Tcp ip21

Notas del editor

• #4: ARQUITECTURA TCP/IP Divide el Modelo de referencia OSI en cuatro capas Capa de Interface de Red - OSI: Capa Física y capa de Enlace Capa de Internet - OSI: Capa de Red Capa de Transporte - OSI: Capa de Transporte y capa de Sesión Capa de Aplicación - OSI: Capa de Aplicación y capa de Presentación Una aplicación típica de TCP/IP utiliza las cuatro capas cuando se establece la comunicación a través de la red. Una Aplicación tal como un terminal virtual o correo electrónico. Un protocolo de la capa de Transporte (como TCP) proporciona un servicio de comunicación confiable, necesario para la capa de aplicación. Un protocolo de la capa de Internet ( como IP) proporciona el servicio básico de ofrecer paquetes al destino final a través de múltiples redes. Un protocolo de la capa Network Interface conecta el medio físico tal como Ethernet o enlace punto a punto para enviar la información al destino final.
• #20: DIRECCIONAMIENTO IP Los Hosts conectados a la misma red deben tener el mismo número asignado a la porción de la dirección de red pero diferente número de host. Para garantizar que el campo de red dentro de una dirección de Internet es único, ellos son asignados por una autoridad central: Internet Network Information Center (InterNIC). El campo de host de una dirección es responsabilidad del administrador local. Para facilitar la lectura y entendimiento por los seres humanos, las direcciones IP se escriben en notación decimal, separados por puntos. Los cuatro Bytes de una dirección pueden dividirse en dirección de red y dirección de host de varias formas, generándose las clases o tipos de Direcciones IP ( Clase A, B, C, D, E). Las direcciones IP Clase A, B, C, se conocen como “classful”
• #21: Clases de Direcciones IP Clase A : /8 Dirección de red: 8 bits (primer bit de orden superior: 0) 7 bits: 126 redes. Dirección de Host: 24 bits: 16,777,214 hosts por cada red. Clase B: /16 Dirección de red: 16 bits (primeros bits superiores: 1 0) 14 bits: 16,384 redes. Dirección de Host: 16 bits: 65,534 hosts por red.
• #22: Clases de Direcciones IP Clase A : /8 Dirección de red: 8 bits (primer bit de orden superior: 0) 7 bits: 126 redes. Dirección de Host: 24 bits: 16,777,214 hosts por cada red. Clase B: /16 Dirección de red: 16 bits (primeros bits superiores: 1 0) 14 bits: 16,384 redes. Dirección de Host: 16 bits: 65,534 hosts por red.
• #23: Clases de Direcciones IP Clase C : /24 Dirección de red: 24 bits (primeros bits de orden superior: 1 1 0) 21 bits: 2,097,152 redes. Dirección de Host: 8 bits: 254 hosts por cada red. Clase D: Usado para direcciones Multicast Los cuatro bits de orden superior: 1 1 1 0 Direcciones asignadas por el IAB. IAB: Internet Architecture Board, pequeño grupo de personas que establece las políticas y directivas para el TCP/IP y la red global de Internet. IETF: Internet Engineering Task Force, grupo de personas vinculado de cerca con el IAB, que trabaja en el diseño y la ingeniería del TCP/IP y la red global de Internet. El IETF se divide en areas, cada una de las cuales cuenta con una administración independiente. Las areas, a su vez, se dividen en grupos de trabajo.
• #24: Clases de Direcciones IP Clase C : /24 Dirección de red: 24 bits (primeros bits de orden superior: 1 1 0) 21 bits: 2,097,152 redes. Dirección de Host: 8 bits: 254 hosts por cada red. Clase D: Usado para direcciones Multicast Los cuatro bits de orden superior: 1 1 1 0 Direcciones asignadas por el IAB. IAB: Internet Architecture Board, pequeño grupo de personas que establece las políticas y directivas para el TCP/IP y la red global de Internet. IETF: Internet Engineering Task Force, grupo de personas vinculado de cerca con el IAB, que trabaja en el diseño y la ingeniería del TCP/IP y la red global de Internet. El IETF se divide en areas, cada una de las cuales cuenta con una administración independiente. Las areas, a su vez, se dividen en grupos de trabajo.
• #25: Clases de Direcciones IP Clase C : /24 Dirección de red: 24 bits (primeros bits de orden superior: 1 1 0) 21 bits: 2,097,152 redes. Dirección de Host: 8 bits: 254 hosts por cada red. Clase D: Usado para direcciones Multicast Los cuatro bits de orden superior: 1 1 1 0 Direcciones asignadas por el IAB. IAB: Internet Architecture Board, pequeño grupo de personas que establece las políticas y directivas para el TCP/IP y la red global de Internet. IETF: Internet Engineering Task Force, grupo de personas vinculado de cerca con el IAB, que trabaja en el diseño y la ingeniería del TCP/IP y la red global de Internet. El IETF se divide en areas, cada una de las cuales cuenta con una administración independiente. Las areas, a su vez, se dividen en grupos de trabajo.
• #26: Notación Decimal con puntos Por simplicidad una dirección IP se especifica cada Byte en formato decimal, separados por puntos: WW . XX . YY . ZZ Vgr. 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 129 10 2 3 129 . 10 . 2 . 3 Los números de red válidos para cada clase se muestran a continuación: Clase A: 001 . hhh . hhh . hhh hasta 126 . hhh . hhh . hhh Clase B: 128 . 000 . hhh . hhh hasta 191 . 255 . hhh . hhh Clase C: 192 . 000 . 000 . hhh hasta 223 . 255 . 255 . hhh Clase D: 224 . 000 . 000 . 000 hasta 239 . 255 . 255 . 255 Clase E: 240 . 000 . 000 . 000 hasta 247 . 255 . 255 . 255
• #27: Direcciones Especiales 127 . 0 . 0 . 0 Loopback: Permite realizar pruebas en procesos internos de la misma máquina. No es una dirección válida por lo tanto jamás viajará a través de la red. 0 . 0 . 0 . 0 Significa: “este Host” Ceros en la Dirección de red + una dirección de Host Significa: “Host en ésta red” 1 . 1 . 1 . 1 Significa: “difusión limitada” ( red local ). Esta red Una Dirección de red + Unos en la dirección de host Significa: “ Difusión dirigida para dicha red”.
• #38: Fragmentación Es el proceso que permite dividir un paquete IP muy grande en piezas más pequeñas. Esto es necesario cuando IP es obligado a transmitir un paquete grande a través de una red que maneja paquetes pequeños, o una red con un pequeño MTU (Maximum Transmission Unit). Los paquetes fragmentados atraviesan la internet como paquetes separados hasta que lleguen a su destino final. Es responsabilidad de la estación destino reensamblar los fragmentos para obtener el mensaje original. MTU: Ethernet (1500 Bytes), FDDI (4,470 Bytes), Router WAN (576 Bytes) Options El campo de Options proporciona al administrador de la red una herramienta para realizar pruebas, diagnósticos y depuración de su red. Pueden o no aparecer en un paquete individual. Deben ser implementados por todos los módulos IP que residen en los hosts y routers. Las siguientes opciones están disponibles: Record Route (Registro de ruta): Registra el trayecto seguido por los paquetes a lo largo de la red. Cada router que procesa el paquete, agrega su propia dirección IP a la lista. Source Route (Ruta original): Establece una ruta específica que seguirá un paquete a través de Internet.
• #39: TimeStamp (Sello de tiempo) Cada router, registra su dirección IP , la fecha y hora en que se procesó el paquete IP. Proporciona información de la ruta seguida por el paquete así como el retardo asociado con la ruta. Longitud del Encabezado: Indica la longitud de la cabecera en palabras de 32 bis. Longitud Total: Incluye la cabecera fija y el campo variable de opciones y datos. (216 = 65535 Bytes). Tipo de Servicio:Está subdividido en 5 subcampos:Prioridad(3 bits), Delay(1 bit), Throughput(1 bit), Reliability(1 bit), Sin uso(2 bits) Identificación: Indica qué fragmentos pertenecen a qué paquetes. Sirve para identificar el datagrama. El contador se incrementa cada vez que se crea un paquete nuevo. Cada fragmento tiene el mismo formato que un paquete completo. Desplazamiento de fragmentos: Especifica el desplazamiento en el paquete original de los datos que se están acarreando en el fragmento, medido en unidades de 8 Bytes, comenzando con un desplazamiento igual a cero hasta un desplazamiento de mayor valor. Protocolo: Indica qué protocolo de alto nivel se utiliza (TCP, UDP)
• #40: ICMP: Internet Control Message Protocol (ICMP) Mensajes Informativos ICMP: Echo/Request - Informa sobre la comunicación entre dos hosts. Usa el comando Ping. Information - Permite a las estaciones sin disco, descubrir su dirección IP al momento del arranque. TimeStamp - Mecanismo para muestrear las caracte´risticas de retardo de la red. Address Mask - Permite al host descubrir la máscara de la subred para su red. Router Discovery - Permite al host descubrir la dirección IP del router vecino.
• #41: Transmission Control Protocol (TCP) Multiplexaje: TCP, al igual que UDP, identifica el destino con un número de PORTs para manejar múltiples procesos en un solo host. Se genera un socket, combinando la dirección IP de un host con el número de puerto.(Socket= (IP Address del host) + (número de puerto). Dos sockets ( uno por cada host) identifica cada conexión del circuito virtual TCP. Los sockets son el destino final de todo el tráfico TCP. El enlace entre ports y procesos es manejado independientemente para cada host. Para procesos conocidos, el número de puerto es de dominio público y es utilizado para que los dispositivos tengan acceso a través de éstas direcciones: DNS ( port 53 ), FTP ( port 21 ), TELNET (port 23), SMTP (port 25). Una conexión incluye número de socket, número de secuencia y un compromiso de confiabilidad y control de flujo. Cuando dos procesos desean comunicarse, el proceso TCP de cada host debe establecer primero una conexión El proceso de conexión causa el intercambio de información de estado para cada lado del circuito virtual. Cuando se completa el intercambio de datos, se finaliza el enlace y se libera los recursos.Durante la transferencia cada dato es verificado.
• #42: Address Resolution Protocol (ARP) Permite a un Host obtener la dirección física de una estación remota, si solamente conoce la dirección IP de dicha estación. La máquina origen difunde un ARP Request (Broadcast), que contiene la dirección IP de la estación destino y espera que la estación destino responda. ARP, asume que cada host conoce su propia dirección física asociada a su dirección lógica IP. ARP Request: El mensaje ARP es transmitido en la porción de datos de la trama de la capa de Enlace de Datos. Un valor de “1” indica un ARP Request. El mensaje ARP no incluye la cabecera de la trama IP, sólo las direcciones IP, es decir, no puede ser retransmitido por un Router. En el mensaje, el host origen, incluye: La Dirección de hardware del host origen. La Dirección IP del host origen. La Dirección IP del host destino El host origen espera que el host destino responda con su dirección MAC.
• #43: Address Resolution Protocol (ARP) ARP Response: Cuando un Host recibe un ARP Request, conteniendo su propia dirección IP, responde transmitiendo un ARP Reply (Unicast) a la estación que ha generado el ARP Request. El protocolo ARP no soporta “No found” o errores en tramas. La porción de datos de la trama de la capa de Enlace contiene el ARP Response. Un código de valor “2” indica un ARP Response En la respuesta, el host destino proporciona su dirección física ó hardware address al host que originó el ARP request.
• #44: Reverse Address Resolution Protocol (RARP) Basado en el modelo Cliente - Servidor Permite a una máquina sin disco y sin disquetera o un host sin dirección IP configurada, obtener su propia dirección IP desde un Servidor. La máquina difunde un broadcast request y espera hasta que el RARP Server responda. RARP requiere que uno o más servidores (RARP Server) mantengan una base de datos de direcciones IP asociadas a direcciones MAC, para poder responder los requerimientos de los hosts clientes. El host cliente además necesita aprender la máscara de la subred asociada con su dirección de red. El host cliente adquiere la máscara usando un mensaje informativo ICMP Address Mask Request, iniciado por el cliente RARP, después de recibir una direccción IP desde el RARP Server. RARP Request: RARP utiliza el mismo formato de mensaje ARP. Envía en la porción de datos de la trama de la capa de enlace . Un código “3” indica RARP Request. Un mensaje RARP no incluye la cabecera de la trama IP, es decir no puede retransmitirse por un Router. En el mensaje de requerimiento, el host incluye su propia dirección de hardware, para identificarse así mismo con el RARP Server.
• #45: Reverse Address Resolution Protocol (RARP) RARP Response: Cuando un RARP Server recibe un Requerimiento de un host cliente, inicia una búsqueda en la base de datos de las direcciones MAC asociadas con las direcciones IP. Si lo encuentra, entonces responde transmitiendo directamente una respuesta (Unicast) al cliente RARP. De lo contrario el requerimiento es descartado. El protocolo RARP no soporta “Not found” ó “Error frames” La porción de datos de la capa de enlace contiene el RARP Response con un código de valor “4”. En el Response, el RARP Server proporciona la dirección IP del host cliente extraida de su base de datos. Un protocolo más elaborado es el BOOTP ( BOOT-strap Protocol) que luego fue reemplazado por el DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol: Asignación dinámica de direcciones). Ambos utilizan el UDP de la capa de Transporte y el IP de la capa de Internet.
• #46: Inverse Address Resolution Protocol (InARP) Permite a un host aprender en forma dinámica la dirección IP asociada con una dirección de Hardware dada. Específicamente éste protocolo se diseñó para ser usado por estaciones conectadas a redes Frame Relay, pero puede ser aplicado a otras redes similares. En redes Frame Relay el DLCI (Data Link Connection Identifier) es el equivalente a una dirección de hardware. La estación que origina el requerimiento tiene un DLCI asociado con cada PVC (Permanent Virtual Circuit), pero no conoce la dirección IP de la estación que se encuentra en el otro extremo del PVC. El InARP permite obtener la dirección IP de la estación remota. InARP Request: Realiza unicast en la red, que contiene el DLCI (hardware address de la estación destino), el hardware address y la dirección IP del origen. Se llena con ceros el campo de dirección IP destino. Código “8” es InARP Request. Se encapsula el mensaje y se envía directamente a la estación destino. InARP Response: Unicast al host que originó el InARP Request, que contiene la dirección IP de la estación destino. InARP Response usa código “9”
• #47: Arquitectura de Internet Internet es un conjunto de hosts y redes interconectados por routers IP. La suite de protocolos de Internet está diseñado para soportar la comunicación entre hosts y redes heterogéneas. Dos hosts conectados a la misma red se comunican directamente. Los hosts en diferentes redes deben usar un router Si dos hosts en diferentes redes, desean comunicarse, el host origen envía el paquete al router apropiado. El router retransmite cada paquete a través del sistema de routers y redes hasta llegar al router que está conectado a la misma red del host destino. El router final, transmite el paquete a la dirección física del host destino. Los routers envían los paquetes basados en el número de la red destino y no la dirección física del host destino. La cantidad de información que un router necesita es proporcional al número de redes, no al número de hosts.
• #48: Routing Directo Los hosts en la misma red, pueden comunicarse directamente. No requieren de Router. Procedimiento para Routng Directo: El host origen, encapsula el datagrama IP en una trama física Convierte el IP Address destino a una dirección física usando ARP y usa las direcciones físicas para entregar el datagrama. Usar IP genera un gasto innecesario: Se requiren ciclos adicionales de CPU en el host origen para generar la cabecera IP de la trama. Se requieren ciclos extras de CPU para analizar la cabecera de la trama IP en el host destino. Se requiere el uso de ancho de banda para transmitir la cabecera de la trama.
• #49: Routing Indirecto Hosts en diferentes redes deben usar un Router Es más complejo que el Routing Directo: El host origen debe identificar primero el router intermedio. El Router debe obtener información para enviar paquetes. Se debe configurar un Router por Default (Default Gateway) para cada Host conectado a la red. Se asigna una dirección IP a cada puerto del router. Cada router tiene una dirección física por cada puerto (MAC address). Cuando el host origen y el router se comunican hay una comunicación directa. Cuando el router se comunica con el host destino también hay una comunicación directa. Sin embargo cuando dos hosts se comunican a través de un router, es una comunicación indirecta. Procedimiento del Routing Indirecto: El host origen examina la dirección de red origen y destino y los compara con la máscara, si son diferentes, se envía el paquete al Router por default; si son iguales se trata de una comunicación directa. Los Router toman las decisiones de acuerdo a su tabla de rutas.
• #50: Tablas de Enrutamiento Los Routers toman decisiones para cada datagrama antes de retransmitirla. Se realiza la búsqueda del número de la red destino en las tablas. Se debe mantener tablas de rutas exactas. Cada tabla incluye las siguientes entradas: Destination address, Next Router, Hop Count, Owner, Timer (age) Los algoritmos de enrutamiento dinámico más conocidos: Routing Information Protocol (RIP): Usa el algoritmo de enrutamiento por vector distancia. El algoritmo por vector distancia se utilizó en ARPANET (RIP), en DECnet e IPX. Los Routers de Cisco y AppleTalk usan protocolos por vector distancia mejorados Open Shortest Path First Protocol (OSPF): Protocolo de estado de enlace. Integrated Intermediate System to Intermediate System (IISIS). Exterior Gateway Protocol: Protocolo de vector distancia mejorado Border Gateway Protocol (BGP)
• #51: Router A: Network number Next Hop Router Hops 140.4.0.0 Directo Port 1 0 150.5.0.0 Directo Port 2 0 160.6.0.0 150.5.0.2 1 170.7.0.0 150.5.0.2 2 Router B: Network number Next Hop Router Hops 140.4.0.0 150.5.0.1 1 150.5.0.0 Directo Port 1 0 160.6.0.0 Directo Port 2 0 170.7.0.0 160.6.0.2 1 Router C: Network number Next Hop Router Hops 140.4.0.0 160.6.0.1 2 150.5.0.0 160.6.0.1 1 160.6.0.0 Directo Port 1 0 170.7.0.0 Directo port 2 0
• #53: Modelo de Funcionamiento Observar que la cabecera definida por el Host A, permanece constante y no cambia. Las únicas direcciones que cambian son la direcciones físicas (MAC Ethernet) origen y destino. Host A: aprendió que la dirección IP de su Router por Default es 140.4.0.1. Si no conoce la dirección física, realiza un ARP. Con la dirección física obtenida, envía la trama Ethernet que encapsula el datagrama IP. El campo de Type en la trama Ethernet indica el tipo de protocolo. Para IP es 0800h
• #54: Modelo de Funcionamiento Después de recibir el paquete, el router A, remueve la cabecera Ethernet y pasa el datagrama a su proceso IP. El proceso IP examina la dirección IP destino y localiza la ruta 170.7.0.0 en su tabla de rutas y se encuentra a 2 saltos (hops). Y el proceso se repite hasta que el paquete llegue a su destino final.
• #56: Modelo de Funcionamiento El Host B recibe el paquete, remueve la cabecera Ethernet y envia el datagrama a su módulo IP. Se remueve la cabecera IP y se pasa al protocolo de Transporte (TCP). TCP examina el número de port y pasa el datagrama al socket Telnet para que sea utilizado por el proceso Telnet.
• #58: REDES LOGICAS MULTIPLES Se puede configurar más de una red IP ó subred en una ´sola red física. Es decir múltiples redes IP pueden coexistir en una sóla red física. Los routers deben soportar ésta capacidad. Ventajas: - Usado en direcciones de red de clase C, cuando la red física tiene más computadoras de las que soporta el campo de direcciones de host asignados. - Permite configurar VPNs (Virtual Private Network), en la misma red física, esto permite que un grupo de computadoras se comuniquen directamente. Las computadoras en la misma red lógica no usan el router. Las computadoras en diferentes redes lógicas, usan el router.
• #59: IGP y EGP Sistema Autónomo: Es un grupo de Redes y routers administrados por una sola autoridad, utilizando protocolos de enrutamiento comunes. Internet es un conjunto de secciones separadas o sistemas autónomos. Interior Gateway Protocol (IGP): Usado para enrutamiento dentro de un sistema autónomo. Tres IGP populares: RIP-IP OSPF IISIS Exterior Gateway Protocol (EGP): Usado para enrutamiento entre sistemas autónomos. Se requiere mayor seguridad como firewalls, políticas de control de acceso a la red. Un router EGP también ejecutan un protocolo IGP. EGPs conocidos: EGP2 (Exterior Gateway Protocol Versión 2) BGP4 (Border Gateway protocol Versión 4)