Capa de Red/Transporte PROTOCOLOS TCP/IP Capa de

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CODAREC
UTN-FRM
CATEDRA TELEINFORMATICA - DEPARTAMENTO ELECTRONICA - UTN - FRM
Capa de Red/Transporte
PROTOCOLOS TCP/IP
Gustavo Mercado
gmercado@frm.utn.edu.ar
Patricia Clérigo
pclerigo@frm.utn.edu.ar
LIREDAT UTN FRM
http://web.frm.utn.edu.ar/teleinformatica/
http://web.frm.utn.edu.ar/liredat/
Capa de Red/Transporte
PROTOCOLOS TCP/IP
™ Introducción
™ La capa de red: Internetworking (IP)
™ La capa de transporte: TCP/UDP
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
2
1
CODAREC
UTN-FRM
Bibliografía
™Los principales textos de estudio son:
™Redes Gobales de Información con Internet y
TCP/IP, Douglas Comer, Pearson
™TCP/IP Illustrated Vol 1 The Protocols, W. Richard
Stevens, Addison Wesley
™También puede consultarse
™Redes de Computadoras, Andrew Tanenbaum,
Prentice-Hall
™Comunicaciones y Redes de Computadores, Willian
Stalling, Prentice-Hall
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
3
Bibliografía con´t
™Para estudiar como se implementa la pila de
protocolos:
™Interconectividad de Redes TCP/IP Vol II Diseño e
Implementación, Douglas Comer, Pearson
™TCP/IP Illustrated Vol 2 The Implementation, W.
Richard Stevens, Addison Wesley
™Para estudiar aplicaciones y programación de
aplicaciones
™Internetworking with TCP/IP Vol III Client-Server
Programming, Douglas Comer, Pearson
™Unix Network Programming, W. Richard Stevens,
Addison Wesley
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
4
2
CODAREC
UTN-FRM
CATEDRA TELEINFORMATICA - DEPARTAMENTO ELECTRONICA - UTN - FRM
™ Introducción
™ La capa de red: Internetworking (IP)
™ La capa de transporte: TCP/UDP
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
5
Protocolo TCP/IP
™Es un conjunto de protocolos, aplicaciones y
servicios para administrar y explotar redes.
™Está desarrollado para múltiples plataformas.
™Es un sistema abierto, sus protocolos son de
dominio público.
™Permite interconexión de redes (interredes).
™Es la base de la Internet.
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
6
3
CODAREC
UTN-FRM
Historia
™1969: ARPANET: red experimental del proyecto
de investigación de DARPA (Defense Advanced
Research Projects Agency). Es la primera red
de conmutación de paquetes.
™1975: se transforma en una red operacional.
™1979: se forma el primer comité informal para
guiar y coordinar los protocolos y arquitectura
de la red. (ICCB) Internet Control and
Configuration Board.
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
7
Historia
™1983: se adopta el conjunto de protocolos
TCP/IP como el standard de la red, y su uso
obligatorio para conectarse a la red.
™Se parte en 2 redes: una para investigación
(ARPANET), y otra para fines militares (MILNET).
™1983:
™Comienzan los desarrollos universitarios en UNIX:
Berkeley Software Distribution.
™ Red de investigación, por la acción de National
Science Foundation.
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
8
4
CODAREC
UTN-FRM
Historia
™1986: Se transforma en el backbone NFSNET
™1987: de unas 20.000 computadoras
conectadas desde su creación se estima un
crecimiento mensual del 15% y superior.
™1990: unas 10.000 redes activas y más de
200.000 computadoras en todo el mundo
™1997: 1.000.000 redes activas y más de
10.000.000 computadoras en todo el mundo
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
9
Organización de la IAB
La Junta
IETF
IRTF
IRSG
IESG
Grupos de investigación
Teleinformática
G. Mercado
Grupos de trabajo
PROTOCOLOS TCP/IP
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5
CODAREC
UTN-FRM
Glosario
™IAB: Internet Architecture (Activities) Board
™IRTF: Internet Research Task Force
™IERG: Internet Researh Steering Group
™IRTF: Internet Research Task Force
™IESG:Internet Engineering Steering Group
™IANA: Internet Assigned Numbers Authority
™interNIC: Network Information Center
™ISOC: Internet Society
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
11
Internet RFC’s
™ La DCA (Defense Communication Agency) (1983)
funda el grupo SRI International para mantener y
distribuir la información y documentación sobre
TCP/IP y de la Internet. Se conoce como el NIC
(Network Information Center).
™ Standards de protocolos, documentación y mejoras
futuras se distribuyen por medio de las RFC’s
(Requests for Comments).
™ El editor de las RFC’s es el Deputy Internet Architect,
que es miembro del IAB (Internet Activities Board).
™ Las RFC’s se numeran secuencialmente en orden
cronológico a como fueron escritas
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
12
6
CODAREC
UTN-FRM
Protocolo TCP/IP y el
modelo OSI
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
13
Protocolo TCP/IP y los
Sistemas Operativos
Detalles
de
Aplicación
Proceso
usuario
Aplicación
TCP
UDP
Kernel
IPv4, IPv6
Driver
y
Hardware
Detalles
de
Comunicación
Conjunto de
Protocolos de Internet
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
14
7
CODAREC
UTN-FRM
Definiciones
™Host:
™Computadora del usuario final que se conecta a la
red
™Gateway o IP router:
™Computadora dedicada al ruteo de paquetes
™Sistema de comunicación Internet:
™Red subyacente por donde pasa el trafico de
Internet
™Multihomed host
™Anfitrión que tiene conexiones a dos o más redes
físicas
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
15
Arquitectura Interredes
(Internet)
™La Internet es una red de redes.
™Los Routers o Gateways no guardan
información de estado de las conexiones
™La complejidad del ruteo debe estar en los
routers.
™El sistema debe tolerar las variaciones de la
Internet
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
16
8
CODAREC
UTN-FRM
Arquitectura Interredes
(Internet)
Routers conectan Redes Locales con
redes Remotas
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
17
Arquitectura Interredes
(Internet)
Los usuarios “visualizan” la Internet
como una “nube”
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
18
9
CODAREC
UTN-FRM
Arquitectura Interredes
(Internet)
Los detalles “físicos” están
ocultos de los usurios
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
19
Dos redes conectadas
por un router
Protocolo Web
Cliente
Web
Servidor
Web
Protocolo TCP
TCP
TCP
ROUTER
IP
Ethernet
Driver
Protocolo
IP
Protocolo
Ethernet
Protocolo
IP
IP
Ethernet
Driver
Token Ring
Driver
IP
Protocolo
Token Ring Token Ring
Driver
Ethernet
Token Ring
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
20
10
CODAREC
UTN-FRM
Detalle de los
protocolos TCP/IP
Aplicaciones de IPv6
Aplicaciones de IPv4
tcpdump
mrouted
traceroute
ping
aplic.
aplic.
aplic.
TCP
aplic.
traceroute
ping
IPv6
ICMP
v6
UDP
ICMP
IGMP
IPv4
Dirección
32bits
Dirección
128 bits
ARP
RARP
BPF
DLPI
Data
Link
IEEE 802.X - X.25 - SNA - Decnet - SLIP - PPP - Frame Relay - ATM
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
21
Demultiplexado
aplic.
aplic.
aplic.
TCP
IGMP
ICMP
Demultiplex basado en el
valor de “protololo” del
header IP
RARP
ARP
Ethernet
G. Mercado
Demultiplex basado en el
puerto de destino del
header TCP o UDP
UDP
IP
Teleinformática
aplic.
Demultiplex basado en el
campo “tipo” de Ethernet
PROTOCOLOS TCP/IP
22
11
CODAREC
UTN-FRM
Protocolos en TCP/IP
™Procesos Usuarios:
™aplicaciones standards
™aplicaciones desarrolladas en ambiente clienteservidor
™TCP: Transport Control Protocol (servicio con
conexión)
™UDP: User Datagram Protocol (servicio sin
conexión)
™IPv4: Internet Protocol versión 4 (servicio sin
conexión)
™IPv6: Internet Protocol versión 6 (reemplazo
de v4)
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
23
Protocolos en TCP/IP
™ICMP: Internet Control Message Protocol
™IGMP: Internet Group Management Protocol
™ARP: Address Resolution Protocol
™RARP: Reverse Address Resolution Protocol
™ICMP v6: Internet Control Message Protocol
(combina la funcionalidad de ICMPv4, IGMP y
ARP)
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
24
12
CODAREC
UTN-FRM
Encapsulamiento de
protocolos
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
25
Aplicaciones Standard
™Login remoto: Permite acceder a un host
remoto en la red, tal como si la terminal
fuese local a ese host. Utilizan TCP.
™telnet: Independiente del sistema operativo
™tn3270: Emulación de terminal IBM 3270.
™Comandos R de Berkeley: Solo para hosts que
soportan estos comandos:
™rlogin: Similar a telnet.
™remsh o rsh (remote shell): Procesar un
comando en un host remoto.
™rexec (remote execution): Interface de
programación equivalente a rsh.
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
26
13
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UTN-FRM
Aplicaciones Standard
™Transferencia de archivos: Transferir y
administrar archivos y directorios en la red.
™ftp (file transfer protocol): Es el más importante
del grupo. Es interactivo. Es independiente del
sistema operativo. (TCP)
™bftp (batch file transfer protocol): Transferencia
de archivos por agenda (en background) y entre
terceras partes (TCP).
™rcp (remote copy): Transferencia entre hosts que
soportan los comandos R de Berkeley. No es
interactivo (TCP).
™tftp (trivial file transfer protocol): Transferencia de
archivos públicos. Es interactivo. (UDP).
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
27
Aplicaciones Standard
™Otras aplicaciones: Para mostrar información
sobre la red y para comunicarse sobre la red:
™finger: lista información de usuarios remotos y
locales. (TCP).
™rwho: lista usuarios en la red.(TCP).
™ruptime: muestra el estado de un host (TCP).
™talk: charla con un usuario de la red (UDP).
™Comandos de administración y configuración:
™ifconfig: para configurar interfaces de red
™netconfig: para administración de la red
Teleinformática
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PROTOCOLOS TCP/IP
28
14
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UTN-FRM
Aplicaciones Standard
™SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Correo
electrónico (TCP).
™SNMP (Simple Network Management Protocol):
Para administración de redes. (UDP).
™NFS (Network File System): Sistema de
archivos sobre la red. (UDP).
™X Windows: Sistema de terminales remotas
(TCP).
™DHCP y Bootp: Carga de sistema operativo
para hosts sin disco.(UDP).
™Traceroute: Determinar rutas (IP).
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
29
Aplicaciones Standard
™Herramientas para búsqueda de recursos en
la Internet:
™Archie: Provee los directorios de los FTP servers
en la red y búsqueda por nombre
™WAIS (Wide Area Information Servers): Busqueda
por contenido del archivo
™Gopher: Es un menu para otros servicios de
internet, tales como Archie, WAIS y FTP anónimo.
™Veronica (Very Easy Rodent-Oriented Netwide
Index to Computarized Archives): Indice de títulos
de ítems de Gopher.
™WWW (Word Wide Web): Búsqueda de servicios,
información y documentos usando hypertext.
Teleinformática
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PROTOCOLOS TCP/IP
30
15
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Nuevas Aplicaciones
™Telefonia IP
™Gateways &Gatekeeper
™Audio & Video
™H323, Mpeg, SIP
™Teleconferencias
™Otras
™Multicasting
™Educación a Distancia
™Telemedicina
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
31
CATEDRA TELEINFORMATICA - DEPARTAMENTO ELECTRONICA - UTN - FRM
™ Introducción
™ La capa de red: Internetworking (IP)
™ La capa de transporte: TCP/UDP
Teleinformática
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PROTOCOLOS TCP/IP
32
16
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Tecnología de subredes
™LAN:
™Punto a Punto:
™SLIP
™CSLIP
™Multipunto:
™Ethernet
™CSMA/CD
™Token Ring
™Token Bus
™FDDI
™Fast Ethernet
™Wireless
™PPP
Teleinformática
™PDN:
™X.25
™Dial up IP
™Packet Radio AX.25
™ATM
™Frame Relay
™ISDN
™ADSL
™WAN:
™SNA
™Decnet
™Tunneling
PROTOCOLOS TCP/IP
33
PROTOCOLOS TCP/IP
34
IEEE 802
Teleinformática
G. Mercado
17
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Arquitectura Internet
SERVICIOS DE APLICACIÓN
SERVICIOS DE TRANSPORTE CONFIABLE
SERVICIOS DE ENTREGA DE PAQUETES SIN CONEXIÓN
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
35
Operación
IP
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
36
18
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Requerimientos de IP
™Para un router:
™Para un host:
™IP: RFC-791
™ICMP: RFC-792
™Subnetting: RFC-950
™IGMP: RFC-1112
Teleinformática
™IP: RFC-791
™ICMP: RFC-792
™Subnetting: RFC-950
™IP Broadcast: RFC922
™CIDR: RFC-1519
PROTOCOLOS TCP/IP
37
Funciones de IP en un
Host
™Datagramas
entrantes:
™Datagramas
salientes:
™Verificar formato
™Verificar destino
™Procesar opciones
™Reensamblar
™Mensaje a capa sup
Teleinformática
G. Mercado
™Completar campos
™Rutear
™Fragmentar
™Pasar a capa inferior.
PROTOCOLOS TCP/IP
38
19
CODAREC
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Parámetros y primitivas
de servicio IP
™Dos primitivas de servicio con la capa superior
™Send (envío) Solicitar transmisión
™Deliver (entrega) Notificar al usuario de arribo de
datos
Send(
Deliver(
Dirección de Origen
Dirección de Destino
Protocolo
Indicadores de tipo de servicio
Identificador
Indicador de no fragmentación
Tiempo de vida
Longitud de datos
Datos de opción
Datos
)
Teleinformática
Dirección de Origen
Dirección de Destino
Protocolo
Indicadores de tipo de servicio
Longitud de datos
Datos de opción
Datos
)
PROTOCOLOS TCP/IP
39
Datagrama IP
0
Versión Long Header
(4 bits)
(4 bits)
15 16
31
Tipo de Servicio
Longitud total en bytes (16 bits)
(TOS) (8 bits)
Flags
Identificación (16 bits)
Time to Live (TTL)
(8 bits)
(3 bits)
Protocolo
(8 bits)
Offset fragmento (13 bits)
Checksum del Header (16 bits)
20
bytes
Dirección IP de Origen (32 bits)
Dirección IP de Destino (32 bits)
•<
Opciones (si hay)
Datos
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
40
20
CODAREC
UTN-FRM
Datagrama IP (cont´)
0
Versión Long Header
(4 bits)
(4 bits)
15 16
31
Tipo de Servicio
Longitud total en bytes (16 bits)
(TOS) (8 bits)
aVersión: Versión del protocolo IP (actual v4,
futura v6)
aLongitud del Header: Número de palabras de
32 bits del header incluidas las opciones
aLongitud Total: Longitud total del datagrama
en bytes
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
41
Datagrama IP (cont´)
0
Versión Long Header
(4 bits)
(4 bits)
15 16
31
Tipo de Servicio
Longitud total en bytes (16 bits)
(TOS) (8 bits)
™Tipo de Servicio:
™Precedence (3 bits) (Prioridad)
™TOS: Minimize delay (1 bit) (Retardo)
™TOS: Maximize troughput (1 bit) (Desempeño)
™TOS: Minimize reliability (1 bit) (Confiabilidad)
™TOS: Minimize monetary cost (1 bit) (Costo)
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
42
21
CODAREC
UTN-FRM
Datagrama IP (cont´)
0
15 16
Flags
Identificación (16 bits)
(3 bits)
31
Offset fragmento (13 bits)
™Identificación: Identifica al datagrama
inconfundiblemente
™Flags: Control de fragmentación
™No Fragmentation (1bit)
™More Fragments (1bit)
™Offset del Fragmento: Desplazamiento en el
datagrama original de los datos que se están
acarreando en el segmento (bytes)
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
43
Datagrama IP (cont´)
0
Time to Live (TTL)
(8 bits)
15 16
Protocolo
(8 bits)
31
Checksum del Header (16 bits)
™Time to Live: Número máximo de routers que
puede pasar el datagrama
™Protocolo: Tipo de protocolo que encapsulado
en los datos
™(Ej: 1: ICMP, 2: IGMP, 6: TCP, 17: UDP)
™Check Sum: Suma de complemento a uno en
16 bits del header del datagrama.
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
44
22
CODAREC
UTN-FRM
Datagrama IP (cont´)
0
•<
15 16
31
Opciones (si hay)
Datos
™Opciones: Información adicional
™Restricciones de manejo y seguridad
™Registros de ruteo
™Marca de tiempo
™Loose source routing
™Strict source routing
™Datos
™Datos provenientes de la capa superior (TCP/UDP)
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
45
Datagrama IP (cont´)
0
15 16
31
Dirección IP de Origen (32 bits)
Dirección IP de Destino (32 bits)
™Dirección de Internet de host de origen de la
información
™Dirección de Internet de host destino de la
información
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
46
23
CODAREC
UTN-FRM
Direcciones IP
1 BYTE
CLASE A
0
CLASE B
1 0
CLASE C
1 1 0
CLASE D
1 1 1 0
CLASE E
1 1 1 1 0
1 BYTE
1 BYTE
Dir. de Red
1 BYTE
Dirección de hosts
Dirección de hosts
Dir. de Red
Dirección de hosts
Dir. de Red
Identificación del grupo Multicast
Reservado para uso futuro
Clase
A
B
C
D
E
Rango
0.0.0.0 a 127.255.255.255
128.0.0.0 a 191.255.255.255
192.0.0.0 a 223.255.255.255
224.0.0.0 a 239.255.255.255
240.0.0.0 a 247.255.255.255
Redes
126*
16.384
2.097.152
-
Hosts
16.777.216
65.535
254
-
*la red 127.X.X.X esta reservada para loopback
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
47
Direcciones Broadcast
BROADCAST
A todos los hosts de:
nnn.255.255.225
La red de Clase A nnn
nnn.nnn.255.225
La red de Clase B nnn
nnn.nnn.nnn.225
La red de Clase C nnn.nnn.nnn
255.255.255.225
A todos los hosts de la red
127.0.0.1: Dirección Loopback
Subnet mask: División de una red en subredes internas
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
48
24
CODAREC
UTN-FRM
ARP (Address Resolution
Protocol) RFC 826
a Provee un mapeo entre 2 esquemas de
direccionamiento distintos de direcciones IP de 32
bits al tipo de dirección que use la capa de enlace de
la subred local.
RED 1
128.10.2.3
ALFA (host)
128.10.2.6
BETA (host)
128.10.1.1
192.5.48.1
GAMMA (gw)
192.5.48.11
OMEGA (host)
192.5.48.112
EPSILON (host)
Teleinformática
R
E
D
2
192.5.48.5
DELTA (host)
PROTOCOLOS TCP/IP
49
Ejemplo de traducción de
direcciones
Caso1: ALFA quiere comunicarse con BETA
RED 1
128.10.2.3
ALFA (host)
128.10.2.6
BETA (host)
128.10.1.1
GAMMA (gw)
TABLA ARP DE ALFA
Dirección IP
Dirección Ethernet
192.5.48.1
192.5.48.5
DELTA (host)
192.5.48.11
OMEGA (host)
192.5.48.112
EPSILON (host)
D ire c c ió n O rig e n
1 2 8 .1 0 .2 .3
D ire c c ió n D e s tin o
1 2 8 .1 0 .2 .3
D a to s
Long Proto
Dir Dertino
ff:ff:ff:ff:ff:ff
Dir Origen
8:0:39:0:3c:4
Tipo
0806
R
E
D
2
Tipo
Dir Ethernet
Proto
Emisor
1 0800 6 4 1 8:0:39:0:3c:4
Dir IP
Emisor
128.10.2.3
Dir Ethernet
Buscada
Dir IP
Destino
128.10.2.6
Frame Request ARP
Tipo Hard
Dir Dertino
8:0:39:0:3c:4
Dir Origen
8:0:39:0:2:1
Tipo
0806
Long Hard
Tipo
Proto
1 0806
Operación
Dir Ethernet
Emisor
6 4 2 8:0:39:0:2:1
Dir IP
Emisor
128.10.2.6
Dir Ethernet
Buscada
8:0:39:0:3c:4
Dir IP
Destino
128.10.2.6
Frame Reply ARP
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
50
25
CODAREC
UTN-FRM
Ejemplo de traducción de
direcciones
Caso1: ALFA quiere comunicarse con BETA (con´t)
RED 1
128.10.2.3
ALFA (host)
128.10.2.6
BETA (host)
128.10.1.1
GAMMA (gw)
DELTA (host)
TABLA ARP DE ALFA
Dirección IP
128.10.2.6
128.10.1.1
Dirección Ethernet
8:0:39:0:2:1
8:0:39:0:2f:26
Paquete IP
Dir Dertino
8:0:39:0:2:1
Dir Origen
8:0:39:0:3c:4
Tipo
0800
OMEGA (host)
EPSILON (host)
192.5.48.1
192.5.48.5
192.5.48.11
R
E
D
2
192.5.48.112
Dir Origen
Dir Destino
128.10.2.3
128.10.2.6
Header IP
Datos
128.10.2.3
Datos
128.10.2.6
Frame Ethernet
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
51
ARP
™Para ver o modificar el ARP Cache, se utiliza
el comando arp.
™Ejemplo para ver el contenido:
™arp -a
™BETA(128.10.2.6) at 8:0:39:0:2:1
™GAMMA(128.10.1.1) at 8:0:39:0:2f:26
™PROXY ARP: un Router contesta
requerimientos de ARP sobre una de sus
redes, para un host de otra de sus redes.
™Gratuitous ARP: Un host envía un
requerimiento de ARP, por su propia
dirección.
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
52
26
CODAREC
UTN-FRM
Funciones de IP en un ROUTER
™
™
™
™
Recibir el paquete o datagrama
Validar el header
Procesar opciones
Examinar el destino
™ Multicast:
™ Unicast:
™
™
™
™
™
™
™
™
local
remoto
local y remoto
Ruteo
Permiso de forwarding
Decrementar TTL
Procesa Opciones
Fragmentar
Procesar según interface
Pasar a capa inferior
ICMP Redirect
™
™
™
™
™
™
™
Determinar interface entrada
Hacer expanding ring search
Decrementar TTL
Procesar opciones
Fragmentar
Procesar según interface
Pasar a cada capa inferior
™ Broadcast:
™ Directed Broadcasts
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
53
Ejemplo de traducción de
direcciones
Caso 2: ALFA quiere comunicarse con DELTA
RED 1
128.10.2.3
ALFA (host)
128.10.2.6
BETA (host)
TABLA RUTEO DE ALFA
Dir
Red/Host
128.10.0.0
128.5.48.0
127.0.0.1
Gateway
Subnet
128.10.2.3 255.255.0.0
128.10.1.1 255.255.255.0
127.0.0.1 255.0.0.0
GAMMA (gw)
DELTA (host)
Metric
Int
0
1
0
eth0
eth0
l0
TABLA RUTEO DE GAMMA
Dir
Red/Host
128.10.0.0
128.5.48.0
127.0.0.1
128.10.1.1
Gateway
Subnet
Metric
Int
128.10.1.1
192.5.48.1
127.0.0.1
16
24
8
0
0
0
eth0
eth1
l0
OMEGA (host)
EPSILON (host)
192.5.48.1
R
E
D
2
192.5.48.5
192.5.48.11
192.5.48.112
TABLA ARP DE ALFA
Dirección IP
128.10.2.6
128.10.1.1
Dirección Ethernet
8:0:39:0:2:1
8:0:39:0:2f:26
TABLA ARP DE GAMMA1
Dirección IP
Dirección Ethernet
128.10.2.6
8:0:39:0:2:1
128.10.2.3
8:0:39:0:3C:4
TABLA ARP DE GAMMA2
Dirección IP
Dirección Ethernet
192.6.48.5
8:0:39:7:5:1
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
54
27
CODAREC
UTN-FRM
Ejemplo de traducción de
direcciones
Caso 2: ALFA quiere comunicarse con DELTA
Paquete IP
Dir Origen
128.10.2.3
Dir Destino
192.5.48.5
Datos
FRAME DE
RED 1
Dir Dertino
8:0:39:0:2f:26
Dir Origen
8:0:39:0:3c:4
Tipo
0800
128.10.2.3
192.5.48.5
Datos
Dir Origen
8:0:39:0:2f:26
Tipo
0800
128.10.2.3
192.5.48.5
Datos
FRAME DE
RED 2
Dir Dertino
8:0:39:7:5:1
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
55
Ruteo
™ Para ver las tablas de ruteo, se usa el comando
netstat -rn
™ Ejemplo en ALFA:
™
™
™
™
™
™
netstat -rn
Routing tables
Destination Gateway
Flags Refcnt Use Interface
128.10.0.0 128.10.2.3 UGH
0
140 eth0
192.5.48.0 128.10.1.1 UG
0
123 eth0
127.0.0.1
127.0.0.1
UH
1
0
l0
™ Significado de los Flags
™ U: Ruta levantada
™ G: Ruta a un Gateway
™ H: La ruta es a un host
Teleinformática
G. Mercado
D: La ruta fue creada por un redirect
M: la ruta fue modicada por un redirect
PROTOCOLOS TCP/IP
56
28
CODAREC
UTN-FRM
Internet Control
Message Protocol ICMP
™ Comunica mensajes de error y otras
condiciones que requieren atención
Mensaje de ICMP
Header IP
Datagrama IP
Tipo (8 bits) Código (8 bits)
Checksum (16 bits)
Contenido depende del tipo y código
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
57
ICMP cont´
Tipo
0
3
Código
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Teleinformática
G. Mercado
Descripción
Respuesta de eco
Destino inaccesible: red inaccesible
Anfitrión inaccesible
Protocolo inaccesible
Puerto inaccesible
Se necesita fragmentación
Falla en la ruta de origen
Red de destino desconocido
Anfitrión de origen aislado
Anfitrión de origen aislado
Comunicación con la red de destino
administrativamente prohibida
Comunicación con el anfitrión de destino
administrativamente prohibida
Red inaccesible para el tipo de servicio
Anfitrión inaccesible por el tipo de servicio
PROTOCOLOS TCP/IP
58
29
CODAREC
UTN-FRM
ICMP cont´
Tipo
4
5
12
Código
0
0
1
2
3
0
0
1
0
13
14
17
18
1
0
0
0
0
8
11
Teleinformática
Descripción
Disminución de origen (source quench)
Redireccionar: para la red
Para el anfitrión
Para el tipo de servicio y la red
Para el tipo de servicio y anfitrión
Solicitud de eco
Tiempo excedido: Conteo de tiempo de vida
Tiempo para reensablado de fragmento
Problema de parámetro: Encabezamiento IP
erróneo
Falta opción requerida
Solicitud de timestamp
Respuesta de timestamp
Solicitud de máscara de dirección
Respuesta de máscara de dirección
PROTOCOLOS TCP/IP
59
CATEDRA TELEINFORMATICA - DEPARTAMENTO ELECTRONICA - UTN - FRM
™ Introducción
™ La capa de red: Internetworking (IP)
™ La capa de transporte: TCP/UDP
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
60
30
CODAREC
UTN-FRM
Transporte en TCP/IP
™CON CONEXIÓN: TCP (Transmission Control
Protocol) Similar a TP4 del modelo OSI
™SIN CONEXIÓN: UDP (User Datagram
Protocolo).
Modelo Cliente Servidor
Cliente
Servidor
Request enviado al port y
dirección de IP del servidor
Port
(TCP/UDP) + IP
Port
Reply enviado al port y dirección de IP de origenr
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
61
User Datagram Protocol
(UDP) RFC 768
™Servicio sin Conexión para procedimientos en
el nivel de aplicación
™No confiable
™No se garantiza la entrega ni el control de
duplicación
™En cada operación se procesa un datagrama,
que se envía en un paquete de IP.
™Reducida carga de trabajo (overhead)
™Usado en por ej. Control de red
Datagrama IP
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
62
31
CODAREC
UTN-FRM
Header UDP
0
15 16
Nro Port Origen (16 bits)
31
Nro Port Destino(16 bits)
Longitud de UDP (16 bits) Suma de Verificación (16 bits)
UDP
Header
Datos
™Port de Origen: Identifica la aplicación en el
origen.
™Port de Destino: Identifica la aplicación en el
destino.
™Ambos ports y los números IP respectivos
identifican inequívocamente a la cada
conexión
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
63
Header UDP
0
15 16
31
Longitud de UDP (16 bits) Suma de Verificación (16 bits)
Datos
™Long de UDP: Longitud del datagrama en
bytes
™Checksum: Suma de comprobación
(complemento a uno) del header TCP y de los
datos
™Se utiliza el “pseudo header” para evitar
confusiones en la entrega del paquete
™Datos: Información de la capa de aplicación.
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
64
32
CODAREC
UTN-FRM
Transmission Control
Protocol (TCP) RFC 793
™Es un servicio con conexión, byte stream
™La conexión requiere de las tres etapas:
™Establecimiento de la conexión
™Transferencia de datos
™Liberación de la conexión
Header IP Header TCP
20 bytes
20 bytes
Datos TCP
Datagrama TCP
Datagrama IP
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
65
Servicios de TCP
™Establece la conexión de extremo-a-extremo
entre dos usuarios o hosts en la Internet
™Transfiere datos fiablemente a través de
cualquier número de subnets algunas de las
cuales puede ser de calidad pobre o
inconstante
™Otra función de la capa de transporte es
superar los fracasos de una red pobre
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
66
33
CODAREC
UTN-FRM
Puertos de TCP
Servidor
10.150.56.52
Cliente
192.168.210.1
Capa de Aplicación
Arbitrary
port
FTP
telnet
SMTP
1520
1563
1541
Capa de Aplicación
Well know
port
FTP
telnet
SMTP
23
25
21
TCP
TCP
IP
IP
Enlace y Físico
Enlace y Físico
cliente
FTP
Telnet
SMTP
port
1520
1563
1541
servidor
IP
192.168.210.1
192.168.210.1
192.168.210.1
Teleinformática
port
21
23
25
IP
10.150.56.52
10.150.56.52
10.150.56.52
PROTOCOLOS TCP/IP
67
Segmento TCP
0
15 16
31
Port de Origen (16 bits)
Port de Destino (16 bits)
Nro de Secuencia (32 bits)
Nro de ACK (32 bits)
Long Header Reservado U A P P
R C S S
(4 bits)
(6 bits) G K H T
Checksum (16 bits)
•<
S F
Y I
N N
Tamaño ventana (16 bits)
TCP
HEADER
Puntero Urgente (16 bits)
Opciones (si hay)
Datos
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
68
34
CODAREC
UTN-FRM
Segmento TCP
0
15 16
Port de Origen (16 bits)
31
Port de Destino (16 bits)
™Port de Origen: Identifica la aplicación en el
origen.
™Port de Destino: Identifica la aplicación en el
destino.
™Ambos ports y los números IP respectivos
identifican inequívocamente a la cada
conexión
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
69
Segmento TCP
0
15 16
31
Nro de Secuencia (32 bits)
Nro de ACK (32 bits)
™Nro de Secuencia: Identifica (numera) al
primer byte de paquete de datos.
™Nro de ACK: Identifica los datos recibidos
correctamente (acknowledgment).
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
70
35
CODAREC
UTN-FRM
Segmento TCP
0
15 16
Long Header Reservado
(4 bits)
(6 bits)
31
Tamaño ventana (16 bits)
™Long de Header: Longitud del encabezamiento
en palabras de 32 bits.
™Tamaño de Ventana: Número de bytes que el
receptor es capaz de recibir.
™Se usa para hacer “control de flujo”.
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
71
Segmento TCP
0
15 16
U A P P
R C S S
G K H T
31
S F
Y I
N N
™URG: Indica que el “Puntero de Urgente” es
válido
™ACK: Indica que el “Nro. de ACK” es válido
™PSH: El receptor debe enviar los datos a la
aplicación, lo más rápido posible
™SYN: Sincroniza los “números de secuencia” al
comienzo de una conexión.
™FIN: Se ha concluido con el envío de datos
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
72
36
CODAREC
UTN-FRM
Segmento TCP
0
15 16
Checksum (16 bits)
•<
31
Puntero Urgente (16 bits)
Opciones (si hay)
Datos
™Checksum: Suma de comprobación (complemento
a uno) del header TCP, datos y pseudo header.
™Puntero Urgente: Indica hasta donde se extienden
los “datos urgentes” en el segmento.
™Opciones: La principal opción es “opción de
máximo tamaño de segmento” que es capaz de
recibir.
™Datos: Información de la capa de aplicación.
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
73
Establecimiento y
Terminación de una conexión
™ Establecimiento :
™ three-way
handshake
™ Open Activo
™ Open Pasivo
™ N°de secuencia inicial
™ Negociación de MSS
™ Open simultáneo
™ Backlog
™ Timeout
Teleinformática
G. Mercado
™ Liberación :
™ Half Close
™ Estado 2MSL Wait
™ Estados FIN_WAIT
™ Close simultáneo
™ Timeout
PROTOCOLOS TCP/IP
74
37
CODAREC
UTN-FRM
Establecimiento y
Terminación de una conexión
Establecimiento
Segmento
1
SYN ISNC=1200 win=4096 <mss=1024>
SYN ISNC=8300 ACK= 1201 win=4096 <mss=1024>
Segmento
3
ACK= 8301
Segmento
2
Segmento
2
Terminación
Segmento
1
FIN ISNC=1201 ACK=8301
ACK= 1202
Segmento
4
Teleinformática
FIN ISNC=8301 ACK=1202
Segmento
2
Segmento
3
ACK= 8302
PROTOCOLOS TCP/IP
75
Diagrama de Transición
de Estados de TCP
Transiciones de clientes
Transiciones de servidores
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
76
38
CODAREC
UTN-FRM
Establecimiento y
Terminación de una conexión
Cliente
Servidor
(active open)
SYN_SENT
(passive open)
LISTEN
SYN j
SYN_RCVD
SYN k ACK j+1
ACK k+1
ESTABLISHED
ESTABLISHED
(active close)
FIN_WAIT_1
FIN m
(passive close)
CLOSE_WAIT
ACK m+1
FIN_WAIT_2
LAST_ACK
FIN n
TIME_WAIT
ACK n+1
CLOSE
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
77
Transferencia de datos
™Flujo de datos interactivo
™Telnet y Rlogin. Por cada tecla apretada se genera
un paquete TCP
™Flujo de datos masivo (Bulk data)
™ftp, correo electrónico, etc:
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
78
39
CODAREC
UTN-FRM
Flujo de datos interactivo
™Algoritmo de Nagle
™Deshabilitación del Algoritmo de Nagle
Teleinformática
PROTOCOLOS TCP/IP
79
Flujo de datos masivos
™Flujo de datos normal
™Control de flujo:
™Ventanas deslizantes (sliding window)
™Tamaño de la ventana
™Control de congestión:
™Slow start:
™ventana del receptor (wnd)
™ventana de congestión (cwnd)
™Síndrome Silly Window (Clark 1982)
™Modo Urgente
Teleinformática
G. Mercado
PROTOCOLOS TCP/IP
80
40
CODAREC
UTN-FRM
Timers
™Retransmision timer
™Jacobson, 1988:
™RTT = a RTT + (1-a) M
™TCP usa b RTT
™Algoritmo de Karn
™Persist timer
™Keepalive timer
™Time Wait State timer
Teleinformática
G. Mercado
RTT: timeout
M: tiempo último ACK
a : factor de suavizado
(smooting) = 7/8
b: Proporcional al desvío
standard del arrivo de los
ACK
PROTOCOLOS TCP/IP
81
41
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