La capa de xarxa és la tercera capa del model OSI (Open Systems Interconnection) i és responsable de la determinació del camí i la commutació de paquets entre dispositius en una xarxa. Aquesta capa s'encarrega de l'encaminament dels paquets des de l'origen fins a la destinació a través de múltiples xarxes interconnectades.

Les funcions principals de la capa de xarxa inclouen:

1. Encaminament (Routing):

   • Determina el millor camí per enviar els paquets de dades des de l'origen fins a la destinació.
   • Utilitza protocols d'encaminament com OSPF (Open Shortest Path First) i BGP (Border Gateway Protocol).

2. Adreçament Lògic:

   • Assigna adreces IP (Internet Protocol) als dispositius de la xarxa.
   • Gestiona les adreces IP per assegurar que cada dispositiu tingui una adreça única.

3. Fragmentació i Reassemblatge:

   • Divideix els paquets de dades en fragments més petits si són massa grans per ser transmesos.
   • Reassembla els fragments en el dispositiu de destinació.

4. Control de Congestió:

   • Gestiona la congestió de la xarxa per evitar la saturació dels enllaços de comunicació.

El protocol IP és el protocol principal de la capa de xarxa i és responsable de l'adreçament i l'encaminament dels paquets de dades. Hi ha dues versions principals del protocol IP:

1. IPv4 (Internet Protocol version 4):

   • Utilitza adreces de 32 bits.
   • Té un espai d'adreces limitat a 2^32 adreces (aproximadament 4.3 mil milions d'adreces).

2. IPv6 (Internet Protocol version 6):

   • Utilitza adreces de 128 bits.
   • Té un espai d'adreces molt més gran, permetent 2^128 adreces.

Els protocols d'encaminament són utilitzats per determinar el millor camí per enviar els paquets de dades. Alguns dels protocols d'encaminament més comuns són:

1. OSPF (Open Shortest Path First):

   • Protocol d'encaminament d'estat d'enllaç.
   • Utilitza l'algoritme de Dijkstra per trobar el camí més curt.

2. BGP (Border Gateway Protocol):

   • Protocol d'encaminament de passarel·la exterior.
   • Utilitzat principalment per a l'encaminament entre diferents sistemes autònoms (AS).

3. RIP (Routing Information Protocol):

   • Protocol d'encaminament de vector de distància.
   • Utilitza el nombre de salts com a mètrica per determinar el camí més curt.

En aquest exemple, els dispositius A i B estan en la mateixa subxarxa, ja que les seves adreces IP comparteixen el mateix prefix de subxarxa.

En aquest exemple, els routers A i B utilitzen OSPF per determinar el camí més curt per enviar paquets entre les xarxes 192.168.1.0/24 i 192.168.2.0/24.

Descripció: Dibuixa una xarxa amb tres routers (A, B, C) i tres xarxes (X, Y, Z). Assigna adreces IP a cada interfície de router i determina el camí més curt des de la xarxa X fins a la xarxa Z utilitzant OSPF.

Solució:

1. Assignació d'Adreces IP:

   • Router A: 192.168.1.1 (X), 192.168.3.1 (enllaç amb B)
   • Router B: 192.168.3.2 (enllaç amb A), 192.168.4.1 (enllaç amb C)
   • Router C: 192.168.4.2 (enllaç amb B), 192.168.2.1 (Z)

2. Determinació del Camí:

   • Utilitzant OSPF, el camí més curt des de X (192.168.1.0/24) fins a Z (192.168.2.0/24) és:
     • X -> Router A -> Router B -> Router C -> Z

La capa de xarxa és essencial per a l'encaminament i l'adreçament de paquets en una xarxa. Els protocols com IP, OSPF i BGP juguen un paper crucial en la determinació del camí i la gestió de la comunicació entre dispositius. Comprendre aquestes funcions i protocols és fonamental per a qualsevol professional de xarxes.