Switch de protocolo

Cap 9
SUITE DE PROTOCOLOS
TCP/IP

Introducción a TCP/IP
 Presente versión de TCP/IP
estandarizada en 1981.

 Direccionamiento IPv4: 32 bits,
escritos en decimal punteado.

Capa de Aplicación
 Maneja protocolos de alto nivel y temas de
representación, codificación y control de diálogo.
 TCP/IP tiene protocolos que soportan transferencia
de archivos, e-mail, y login remoto.
 Aplicaciones:
 FTP (File Transfer Protocol): Transferir archivos entre
sistemas que soportan FTP.
 Fiable

 Orientado a conexión. Utiliza TCP

 Transferencia bidireccional de archivos binarios y ASCII.

Capa de Aplicación
 TFTP (Trivial File Transfer Protocol): Transferir archivos
entre sistemas que soportan TFTP.
 No orientado a conexión

 Usa UDP

 Util en algunas LAN porque trabaja más rápido que FTP, en un

entorno estable.
 NFS (Network File System).
 Suite de protocolos de sistemas de archivos distribuidos que

permite el acceso remoto a dispositivos de almacenamiento a
través de la red. Desarrollado por SUN.
 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol).
 Administra la transmisión de e-mail sobre redes de

computadores. Solo texto plano

Capa de Aplicación
 Telnet (Terminal Emulation):
 Permite acceso remoto a otro computador y ejecución de
comandos.
 Un cliente Telnet se denomina host-local y un servidor
Telnet se denomina host-remoto.
 SNMP (Simple Network Management Protocol):
 Permite monitorear y controlar dispositivos de red.
 Administrar configuraciones, estadísticas, desempeño y
seguridad.
 DNS (Domain Name System).
 Sistemas usado en Internet para trasladar nombres de
dominio a direcciones IP.

Capa de Transporte
 Proporciona servicios de transporte de un host origen a un host
destino.
 Constituye una conexión lógica entre extremos de la red:
host emisor y host receptor
 Protocolos de capa de transporte segmentan y reemsamblan
datos de aplicaciones de capa superior
 UDP:
 Transportar datos desde el origen al destino
 TCP
 Control de extremo a extremo proporcionado por:
 Ventanas deslizantes

 Números de secuencia y acuses de recibo.

Capa de Transporte
 Servicios de transporte incluye servicios:
 TCP y UDP
 Segmentación de datos de aplicaciones de capas superiores

 Envío de segmentos de uno dispositivo a otro.

 Solo TCP
 Establecimiento de operaciones extremo a extremo

 Flujo de control provistos por ventanas deslizantes

 Confiabilidad en la entrega de datos provista por números de

secuencia y acuses de recibo.

Capa de Internet
 Propósito: selección mejor ruta a través de la red para entrega de
paquetes.
 En esta capa se determina la mejor ruta y la conmutación de
paquetes.
 IP principal protocolo de capa de Internet.
 Protocolos que operan en la capa de Internet:
 IP:
 Entrega de Paquetes No orientado a conexión.

 Entrega del mejor esfuerzo.

 No se preocupa por el contenido de los paquetes

 ICMP (Internet Control Message Protocol):
 Capacidades de control y entrega de mensajes

 ARP (Address Resolution Protocol):
 Determina la dirección MAC conociendo la IP

Capa de Internet
 RARP (Reverse address resolution protocol)
 Determina IP cuando se conoce MAC

 IP ejecuta las siguientes operaciones:
 Define esquemas de direccionamiento
 Trasfiere datos entre capa de Internet y capa de acceso de red
 Definición de paquetes
 Enruta paquetes a hosts remotos.

 IP es llamado a veces protocolo no fiable: no realiza
verificación y chequeo de errores.
 Verificación y chequeo de errores: realizado por las protocolos
de capas de transporte y aplicación.

Capa de Acceso a Red.
 Llamada también capa de host-a-red.
 Se ocupa de todas las acciones que un paquete IP
requiere para realizar un enlace físico a lo medios de red.
 Incluye detalles de tecnologías LAN y WAN
 Incluye detalles de capas Física y de Enlace de datos
del modelo OSI.
 Define los procedimientos para interfaces con el hardware
de la red y acceso al medio de transmisión.
 Encapsula paquetes en tramas (frames)
 Enlaza direcciones IP a direcciones físicas.

Comparación Modelo OSI y TCP/IP

Direccionamiento IP.
 Capa Red:
 Responsable de la navegación de datos a través de la red.
 Función es encontrar la mejor ruta a través de la red

 Direcciones requeridas para determinar el destino de los
datos al moverlos por la red.
 Cada computador en una red TCP/IP debe tener un
identificador único: Dirección IP
 Dirección IP:
 Opera en capa 3
 Permite a un computador localizar otro en una red

Direccionamiento IP.
 Dirección IP es una secuencia de 32 dígitos binarios

 Para facilidad de uso, IP se escribe en notación decimal
separados por punto.
 Cada parte de la dirección IP se llama OCTETO
 Evita errores de transposición, causados al trabajar con
números largos.
 Permite que los patrones de números sean entendidos más
fácilmente.

Conversiones Decimales y Binarias

EJERCICIOS

Direccionamiento IPv4.
 Cada dirección IP tiene dos parte:
 RED: Identifica la red a la que el sistema está
conectado
 HOST: Identifica al sistema en particular dentro de
la red.
 Cada octeto puede tomar valores entre 0 y 255.

Direccionamiento IPv4.
 Conjunto de direcciones IP forman una jeraquía,
ya que contiene diferentes niveles.

 Direcciones IP deben ser únicas.

 Direcciones IP divididas en clases:
 A: Asignadas a redes grandes
 B: Asignadas a redes de tamaño medio
 C: Asignadas a redes pequeñas.

Direcciones IP Clase A

 Primer dígito del primer octeto siempre es 0. (00000000 –
01111111)
 Números 0 y 127 están reservados y no pueden ser usados.
 Primer Octeto: Cualquier dirección que empiece con un valor
entre 1 y 126 .

Direcciones IP Clase B
 Diseñadas para soportar redes medianas a grandes
 Usa los dos primeros octetos para identificar la red. Los otros
dos octetos especifican direcciones de host.
 Los primeros dos dígitos del primer octeto siempre son
10. (10000000 – 10111111)
 Cualquier dirección que empiece con un valor entre 128 y
191 es Clase B.

Direcciones IP Clase C
 Diseñadas para soportar redes pequeñas (254
hosts)
 Los primeros tres dígitos del primer octeto
siempre son 110.(11000000-11011111)
 Cualquier dirección que empiece con un valor
entre 192 y 223 es Clase C.

Direcciones IP Clase D
 Permiten multicasting en direcciones IP
 Una dirección multicast es una única dirección de red que
envía paquetes con destino a un grupo predefinido de
direcciones IP.
 Los primeros 4 bits del primer octeto son 1110.
(11100000 – 11101111)
 Direcciones entre 224 y 239.

Direcciones IP Clase E
 IETF reserva estas direcciones para sus propias
investigaciones.
 Ninguna dirección clase E ha sido lanzada para su uso en
Internet.
 Primero cuatro dígitos del primer octeto son 1111.
(11110000 – 11111111)
 Direcciones entre 240 y 255

Direcciones IP Reservadas
 Dirección de Red: Identifica la red en si misma.
Ceros en la porción de host

Direcciones IP Reservadas
 Dirección de Broadcast (Difusión): Usada para
enviar paquetes a todos los dispositivos en una red.
Unos en la porción de host

Direcciones IP Públicas y Privadas
 Estabilidad de Internet depende de unicidad de
direcciones de red públicamente utilizadas.

 Direcciones IP duplicadas evitan que el router ejecute el
trabajo de selección de mejor ruta.

 Cada dispositivo de red requiere una dirección única.

 Organizaciones que aseguran direccionamiento único:
 InterNIC. Desapareció.

 IANA (Internet Assigned Numbers Authority)

 Direcciones IP públicas son únicas y deben ser obtenidas
de un ISP o un registro con costo.

 Crecimiento de Internet: IP públicas escasean:
 Nuevos esquemas de direccionamiento:

 Classless interdomain routing (CIDR)
 IPv6.
 Direcciones Privadas

 Redes privadas no conectadas a Internet pueden
utilizar cualquier dirección válida para host, mientras
sea único dentro de la red privada.
 Muchas redes privadas coexisten con redes públicas.
 Tomar “simplemente cualquier dirección”, no es lo más
adecuado porque esa red con el tiempo podría
conectarse a Internet.
 RFC 1918 determinó tres bloques de direcciones IP para
uso privado:
 Un bloque Clase A, uno Clase B y uno Clase C.
 Direcciones en estos rangos no son enrutadas al backbone de
Internet. Son desechadas por los routers de Internet.

Direcciones IP Privadas
CLASE DE INTERVALO DE DIRECCIONES
DIRECCIONES PRIVADAS
CLASE A 10.0.0.0 a 10.255.255.255

CLASE B 172.16.0.0 a 172.31.255.255

CLASE C 192.168.0.0 a 192.168.255.255

 Conexión a Internet de redes que usan direccionamiento
privado requieren de:
 Proceso de Translación de direcciones Privadas a

direcciones públicas: NAT (Network Address Translation)
 Un router es el dispositivo que normalmente ejecuta el NAT

Introducción a las Subredes.
 Crear subredes es otro
método de administrar
redes.
 Este método divide
clases de direcciones
de red completas en
pedazos pequeños
 Previene el agotamiento
de direcciones IP.
 Creación de subredes
es necesario para redes
grandes

Introducción a Subneteo.
 Crear subredes implica usar máscaras de subred.
 Dirección de subred incluye la porción de red más un
campo de subred y un campo de host.
 Campo de subred y campo de host son creados de la
porción original de host de la red entera.
 Campo de subred toma prestados bits del campo de
host.
 Mínimo número de bits prestados para subred: 2
 Máximo número: Cualquier cantidad siempre y cuando
se dejen al menos dos bits para host.

IPv4 frente a IPv6.
 Versión 4 de IP (IPv4) ofreció una
estrategia de direccionamiento
escalable por una época, pero dio
lugar a una asignación ineficaz de
direcciones.

 Direcciones clase A y B ocupan el
75% del espacio de direcciones
IPv4, no obstante menos de
17.000 organizaciones pueden ser
asignadas a una red clase A o B.

IPv4 versus IPv6.
 Direcciones clase C:
 Son más numerosas que las
direcciones clase A y B
 Solo representan el el 12.5% del
espacio disponible de direcciones
IP (4 mil millones)
 Solo pueden tener 254 direcciones
usables de host .
 No resuelven necesidades de
organizaciones más grandes que
no puedan adquirir una dirección
de la clase A o de B.

IPv4 versus IPv6.
 Desde 1992, la IETF identificó las dos preocupaciones
siguientes:
 Agotamiento de las direcciones de red restantes, no
asignadas IPv4. Direcciones clase B, al borde del
agotamiento.
 Aumento rápido y grande en el tamaño de las tablas de
enrutamiento, por la asignación de direcciones clase C.
 Extensiones a IPv4 han sido desarrolladas para
aumentar su eficiencia:
 Máscaras de Subred
 Enrutamiento Interdominios sin Clases (CIDR)

IPv4 versus IPv6.
 IP Versión 6 (IPv6):
 Versión más extendible y escalable de IP
 Usa 128 bits (32 bits IPv4): 16 Octetos: 8 grupos de 16 bits
 Usa representación Hexadecimal separados por dos puntos
 Proporciona 640 sextrillones de direcciones. (3.4 x 1038)
 Proporciona bastantes direcciones para las necesidades de
comunicación futuras.
 Después de años de planeamiento y de desarrollo, IPv6 se
está implementando lentamente en redes selectas.
 IPv6 puede substituir IPv4 como el Internet Protocol
dominante.

Obteniendo una Dirección Internet
 Dirección IP, dirección más común utilizada para
comunicaciones en Internet.

 Administradores usan dos métodos para asignar
direcciones IP:
 Estático
 Dinámico

 Sin importar método, dos equipos no pueden
tener la misma dirección IP.

Asignación Estática de Direcciones IP
 Ideal para redes pequeñas que no cambian con
frecuencia.
 Administrador del sistema asigna y controla
manualmente las direcciones IP para cada computadora,
impresora, o servidor en la Intranet.
 Principal razón para que a un dispositivo se le asigne una
dirección IP estática es si otros dispositivos necesitan
hacer referencia a él.
 La dirección de servidores debe asignarse siempre
estáticamente.
 Otros dispositivos que deben asignarse
estáticamente:
 Impresoras de red
 Servidores de Aplicaciones
 Routers

Asignación Dinámica de Direcciones IP
 RARP (Protocolo de resolución de direcciones Inversa)
 Opera en ambiente cliente – servidor.
 Asocia una MAC conocida con una dirección IP
 El dispositivo que hace la petición aprende la IP
 Se requiere un servidor RARP para resolver peticiones
 El proceso iniciado por el solicitante, se denomina: Solicitud
RARP (RARP Request).
 Una Solicitud RARP es un broadcast sobre una LAN que
responde el servidor RARP (Router)
 Usa el mismo formato de ARP, pero difiere en el código de
operación y el encabezado.

 BOOTP
 Opera en ambiente cliente – servidor.
 Solo requiere el intercambio de un paquete para
obtener la dirección IP
 A diferencia de RARP, un paquete BOOTP puede
incluir la dirección IP, la dirección de un router, de un
servidor e información específica del fabricante.
 Problema: no está diseñado para proporcionar
asignación dinámica de direcciones.
 Administrador debe crear y mantener un archivo de
configuración que especifique los parámetros para
cada dispositivo.

 DHCP
 Protocolo de configuración dinámica de host.
 Sucesor de BOOTP.
 A diferencia de BOOTP, DHCP permite a un host
obtener direcciones IP dinámicamente sin
necesidad que administrador tenga que configurar
un perfil individual por cada dispositivo.
 Se requiere definir un rango de IP en el servidor.
 La información se obtiene en un solo mensaje.
 Ventaja de DHCP: permite movilidad de usuarios

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