Clase 3 Protocolos de Red de TCP-IP

Redes Avanzadas
Clase 3
Protocolos de Red de TCP/IP
Ing. José Ricardo Tillero UPTAEB

Tema 1
Protocolo IP

Protocolo IP
 Los dispositivos de red utilizan Protocolo IP para comunicarse entre sí.
 Actualmente es uno de los protocolos más usados en lo que a
interconexiones de red se refiere.
 Protocolo “No orientado a conexión”.
 Protocolo “NO Confiable”  No garantiza la entrega.
 Se realiza "el mejor esfuerzo“  El paquete se puede perder, duplicar,
demorar o entregar en diferente orden.
 No garantiza la capacidad mínima, ni retardo máximo, ni variaciones
máximas de los retardos o “jitter”
 No garantiza la entrega, ni el orden de entrega de los datos.
 Puede fragmentar paquetes grandes para permitir su transmisión en redes
con MTU (unidad de transferencia máxima) más pequeña.
 Asigna una dirección única de red a cada puerto de red de un dispositivo
de red.
 Los Routers utilizan las direcciones IP de sus tablas de enrutamiento para
determinar las vías y rutas que debe tomar la información para llegar al
destino final.

Protocolo IP
 Proporciona:
 La unidad básica para la transferencia de datos  Paquete IP, utilizada a
través de la red TCP/IP.
 La función de ruteo. Selecciona la ruta de los datos.
 Chequeo de error.
 Existen dos versiones del protocolo IP:
 IP versión 4 - direccionamiento de 32 bits:
• Los 32 bits son divididos en 4 octetos denominado Notación Decimal
Punteada.
• Ejemplo IP en binario: 00001010.00000000.00000000.00000000
• Ejemplo IP en decimal: 10.0.0.0
 IP versión 6 - direccionamiento de 128 bits:
• Las direcciones de 128 bits se dividen en grupos de 16 bits, y cada
bloque de 16 bits se convierten en un número hexadecimal de 4 dígitos
separadas por dos puntos.
• Ejemplo: FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210

Protocolo IP
 Futuro del Protocolo IP:
 El agotamiento de las direcciones públicas utilizadas en la versión actual,
la versión 4, del protocolo IP ha ocasionado el desarrollo de una nueva
versión del protocolo llamada IPv6. Este nuevo protocolo lleva bastantes
años desarrollado y ya ha comenzado el periodo de transición al mismo.
Sin embargo, dicha transición está siendo muy lenta por lo que se espera
que IPv4 se siga utilizando durante algunos años más.
 Actualmente el IPv6 se implementa para el direccionamiento de la red de
interconexión de Routers de Internet.

Protocolo IP
 Formato del Paquete o Datagrama IP:
 Se divide en Cabecera (Encabezado) y la Carga útil (Payload).
 La Cabecera incluyen los campos de direccionamiento y control.
 La Carga útil contiene los datos que se envían a la red.
 El valor máximo que técnicamente puede utilizarse para un Paquete o Datagrama
IP es de 65536 bytes.
 Ejemplos de tamaños de Paquetes o Datagramas IP, en difreentes tecnologias de
red:
• PPPoE: 1492 bytes.
• ATM: 8190 bytes.
• FDDI: 4470 bytes.
• PPP: 576 bytes.
• Ethernet: 1518 bytes (típicamente 1500 bytes).

Protocolo IP
 Formato del Paquete o Datagrama IP:

Protocolo IP
 Cabecera del Paquete IP:
 Versión (4 bits): en este campo se describe la versión de IP que se
utilizará para crear el Paquete o Datagrama IP.
 IHL - Tamaño de la Cabecera (4 bits): Especifica en palabras de 32 bits la
longitud de la cabecera IP. El valor normal de este campo, si no se
utilizan opciones, es 5. Su valor máximo puede ser de 15 bits.

Protocolo IP
 TOS - Tipo de Servicio (8 bits): Está diseñado para indicar en una serie
de parámetros la Calidad del servicio. Los últimos cinco bits señalan las
características del servicio, mientras los tres primeros, el nivel de
urgencia:
• 000: De rutina, i 001: Prioritario.
• 010: Inmediato.
• 011: Relámpago.
• 100: Invalidación relámpago.
• 101: Procesando llamada crítica y de emergencia,
• 110: Control de trabajo de Internet,
• 111: Control de red.
 LT - Longitud Total (16 bits): Se especifica la longitud total del Paquete o
Datagrama IP en bytes. Solo se utiliza si el Paquete o Datagrama tiene
que fragmentarse.

Protocolo IP
 Flags – Banderas (3 bits): Especifica los valores correspondientes a la
fragmentación.
 Offset del fragmento (13 bits): Se refiere a la posición original de los datos del
Paquete o Datagrama fragmentado.
 Tiempo de vida - TTL (8 bits): Especifica el número de enrutadores que el
paquete puede pasar. Cada vez que atraviesa uno, disminuye su valor en
uno. Si llega a cero el campo de este valor, el paquete será descartado.
 8 bits. Identifica el Protocolo de las capas superiores a los que debe
entregarse el paquete.
 Suma de verificación del control de cabecera (16 bits): Consiste en una
protección básica para evitar corrupciones en la transmisión.
 Dirección origen (32 bits): Corresponde a la dirección IP del dispositivo emisor
del Paquete o Datagrama.
 Dirección destino (32 bits): Corresponde a la dirección IP del dispositivo
destinario del Paquete o Datagrama.
 Opciones-Relleno (40 bytes): Es de longitud variable. No es un campo
obligatorio. Pero es posible incluir opciones que cualquier Nodo debe ser
capaz de interpretar. Se incluyen para pruebas de red o depuración.

Protocolo IP
 Ejemplo de fragmentación IP:

Protocolo IP
 Dirección IPv4 en notación binaria y decimal:

Tema 2
Protocolo ARP

Protocolo ARP
 Protocolo de Resolución de Direcciones ARP:
 Permite a un nodo (host) de una red encontrar la dirección física de otro
nodo de la misma red utilizando la dirección IP.
 El protocolo ARP ofrece dos funciones básicas:
• Resolución de direcciones IPv4 a direcciones MAC.
• Mantenimiento de una caché de las asignaciones.

Protocolo ARP
 Funcionamiento del protocolo ARP:

Protocolo ARP
 Para comenzar el proceso, un nodo transmisor intenta localizar en la
tabla ARP la dirección MAC mapeada a un destino IPv4. Si este mapa
está almacenado en la tabla, el nodo utiliza la dirección MAC como la
MAC de destino en la trama que encapsula el paquete IPv4.
 La tabla ARP se mantiene dinámicamente.
 Existen dos maneras en las que un dispositivo puede reunir direcciones
MAC:
• Una es monitorear el tráfico que se produce en el segmento de la red
local.
• Otra manera en la que un dispositivo puede obtener un par de
direcciones es emitir una solicitud de ARP. El ARP envía un broadcast
de Capa 2 a todos los dispositivos de la LAN Ethernet.
 Todas las tramas deben enviarse a un nodo de un segmento de la red
local. Si el host IPv4 de destino se encuentra en la red local, la trama
utilizará la dirección MAC de este dispositivo como la dirección MAC de
destino.

Protocolo ARP
 Si el host IPv4 de destino no se encuentra en la red local, el nodo de
origen necesita enviar la trama a la interfaz del router que es el gateway o
el siguiente salto que se utiliza para llegar a dicho destino.
 El nodo de origen utilizará la dirección MAC del gateway como dirección
de destino para las tramas que contengan un paquete IPv4 dirigido a
hosts que se encuentren en otras redes.
 Para cada dispositivo, un temporizador de caché de ARP elimina las
entradas ARP que no se hayan utilizado durante un período de tiempo
especificado.
 Todos los dispositivos de la red local reciben y procesan una solicitud de
ARP debido a que es una trama de broadcast.
 Una vez que los dispositivos envían los broadcasts de ARP iniciales y
que aprenden las direcciones MAC necesarias, se minimizará todo
impacto en la red.

Tema 3
Protocolo RARP

Protocolo RARP
 Protocolo de Resolución Inversa de Direcciones RARP:
 Permite a una estación de red conocer su direccion IP cuando solo
conoce su dirección física.
 Orientado a solucionar el problema de las estaciones de red que no
cuentan con almacenamiento externo (Disco).
 Requiere de la existencia de computadores autorizados para la
asignación de direcciones IP.

Protocolo RARP
 Funcionamiento del protocolo RARP:

Tema 3
Protocolo ICMP

Protocolo ICMP
 Protocolo de Mensaje de Control de Internet ICMP:
 Permite a los Routers 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.
 Algunos mensaje 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.

Protocolo ICMP
 Funcionalidades del protocolo ICMP:
PING

Protocolo ICMP
 Funcionalidades del protocolo ICMP:
 Los mensajes de redirección ICMP son usados por los Routers para notificar, sobre el enlace
de datos a un host, que una mejor ruta esta disponible para un destino en particular.

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