Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios Guia de estudio del tema 5 Miguel A. Gómez Hernández 10 de diciembre de 2007 1. Objetivos Este tema trata aspectos relacionados con la interconexión de redes, y en particular las formas de conmutación y las funciones que debe llevar a cabo la capa de red. Fundamentalmente se espera que comprendas los problemas que aparecen, las diferencias entre conmutación de circuitos o de paquetes, y en esta última entre datagramas y circuitos virtuales, sin profundizar en tecnologı́as concretas de conmutación, ni en soluciones concretas para las funciones de encaminamiento o congestión, que se estudiarán en asignaturas posteriores. Por lo tanto, el tema tiene los siguientes objetivos: Recordar, del primer tema, que para comunicaciones de larga distancia las redes utilizan nodos intermedios que reenvı́an los datos sin interpretarlos, y conocer que estos nodos son conmutadores. Comprender las diferencias entre conmutación de circuitos y de paquetes, y desarrollar capacidad crı́tica para aconsejar una u otra según el tipo de comunicaciones. Comprender las diferencias entre redes de datagramas y de circuitos virtuales, y desarrollar capacidad crı́tica para aconsejar unas u otras según el tipo de comunicaciones. Comprender que se puede ofrecer un tipo de servicio (orientado o no a conexión, fiable o no) independientemente del tipo de operación interna de la red (datagramas o circuitos virtuales). Conocer el problema del encaminamiento, las diferencias entre las redes de datagramas y las de circuitos virtuales, y las métricas más habituales utilizadas para encaminar. Algoritmos concretos de encaminamiento, y protocolos para conseguir la información que se usa para encaminar serán estudiados en Transmisión de Datos. Conocer el problema del control de la congestión y aprender a distinguirlo del control de flujo, ası́ como conocer superficialmente los tipos de control que podrı́an llevarse a cabo. Técnicas concretas para el control de la congestión serán estudiadas en Transmisión de Datos. Conocer los tipos de direcciones IP, y cómo se relacionan mediante los protocolos ARP y RARP con direcciones MAC, ası́ como conocer cómo se forman subredes utilizando la máscara de subred. Este aspecto se apoya en la última parte del laboratorio de la asignatura. Conocer el tipo de servicio proporcionado por los protocolos IP y X.25 PLP (protocolo de capa de paquetes de X.25) 1 2. Lecturas recomendadas Debido a la superficialidad con la que se estudia este tema, casi todos los capı́tulos relacionados en los libros habituales presentan una extensión y detalle mayor que lo necesitado. De todas formas se recogen aquı́ unas recomendaciones sobre secciones concretas de distintas fuentes que pueden servir para aclarar y asentar los conceptos presentados en el tema. El capı́tulo 9 de [Sta00] se dedica a la conmutación de circuitos, pero en lo que concierne a este tema es adecuada la lectura de las secciones 9.1 y 9.2. El capı́tulo 10 de la misma fuente trata la conmutación de paquetes, siendo muy recomendable la lectura de la primera sección, donde se discuten la aproximación de datagramas y de circuitos virtuales. También es adecuado leer el comienzo de la siguiente sección, sobre cuestiones generales de encaminamiento, o incluso hasta el final, si se tiene curiosidad por conocer algoritmos de encaminamiento concretos, aunque esto no es necesario en este curso. Finalmente, el capı́tulo 12 estudia el control de la congestión, aunque para este tema es mejor lectura (en esta asignatura) [Tan03]. El capı́tulo 5 de [Tan03] cubre los aspectos de la capa de red aunque de nuevo, debido a la superficialidad de nuestro estudio, resulta demasiado detallado. Es especialmente interesante el tratamiento inicial del problema de control de la congestión (sección 5.3). También de esta fuente es aconsejable la lectura de las secciones 5.6.1 y 5.6.2 sobre las direcciones en IPv4. Sobre IP y X.25 la literatura es muy abundante, aunque no es el propósito de esta asignatura profundizar demasiado en ninguno de ellos. Del primero se comentan algunos detalles más en la última parte del laboratorio de la asignatura. 3. Problemas recomendados En esta sección se recomiendan una serie de problemas, y de preguntas abiertas que pueden ayudarte a repasar los conceptos aprendidos en este tema, y a explorar problemas para localizar las dudas o aspectos más interesantes. 3.1. Problemas 3.1.1. Problema 1 La siguiente pregunta es la 10.1 en [Sta00], y plantea una duda sobre la eficiencia de conmutación de circuitos y de paquetes. La conmutación de paquetes requiere que a cada paquete se le añadan bits de control y de dirección, lo que provoca un coste adicional en esta técnica. En conmutación de circuitos se establece un circuito transparente, no siendo necesario el uso de bits suplementarios. Entonces, como no existe coste adicional en la técnica de conmutación de circuitos, la utilización de lı́nea es más eficiente que en conmutación de paquetes. Explica el punto débil del razonamiento. 3.1.2. Problema 2 El siguiente es el problema 5.1 de [Tan03]. Observa que te pregunta por aplicaciones, y el que una aplicación necesite un servicio orientado a conexión no implica en absoluto que la capa de red deba ofrecer un servicio orientado a conexión. Indica dos aplicaciones de ejemplo para las cuales usar un servicio orientado a conexión es lo mejor, y otras dos para las que es conveniente uno no orientado a conexión. 2 3.1.3. Problema 3 Los problemas 7.1 a 7.5 de [LG00] insiste, una vez más, en las relaciones entre servicios ofrecidos y técnicas utilizadas para ofrecerlos. (a) Explica cómo puede una red que opera internamente con circuitos virtuales ofrecer un servicio no orientado a conexión. Comenta de forma especial el aspecto de retardo del servicio. ¿Puedes detectar ineficiencias en esta aproximación? (b) ¿Es posible que una red ofrezca un servicio de mejor intento de servicios virtuales (Nota: best-effort service es un servicio no fiable, en el que si los paquetes no llegan no se pide su retransmisión)? ¿Qué caracterı́sticas tendrı́a este servicio, y en qué se parece y se diferencia de un servicio de mejor intento de datagramas? (c) Supón que un provedor de servicio usa una operación no orientada a conexión internamente. ¿Cómo puede ofrecer a sus usuarios un servicio fiable orientado a conexión? (d) ¿Dónde se concentra la complejidad en una red que ofrece un servicio orientado a conexión? ¿Y en una que ofrece un servicio no orientado a conexión? (e) Comenta la siguiente frase: como son tan numerosos, los sistemas finales deberı́an ser extremadamente simples y baratos; la complejidad deberı́a residir en la red. 3.1.4. Problema 4 El siguiente problema, 5.3 en [Tan03], plantea un debate interesante: si con el uso de circuitos virtuales no hace falta calcular rutas arbitrarias. Las redes de datagramas envı́an cada paquete como unidad separada, independientemente de las demás. Las redes de circuitos virtuales no tienen que hacer esto, ya que cada paquete de datos sigue una ruta prederterminada. ¿Significa esto que las redes de cicuitos virtuales no necesitan la capacidad de enrutar paquetes aislados de un origen arbitrario a un destino arbitrario? Explica la respuesta. 3.1.5. Problema 5 La pregunta 5.5 de [Tan03] presenta un problema de diseño a estudiar antes de la puesta en práctica de una red de circuitos virtuales. Si una red utiliza cicuitos virtuales, cada paquete de datos debe tener una cabecera con 3 bytes del número de circuito virtual, y cada encaminador debe reservar hasta 8 bytes de almacenamiento por circuito virtual en sus tablas de encaminamiento. Si por el contrario la red utiliza datagramas, las cabeceras requieren 15 bytes para la dirección del destino, pero no hace falta espacio adicional en las tablas de encaminamiento. La capacidad de transmisión cuesta 1 centavo por cada 106 bytes, por cada salto, y la memoria en los encaminadores cuesta 1 céntimo por byte y se deprecia en dos años (sólo horas de trabajo). Estadı́sticamente la sesión promedio dura 1000 segundos, tiempo durante el cual se transmiten 200 paquetes. En promedio cada paquete requiere 4 saltos. ¿Qué solución es más económica, y por cuánto? 3.1.6. Problema 6 El problema 5.12 de [Tan03] se refiere al diseño de una red, en el que se quiere minimizar el tamaño de las tablas de encaminamiento, dividiendo la red en zonas y utilizando esquemas de encaminamiento jerárquico. 3 (a) Si se tienen N=4800 enrutadores, y se quiere hacer una jerarquı́a de dos capas (los enrutadores se organizan en regiones), ¿cuántas regiones, con igual número de encaminadores todas ellas, deben crearse para minimizar el tamaño de las tablas de encaminamiento? Para resolverlo, supón que el número de regiones es r, cada una con n estaciones (r ×n = 4800). Calcula cuántas entradas tiene la tabla de encaminamiento, y busca el valor de r que minimice ese tamaño. (b) ¿Cuál serı́a el número de regiones y zonas, si el encaminamiento es jerárquico de tres niveles? 3.1.7. Problema 7 El siguiente problema plantea formas de reducir la congestión de tráfico rodado, e intenta discutir su extensión al control de la congestión en redes de comunicaciones de datos. Observa que algunas técnicas pueden valer, en determinadas condiciones, para reducir la congestión, pero no todas. El control de la congestión del tráfico en redes de datos puede tratarse en ocasiones con técnicas similares a las del control de congestión del tráfico rodado. Una forma de controlar la congestión del tráfico rodado en el acceso a grandes ciudades es obligar a el uso por más de una persona del mismo vehı́culo. Una forma de aplicar esto en redes de datos consistirı́a en juntar en varios paquetes IP los datos de distintas entidades de la capa superior. (a) ¿Qué opinas de esta propuesta, desde el punto de vista de ingenierı́a de protocolos? (b) ¿Conseguirı́a realmente reducir la congestión? Otra técnica de control de congestión de tráfico rodado consiste en revertir el sentido de alguno de los carriles disponibles, cuando más se necesite. Por ejemplo, en una autopista de entrada a una ciudad, con dos carriles para cada sentido, temporalmente podrı́an asignarse tres carriles en el sentido saliente y sólo uno en el entrante. Si entre cualquier par de nodos se dispone de un cable en cada sentido podrı́a aplicarse una aproximación similar. (c) ¿Cómo? (d) ¿Conseguirı́a realmente reducir la congestión? Finalmente, otra forma de reducir la congestión de tráfico rodado es permitir circular en dı́as alternos a cocher con matrı́culas pares e impares. Esto se podrı́a extender a redes de datos permitiendo transmitir, por ejemplo en horas alternas, a máquinas con direcciones IP pares e impares. (e) ¿Qué crı́ticas se te ocurren a esta propuesta? (f ) ¿Conseguirı́a realmente reducir la congestión? 3.1.8. Problema 8 Para resolver el siguiente problema consulta en la bibliografı́a los formatos de trama Ethernet, paquete ARP, y datagrama IP. Sean las dos redes locales Ethernet de la figura 1, conectadas mediante un encaminador (router). Denota por IP-X a la dirección IP de la máquina X, y por MAC-X a la dirección Ethernet de la máquina X. Cada máquina sabe su dirección IP y su dirección Ethernet, pero no las direcciones Ethernet de las otras. 4 A B C D E F R Figura 1: Redes locales para el problema 8. A1 A2 A3 A4 RA RB B1 B2 B3 B4 Figura 2: Topologı́a de la red para el problema 1. (a) Supón que en A se genera un paquete para la estación D con D=800 bytes de datos. Supón que las cachés ARP de todas las máquinas están vacias, y el encaminador correctamente configurado. (a1) Dibuja el paquete IP, junto con las distintas tramas que son transmitidas en algún punto hasta que el paquete IP finalmente llega a su destino. (a2) Dibuja el cronograma que describe el intercambio de tramas, suponiendo que los tiempos de procesamiento en las estaciones y el encaminador son nulos. (b) Indica las diferencias que se producen cuando el paquete que genera A es para C. 3.1.9. Problema 9 Este problema mezcla contenidos de este tema y de otros anteriores. Nuevamente utiliza el material bibliográfico y lo aprendido en el laboratorio de la asignatura para resolverlo. Las redes locales de la figura 2 utilizan el protocolo Ethernet a nivel de enlace, y a cada una de ellas está conectada un encaminador. Los encaminadores están conectados entre sı́ por un enlace semiduplex dedicado, sobre el que se utiliza un protocolo de parada y espera propietario, con formatos de trama como se indica al final del enunciado. Las entidades de red de todas las máquinas se comunican mediante el protocolo IP. Por otra parte, las máquinas que se muestran distan de sus vecinas 250m en las dos redes locales, de forma que la longitud de cada red local es de 1km. El enlace entre los dos encaminadores es de 10km. Las tasas de transmisión en todos los enlaces son de 10M bps, y la velocidad de propagación de la señal eléctrica es 200m/µs. Supóngase para que en el escenario que se plantea todas las máquinas tienen su caché de ARP vacia. Sin embargo, las tablas de los encaminadores contienen entradas correctas para encaminar paquetes a cada una de las máquinas presentes en la figura. Si una entidad de transporte en A1 quiere enviar 800 octetos de datos a una entidad par en B4: (a) Dibuja el cronograma que describe los intercambios debidos a protocolos por encima de Ethernet (IP, ARP y RARP). 5 1 byte 1 byte Delim N(S) 0-1000bytes 4 bytes 1 byte Cód. Redundancia Delim Datos Delim N(S) Delim Figura 3: Formatos de trama (de datos, arriba, y de asentimiento) para el protocolo propietario utilizado entre los encaminadores en el problema 9. (b) Dibuja el cronograma que describe los intercambios de tramas Ethernet. (c) Dibuja el paquete IP, junto con las tramas que son transmitidas en algún punto, hasta que los datos de transporte finalmente llegan a la entidad de destino. (d) Calcula el tiempo desde la recepción del primer bit por la entidad de red de A1 (desde la entidad de transporte) y la recepción del último bit por la entidad de transporte de B3 (desde la entidad de red). (e) Si la entidad Ethernet de A3 recibe datos para transmitir lo hará bajo determinadas condiciones, y en algunos casos se producirá colisión. Si el comienzo de la transmisión en A1 es el tiempo t = 0, calcula cuál es el intervalo de tiempo (ej. t ∈ [0, 1ms]) en el que si se produce la llegada de datos a la entidad Ethernet de A3, esta transmitirá y se producirá colisión. (f ) Repite el apartado (e) suponiendo que el protocolo MAC en la primera red local es ALOHA puro. Los formatos de la cabecera del paquete IP, de la trama Ethernet (802.3) y del paquete ARP se pueden consultar en la documentación de clase y en la bibliografı́a. En la figura 3 se muestran los formatos de trama para el protocolo de parada y espera que se utiliza entre los dos encaminadores (nótese que hay un formato de trama de datos y un formato de trama de asentimiento). Rellena sólo los campos que conciernen a estos casos. 3.1.10. Problema 10 Este problema discute ventajas y desventajas de las dos aproximaciones a la conmutación de paquetes en casos particulares. Supón una MAN compuesta de muchas redes LAN. Cada una de estas está conectada al menos a un encaminador, pero en promedio a varios. Los encaminadores están conectados entre sı́ muy densamente (es decir, cada encaminador está conectado, no a todos, pero sı́ a muchos de los otros encaminadores). (a) Supón que el tráfico es alto, y que las PDUs del nivel de transporte son muy grandes (en comparación con las PDUs del nivel de red). Supón que si se utiliza una red de circuitos virtuales, se establece un circuito virtual para cada PDU de transporte, y después de transmitir los datos de ésta, se libera el circuito virtual (esto no es ası́ en muchas redes reales, pero sea en este problema). En estas condiciones, discute si crees más conveniente implementar el nivel de red como red de datagramas o de circuitos virtuales. Considera en tu discusión la optimalidad del encaminamiento, la facilidad para el control de la congestión, la posibilidad o no de garantizar un retardo y una varianza en el retardo pequeños (nóta que ninguno de estos criterios se exige como primordial). 6 A C E D B Figura 4: Red para el problema 11. Dec Bin Hex Dec Bin Hex Dec Bin Hex Dec Bin Hex Dec Bin Hex 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 00000000 00000101 00001010 00001111 00010100 00011001 00011110 00100011 00101000 00101101 00110010 00110111 00111100 01000001 01000110 01001011 01010000 01010101 01011010 01011111 01100100 01101001 01101110 01110011 01111000 01111101 00 05 0a 0f 14 19 1e 23 28 2d 32 37 3c 41 46 4b 50 55 5a 5f 64 69 6e 73 78 7d 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 00000001 00000110 00001011 00010000 00010101 00011010 00011111 00100100 00101001 00101110 00110011 00111000 00111101 01000010 01000111 01001100 01010001 01010110 01011011 01100000 01100101 01101010 01101111 01110100 01111001 01111110 01 06 0b 10 15 1a 1f 24 29 2e 33 38 3d 42 47 4c 51 56 5b 60 65 6a 6f 74 79 7e 2 7 12 17 22 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 97 102 107 112 117 122 127 00000010 00000111 00001100 00010001 00010110 00011011 00100000 00100101 00101010 00101111 00110100 00111001 00111110 01000011 01001000 01001101 01010010 01010111 01011100 01100001 01100110 01101011 01110000 01110101 01111010 01111111 02 07 0c 11 16 1b 20 25 2a 2f 34 39 3e 43 48 4d 52 57 5c 61 66 6b 70 75 7a 7f 3 8 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 98 103 108 113 118 123 00000011 00001000 00001101 00010010 00010111 00011100 00100001 00100110 00101011 00110000 00110101 00111010 00111111 01000100 01001001 01001110 01010011 01011000 01011101 01100010 01100111 01101100 01110001 01110110 01111011 03 08 0d 12 17 1c 21 26 2b 30 35 3a 3f 44 49 4e 53 58 5d 62 67 6c 71 76 7b 4 9 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 99 104 109 114 119 124 00000100 00001001 00001110 00010011 00011000 00011101 00100010 00100111 00101100 00110001 00110110 00111011 01000000 01000101 01001010 01001111 01010100 01011001 01011110 01100011 01101000 01101101 01110010 01110111 01111100 04 09 0e 13 18 1d 22 27 2c 31 36 3b 40 45 4a 4f 54 59 5e 63 68 6d 72 77 7c Cuadro 1: Correspondencias entre valor decimal, binario y hexadecimal para los números entre 0 y 127. (b) ¿En qué cambia tu discusión anterior, si aún siendo la carga alta, el tamaño de las PDUs de transporte es equivalente al de las de red (el resto de los supuestos permanecen igual)? (d) ¿En qué cambia tu respuesta en (a), si la carga es baja, y el tamaño de las PDUs de transporte es muy grande (el resto de los supuestos permanecen igual)? 3.1.11. Problema 11 En la red de la figura 4, A y B intercambian datos a ráfagas, generando un tráfico medio de 5M bps. Igual ocurre entre C y D. La tasa de transmisión en toda la red es de 10M bps. ¿Puede ocurrir congestión? Si es ası́, ¿por qué, y cómo puede evitarse? Si no es ası́, ¿por qué? 3.1.12. Problema 12 Para hacer el apartado (b) es necesario que hayas hecho las últimas dos sesiones del laboratorio, y para el resto de los apartados también te ayudará bastante. Puedes utilizar la tabla de conversión entre formatos de representación numérica que se proporciona. La red corporativa de la empresa Mikasa tiene diez máquinas, conectadas mediante TCP/IP sobre Ethernet, cuyas denominaciones DNS, direcciones IP y direcciones Eth7 DNS m1.mikasa.es m2.mikasa.es m3.mikasa.es m4.mikasa.es m5.mikasa.es m6.mikasa.es m7.mikasa.es m8.mikasa.es m9.mikasa.es m10.mikasa.es IP 150.150.150.7 150.150.150.12 150.150.151.17 150.150.151.22 150.150.151.27 150.150.151.32 150.150.151.37 150.150.150.42 150.150.150.1 150.150.151.21 150.150.151.31 150.150.150.41 MAC aa:aa:aa:aa:aa:01 aa:aa:aa:aa:aa:02 aa:aa:aa:aa:aa:03 aa:aa:aa:aa:aa:04 aa:aa:aa:aa:aa:05 aa:aa:aa:aa:aa:06 aa:aa:aa:aa:aa:07 aa:aa:aa:aa:aa:08 aa:aa:aa:aa:aa:09 aa:aa:aa:aa:aa:0a aa:aa:aa:aa:aa:0b aa:aa:aa:aa:aa:0c Cuadro 2: Denominaciones DNS, direcciones IP y direcciones Ethernet de las máquinas de la red corporativa de la empresa Mikasa. Las máquinas m9 y m10 tienen dos interfaces de red, cada una con su dirección IP. ernet se recogen en la tabla 2, donde se puede comprobar que las máquinas m9 y m10 tienen dos interfaces de red. La máscara de subred es 255.255.255.240 en toda la red. Utilizando la información mostrada, contesta a las siguientes preguntas: (a) Dibuja la topologı́a lógica de la red, indicando en cada máquina su nombre DNS (no hace falta que indiques el sufijo mikasa.es), la dirección IP y la dirección MAC (puedes indicar tan sólo la parte que no es común, si indicas de qué dirección hablas: por ejemplo “DNS: m1, IP: 150.7, MAC: 01”). Si una máquina tiene dos direcciones IP y dos direcciones MAC, indica a qué subredes corresponde cada una. NOTA: DNS (Domain Name System) es el sistema que relaciona nombres de dominio (ej. balbas.tel.uva.es) con direcciones IP (ej. 157.88.130.64). (b) ¿Qué información de la anterior podrı́as llegar a averiguar, y cuál no, si lo hicieses desde la máquina m1, utilizando los protocolos de comunicaciones TCP/IP presentes en el laboratorio? (c) Si la máquina m1 tiene datos para la máquina m2, y forma con ellos un datagrama IP. ¿Cuáles serán las direcciones IP de origen y destino? Si este datagrama IP se encapsula en una trama Ethernet para llevarlo a su destino, ¿cuáles serán las direcciones MAC de origen y destino en esta trama Ethernet? (d) Si la máquina m1 tiene datos para la máquina m4, y forma con ellos un datagrama IP. ¿Cuáles serán las direcciones IP de origen y destino? Si este datagrama IP se encapsula en una trama Ethernet para llevarlo a su destino, ¿cuáles serán las direcciones MAC de origen y destino en esta trama Ethernet? (e) Si la máquina m3 envı́a una petición ARP para resolver la dirección MAC de la máquina m5, ¿qué estaciones recibirán esta petición ARP? ¿Qué estaciones contestarán? ¿Qué estaciones recibirán la respuesta? 3.1.13. Problema 13 La red corporativa de la empresa ACME ha comprado a la autoridad internacional de asignación de números la red 200.200.200.0 (de clase C) para asignar direcciones IP a sus máquinas. La empresa tiene 50 máquinas que se denominan m1.acme.es, . . . , m50.acme.es, y debe comprar tarjetas de red y asignar direcciones, para montar una red TCP/IP que esté formada por un total de cinco segmentos Ethernet, cada uno de ellos con diez máquinas (deben estar repartidas de forma que las máquinas m1 a m10 8 estén en el primer segmento, las máquinas m11 a m20 estén en el segundo segmento, y ası́ sucesivamente). Contesta a las siguientes preguntas sobre el diseño de la red: (a) Indica cuáles son las máscaras de subred que podrı́an ser utilizadas para conseguir este objetivo, y justifica por qué son válidas. (b) Elige una máscara de subred, y da direcciones IP a las 50 máquinas. Si varias máquinas tienen direcciones IP consecutivas no es necesario que especifiques las de las 50 (por ejemplo, “las máquinas m1 a m10 tienen direcciones IP 200.200.200.1 a 200.200.200.10”). (c) Supón que tienes 50 tarjetas de red con direcciones aa:aa:aa:aa:aa:01 hasta aa:aa:aa:aa:aa:32, cada una de ellas asignada en secuencia a una máquina (m1 con la dirección aa:aa:aa:aa:aa:01, m2 con la dirección aa:aa:aa:aa:aa:02.. . ). Decide si necesitas comprar alguna tarjeta más y cómo debe asignarse. (d) Dibuja la topologı́a lógica de la red, indicando en cada máquina su nombre DNS (no hace falta que indiques el sufijo acme.es), la dirección IP y la dirección MAC (puedes indicar tan sólo la parte que no es común, si indicas de que dirección hablas: por ejemplo “DNS: m1, IP: 200.7, MAC: 01”). Si una máquina tiene más de una dirección IP o MAC, indica a qué subred corresponde cada una. (e) ¿Es posible elegir entre varias topologı́as para conseguir la red deseada? Si no es posible, indica cuál es el elemento que lo impide. Si es posible, indica criterios para elegir entre ellas. (f ) Si la máquina m1 tiene datos para la máquina m3, y forma con ellos un datagrama IP. ¿Cuáles serán las direcciones IP de origen y destino? Si este datagrama IP se encapsula en una trama Ethernet para llevarlo a su destino, ¿cuáles serán las direcciones MAC de origen y destino en esta trama Ethernet? Nota: puedes contestar a este y los siguientes apartados usando los nombres simbólicos, como por ejemplo “la dirección IP de m1” o “la dirección MAC de m1”. (g) Si la máquina m15 tiene datos para la máquina m25, y forma con ellos un datagrama IP. ¿Cuáles serán las direcciones IP de origen y destino? Si este datagrama IP se encapsula en una trama Ethernet para llevarlo a su destino, ¿cuáles serán las direcciones MAC de origen y destino en esta trama Ethernet? (h) Si la máquina m25 envı́a una petición ARP para resolver la dirección MAC de la máquina m26, ¿qué estaciones recibirán esta petición ARP? ¿Qué estaciones contestarán? ¿Qué estaciones recibirán la respuesta? 3.2. Cuestiones A continuación se plantean una serie de cuestiones sobre las que deberı́as reflexionar: Piensa en distintos problemas de comunicaciones e intenta razonar si deben ser resueltos con servicios orientados a conexión o no. Intenta pensar si esta decisión debe llegar hasta la capa de red. Piensa una vez más entre las relaciones entre capas, y cómo se pueden ofrecer servicios orientados a conexión fiables sobre servicios no orientados a conexión y no fiables, y viceversa. Intenta pensar ventajas e inconvenientes de las técnicas de conmutación de paquetes en redes de datagramas y circuitos virtuales, y relacionarlas con escenarios concretos. 9 Profundiza en los problemas planteados en el tema anterior, donde varias redes están interconectadas (ahora por encaminadores) y algunas de las máquinas intercambian información. Ten ahora en cuenta también la necesidad de traducir direcciones IP en direcciones MAC, que lleva al uso del protocolo ARP. Referencias [LG00] A. León-Garcı́a and I. Widjaja. Communication networks: fundamental concepts and key architectures. McGraw-Hill Higher Education, 2000. [Sta00] W. Stallings. Comunicaciones y redes de computadoras. Prentice Hall, Madrid, 6a edición, 2000. Versión original en inglés de 2000. [Tan03] A.S. Tanenbaum. Computer networks. Prentice Hall, 4a edición, 2003. 10