de paquetes
• Define:– La unidad básica de transmisión
(Datagrama).– El enrutamiento.– Las reglas de procesamiento de
paquetes.
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Datagrama IP
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Encapsulamiento de un datagrama IPEncapsulamiento de un datagrama IP
Servicios INTER-RED
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Los enrutadores son los responsables de determinar las vías y rutas que debe tomar la información para llegar al destino final
Para lograrlo, los enrutadores mantienen TABLAS DE ENRUTAMIENTO
Las tablas pueden contener entradas estáticas o dinámicas
– Las estáticas son introducidas por los administradores de redes
– Las dinámicas son aprendidas gracias a los protocolos de enrutamiento
Generalidades del enrutamiento
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Las entradas en las tablas indican la vía para llegar a las REDES y no entradas para cada NODO de las redes
– En algunos casos, de manera estática se definen entradas para nodos, por ejemplo en nodos conectados a través de RPD (Redes Públicas de Datos)
– En grandes (y complejas) redes, existe un mecanismo que permite reducir el tamaño de las tablas llamado “rutas por defecto”.
Generalidades del enrutamiento
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P Enrutamiento IP– (a) Internet con tres enrutadores y 4 redes físicas– (b) Tabla de enrutamiento en el enrutador R2
Servicios INTER-RED
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Algoritmo general de enrutamiento en Internet
RutaDatagrama(Datagrama, Tabla de Ruteo)
–Extraer la dirección IP de destino, D, del datagrama y computar el prefijo de red, N;
–Si N corresponde a cualquier dirección de red directamente conectada, entregar el datagrama al destino D sobre dicha red;
–en caso contrario, si la tabla contiene una ruta con anfitrión específico para D, enviar el datagrama al salto siguiente especificado;
–sino, si la tabla contiene una ruta para la red N, enviar el datagrama al salto siguiente especificado;
–de otra forma, si la tabla contiene una ruta asignada por omisión, enviar el datagrama al ruteador asignado por omisión especificado;
–sino declarar un error.
Servicios INTER-RED
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225.15.200.0
132.2.0.0
157.253.0.0 0200.63.25.0 110.0.0.0 110.0.0.0 2132.2.0.0 2225.15.200.0 3
225.15.200.0 0default 1
2
2
Ejemplos
![Page 39: 07 tcpip _1de2](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062300/558a3d18d8b42a1e788b45d3/html5/thumbnails/39.jpg)
Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
Pro
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TC
P/I
P
El nodo 157.253.48.32 requiere enviar información al nodo 225.15.200.100
Le envía la información al enrutador respectivo, el cual la recibe por la interfaz 0
El enrutador toma la dirección de destino, y de allí extrae la parte correspondiente a la dirección de red (225.15.200.0)
Verifica la existencia de una entrada en la tabla para esa red y determina qu debe transmitir la información por la interfaz 3
Ejemplos
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Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
Pro
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P/I
P
Transmite la información. El otro enrutador recibe la información por
la interfaz 1 Extrae la información relativa a la
dirección de red de destino Determina, mediante la consulta de la
tabla que la red esta conectada a la interfaz local 0
Transmite la información (usa para ello ARP)
Ejemplos
![Page 41: 07 tcpip _1de2](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062300/558a3d18d8b42a1e788b45d3/html5/thumbnails/41.jpg)
Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
Pro
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P/I
P
IP• No orientado a conexión• Sistema NO Confiable » No garantiza la entrega • Se realiza "el mejor esfuerzo"
– El paquete se puede perder, duplicar, demorar o entregar en diferente orden.
• Puede fragmentar paquetes grandes para permitir su transmisión en redes con MTU (unidad de transferencia máxima) más pequeña.
Servicios INTER-RED
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Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
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P/I
P Fragmentación IP
Servicios INTER-RED
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Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
Pro
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P/I
P
• Las redes se pueden agrupar para conformar Sistemas Autónomos
• Los Sistemas Autónomos definen políticas de enrutamiento
– Protocolos de enrutamiento a utilizar– Costos y Pesos de los enlaces– Mecanismos de enrutamiento alterno– Restricciones de rutas
• Se generan dos tipos de protocolos– EGP : Exterior Gateway Protocol– IGP : Interior Gategay Protocol
Organización de grupos de redes
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Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
Pro
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P/I
P
Sistemas Autónomos
AS AS
IGPIGP
EGP
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Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
Pro
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P/I
P
• Aún cuando es posible, no es necesario que CADA red “forme” un Sistema Autónomo
• Entre Sistemas Autónomos se ANUNCIAN las redes
• Los SA están en capacidad de rechazar el anuncio de nuevas redes
• La incorporación de nuevas redes a un SA y el anuncio de ésta a otros SA, se refleja en los enrutadores internos de los distintos SA
Sistemas Autónomos
![Page 46: 07 tcpip _1de2](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062300/558a3d18d8b42a1e788b45d3/html5/thumbnails/46.jpg)
Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
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P/I
P
Ejemplos de Protocolos
• External Gateway Protocol–GGP : Gateway to Gateway Protocol–EGP : Exterior Gateway Protocol–BGP : Border Gateway Protocol
• Interior Gateway Protocol–RIP : Routing Inforation Protocol–OSPF : Open Shortest Path First
Protocol–HELLO
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Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
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P/I
P
Subredes
• La definición de las subredes se realiza mediante el uso de máscaras (subnetting).
• Al interior de la red es necesario realizar enrutamiento.
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Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
Pro
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P/I
P
Enmascaramiento
• Se utiliza para dividir las redes en subredes.• Independientemente de cómo se divida la
red, en los enrutadores de las redes externas a la institución, solo habrá una entrada en la tabla de rutas.
• La forma de definir la división de la dirección IP en subredes consiste en definir una máscara que indica cuáles BITS de la parte correspondiente a HOSTS (o NODOS) se utilizarán para identificar subredes.
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Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
Pro
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P/I
P Ejemplo 1 de Enmascaramiento
Clase B• Típicamente, se selecciona el tercer byte (octeto)
para la división de las redes• La máscara será :
255.255.255.0 (dec)FF.FF.FF.00 (hex)
11111111.11111111.11111111.0000000 (bin)• Esto permite tener 256 subredes cada una con
254 nodos• Puede utilizarse otros esquemas en caso de ser
necesario
![Page 50: 07 tcpip _1de2](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062300/558a3d18d8b42a1e788b45d3/html5/thumbnails/50.jpg)
Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
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P/I
P
Clase C
• Dificil de utilizar, pues los cálculos iniciales pueden ser insuficientes en el corto plazo
• Se puede utilizar de uno a tres bits del octeto correspondiente a la parte de nodo para el enmascaramiento
Ejemplo 2 de Enmascaramiento
![Page 51: 07 tcpip _1de2](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062300/558a3d18d8b42a1e788b45d3/html5/thumbnails/51.jpg)
Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
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P/I
P
• Red Institucional con un solo enrutador y necesidad de hasta 8 segmentos de red, donde cada segmento tendrá un máximo de 30 nodos
• Para el ejemplo, la dirección de red es 200.65.25.0
• Se define, por lo tanto, la siguiente máscara– 255.255.255.224
– FF FF FF E0
– 11111111 11111111 11111111 11100000
Ejemplo 2 de Enmascaramiento
![Page 52: 07 tcpip _1de2](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062300/558a3d18d8b42a1e788b45d3/html5/thumbnails/52.jpg)
Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
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P/I
P
Diagrama del caso
200.65.25.0
200.65.25.0
200.65.25.32
200.65.25.64
200.65.25.96
200.5.25.128
200.65.25.160
200.65.25.192
200.65.25.224
![Page 53: 07 tcpip _1de2](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062300/558a3d18d8b42a1e788b45d3/html5/thumbnails/53.jpg)
Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
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P/I
P
Enrutamiento del caso
• Si llega algo para el nodo 200.65.25.102
• El enrutador determina que la dirección en su parte de red corresponde a la red que el maneja (200.65.25.0)
• El 102 visto en binario corresponde a 01100110
• Se aplica la máscara definida (11100000), es decir se realiza un AND lógico
• El resultado es 01100000, lo cual determina que corresponde a la subred 200.65.25.96
• El enrutador envía la información por la interfaz respectiva
![Page 54: 07 tcpip _1de2](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062300/558a3d18d8b42a1e788b45d3/html5/thumbnails/54.jpg)
Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
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P/I
P
ICMP• Permite a los elementos enrutadores de
la red enviar mensajes de error y/o control
• Utilizado en la parte de administración de las redes para detectar problemas.
• Parte de toda implementación de IP, aunque utiliza los servicios provistos por IP.
Servicios INTER-RED
![Page 55: 07 tcpip _1de2](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062300/558a3d18d8b42a1e788b45d3/html5/thumbnails/55.jpg)
Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
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P/I
P Encapsulamiento ICMP
Servicios INTER-RED
![Page 56: 07 tcpip _1de2](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062300/558a3d18d8b42a1e788b45d3/html5/thumbnails/56.jpg)
Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado
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P
Mensajes ICMPMensajes ICMP
Un nodo no puede ser alcanzado Un gateway no tiene más buffers
para almacenar segmentos y retransmitirlos.
Existe una ruta más corta hacia el destino.
...
Servicios INTER-RED