Source: http://www.slideserve.com/jamal/tema-3-el-nivel-de-red-en-internet-aspectos-b-sicos-versi-n-2010-2011
Timestamp: 2017-01-21 16:12:44+00:00

Document:
PPT - Tema 3 El Nivel de Red en Internet Aspectos básicos (versión 2010-2011) PowerPoint Presentation - ID:4102802
Tema 3 El Nivel de Red en Internet Aspectos básicos (versión 2010-2011) PowerPoint PPT Presentation
Tema 3 El Nivel de Red en Internet Aspectos básicos (versión 2010-2011). Rogelio Montañana Departamento de Informática Universidad de Valencia [email protected] http://www.uv.es/~montanan/. Sumario. Generalidades El Datagrama IP. Estructura de la cabecera Copyright Complaint
Tema 3 El Nivel de Red en Internet Aspectos básicos (versión 2010-2011) An Image/Link below is provided (as is) to download presentation
Tema 3El Nivel de Red en InternetAspectos básicos(versión 2010-2011) Rogelio Montañana Departamento de Informática Universidad de Valencia [email protected] http://www.uv.es/~montanan/ Sumario Generalidades El Datagrama IP. Estructura de la cabecera Direcciones de red. Enrutamiento básico Subredes y máscaras Asignación de direcciones y CIDR Protocolo de control ICMP Protocolo de resolución de direcciones ARP Internet es un conjunto de redes interconectadas A nivel físico y de enlace son redes muy diversas La organización administrativa también cambia mucho de unas a otras Pero el elemento común a todas ellas es el protocolo IP (Internet Protocol) Situación de los protocolos de Internet en el modelo de capas El protocolo IP (a nivel de red) es el ‘pegamento’ que mantiene unida la Internet. Es capaz de funcionar sobre una gran diversidad de protocolos a nivel de enlace y de medios físicos. Un slogan popular en las reuniones de Internet es ‘IP over everything’ indicando la flexibilidad de IP que se adapta a cualquier medio físico y protocolo del nivel de enlace. La versatilidad de IP para soportar todo tipo de aplicaciones, incluso aquellas para las que no fue diseñado, ha dado lugar al slogan inverso, ‘Everything over IP’. Y ¿por qué se le llama TCP/IP? Los estándares de Internet especifican los protocolos de las capas de red, transporte y aplicación En la capa de red desde hace muchos años solo se utiliza un protocolo: IP En la capa de transporte, también desde hace muchos años se utilizan dos: TCP en el 90% de los casos y UDP en el 10% restante En la capa de aplicación hay muchos protocolos, ninguno mayoritario y continuamente se incorporan nuevos Por eso la denominación de toda la familia es TCP/IP, tomando las siglas de los dos más representativos Acceso a un servidor Web HTTP A A TCP T T IP IP IP R R R R Enet Enet Enet PPP WiFi E E E E E E WiFi 54 Mbps Enet 10 Mbps Enet 100 Mbps Enet 100 Mbps V.35 F F F F F F Enet Enet Enlace telef. (línea p. a p.) WiFi Enet Punto de Acceso WiFi Conmutador LAN Cliente Router Router Servidor El nivel de red en Internet El Nivel de Red en Internet está formado por el protocolo IP y por una serie de protocolos auxiliares: Protocolos de control, que envían mensajes de control o cuando se producen situaciones inusuales: ICMP e IGMP Protocolos de resolución de direcciones, que traducen direcciones de red en direcciones de enlace o viceversa: ARP, RARP, BOOTP y DHCP Protocolos de routing, que intercambian la información necesaria para calcular las rutas óptimas: RIP, OSPF, IS-IS, IGRP/EIGRP, BGP, etc. Todos los protocolos auxiliares, excepto ARP y RARP, hacen uso de datagramas IP para transmitir la información. Principios del diseño de Internet (según Tanenbaum) FIABLE: Asegúrate de que funciona) SENCILLO: Manténlo tan simple como sea posible) CLARO: Cuando tomes decisiones haz elecciones claras MODULAR: Aprovecha la modularidad. FLEXIBLE: Ten en cuenta la heterogeneidad. ADAPTABLE: Evita opciones y parámetros estáticos. PRÁCTICO: Busca un buen diseño (no necesita ser perfecto). ESCALABLE: Piensa en la escalabilidad. TOLERANTE: Sé estricto al enviar y tolerante al recibir (ley de Postel) Sumario Generalidades El Datagrama IP. Estructura de la cabecera Direcciones de red. Enrutamiento básico Subredes y máscaras Asignación de direcciones y CIDR Protocolo de control ICMP Protocolo de resolución de direcciones ARP Versiones del protocolo IP TCP v3 (78) TCP v4 (80) TRANSPORTE TCP v2 (77) TCP v1 (74) RED IP v6 (95) IP v3 (78) IP v4 (80) IP v5 (90) 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 Estructura de un datagrama IPv4 32 bits 20-60 bytes 0-65515 bytes Versión: siempre vale 4 Longitud Cabecera: en palabras de 32 bits (rango 5-15) DS (Differentiated Services): Para Calidad de Servicio Longitud total: expresada en octetos, incluye la cabecera (rango 20-65535) Campos de Fragmentación: Identificación, DF, MF, Desplaz. Fragmento Tiempo de vida (TTL): cuenta saltos hacia atrás, se descarta cuando es cero (rango 0-255) Protocolo: indica a que protocolo pertenecen los datos (el contenido del paquete) Checksum: sirve para comprobar la integridad de la cabecera (pero no de los datos) Direcciones de origen y destino: De 32 bits, se mantienen inalteradas durante la vida del paquete Opciones: si las hay su longitud debe ser múltiplo de 4 octetos Algunos valores del campo Protocolo Opciones de la cabecera IP El límite de 9 direcciones lo fija el tamaño máximo del campo opciones. En la opción Timestamp este valor se reduce a 4 porque cada salto anotado ocupa 8 octetos (4 de la dirección y 4 del timestamp) Datagrama IPv4 con opción record route al máximo 32 bits Cabecera estándar (20 Bytes) Opciones (40 Bytes) Sumario Generalidades El Datagrama IP. Estructura de la cabecera Direcciones de red. Enrutamiento básico Subredes y máscaras Asignación de direcciones y CIDR Protocolo de control ICMP Protocolo de resolución de direcciones ARP Direcciones IP Cada host en Internet (en realidad cada interfaz) tiene una dirección IP única, que puede ser estática o dinámica. Las direcciones IP tienen una longitud de 4 bytes (32 bits) y se suelen representar como cuatro números decimales separados por puntos, ej.: 147.156.135.22. En principio cada uno de los cuatro bytes puede tener cualquier número entre 0 y 255, aunque algunas direcciones están reservadas. Para averiguar la dirección de un host podemos utilizar el comando ‘ipconfig’ (Windows) o ‘ifconfig’ (Linux) Todos los hosts de Internet tienen direcciones comprendidas en el rango 1.0.0.1 – 223.255.255.254 Direcciones y máscaras Los hosts y routers interpretan las direcciones IP separándolas en dos partes, la de red (prefijo) y la de host (sufijo): La longitud del prefijo se indica mediante un parámetro denominado máscara. La máscara tiene también una longitud de 32 bits y está formada por un conjunto de unos seguido de ceros. Los unos indican la longitud del prefijo. Como la dirección IP, la máscara se expresa mediante cuatro números decimales separados por puntos La máscara no aparece en los paquetes IP, solo se especifica en las interfaces y las rutas y su longitud puede variar durante el viaje de un paquete hacia su destino Direccción IP y máscara Al configurar la dirección IP de una interfaz hay que especificar la máscara utilizada. Ejemplo: red host Dirección: 147 156 135 22 . . . 255 255 255 0 Máscara: . . . 11111111 11111111 11111111 00000000 En binario: Esta interfaz esta en una red con 256 direcciones, desde la 147.156.135.0 hasta la 147.156.135.255 Parte host a ceros Parte host a unos Asignación de dirección IP a un host La asignación de direcciones puede hacerse: Por configuración local en el propio equipo Mediante un protocolo de asignación de direcciones desde un servidor: RARP, BOOTP o DHCP Utilizando direcciones locales del enlace En realidad las direcciones no se asignan a los hosts sino a las interfaces. Si un host tiene varias interfaces (host ‘multihomed’) cada una tendrá una dirección IP Además de su dirección IP cada interfaz ha de tener asignada una máscara, que indica la longitud del prefijo de red Normalmente le asignamos además al host un router por defecto (‘puerta de enlace’ en windows, ‘default gateway’ en linux) Configuración de red en Windows Dirección/máscara C:\>ipconfig/all Configuración IP de Windows Nombre del host . . . . . . . . . : uveg-97871125e1 Sufijo DNS principal . . . . . . : Tipo de nodo. . . . . . . . . . . : híbrido Enrutamiento habilitado. . . . . .: No Proxy WINS habilitado. . . . . : No Lista de búsqueda de sufijo DNS: uv.es Adaptador Ethernet Conexión de área local 3 : Sufijo de conexión específica DNS : Descripción. . . . . . . . . . . : Broadcom NetXtreme Gigabit Ethernet Dirección física. . . . . . . . . : 00-0F-B0-FA-00-63 DHCP habilitado. . . . . . . . . : No Dirección IP. . . . . . . . . . . : 147.156.135.22 Máscara de subred . . . . . . . . : 255.255.255.0 Puerta de enlace predeterminada : 147.156.135.1 Servidores DNS . . . . . . . . . .: 147.156.1.1 147.156.1.3 C:\> Router por defecto Configuración de red en UNIX (comando ifconfig) [[email protected] ~]# ifconfig eth0 inet 147.156.135.22 netmask 255.255.255.0 [[email protected] ~]# ifconfig eth0 eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0F:B0:FA:00:63 inet addr:147.156.135.22 Bcast:147.156.135.255 Mask:255.255.255.0 inet6 addr: fe80::20f:b0ff:fefa:0063/64 Scope:Link UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:5603995 errors:325 dropped:0 overruns:0 frame:325 TX packets:29009 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:3060 txqueuelen:1000 RX bytes:412078300 (392.9 MiB) TX bytes:2839718 (2.7 MiB) [[email protected] ~]#route add –net 0.0.0.0 netmask 0.0.0.0 default gw 147.156.135.1 [[email protected] ~]# Enrutamiento en un host Cuando un host tiene que enviar un paquete: Extrae del paquete la dirección de destino Extrae de la dirección de destino el prefijo (la parte de red) haciendo un AND con la máscara Compara el prefijo de la dirección de destino con el de su propia dirección (la de la interfaz). a) Si ambos coinciden entonces el destino está en su misma LAN y envía el paquete directamente al destinatario b) Si no coinciden entonces envía el paquete a su router por defecto, el cual se encarga de enviar el paquete hacia su destino El router por defecto siempre esta en la misma LAN que el host La LAN y el resto de la Internet Desde el punto de vista de un host el mundo se divide en dos partes: sus vecinos (los que tienen el mismo prefijo) y el resto del mundo. Con sus vecinos habla directamente, con los demás lo hace a través del router Default Gateway 147.156.135.1 Dir. IP: 147.156.135.22 Máscara: 255.255.255.0 Def. gw: 147.156.135.1 Router Internet Servidor DNS Servidor DNS Dir. IP: 147.156.135.57 Máscara: 255.255.255.0 Def. gw: 147.156.135.1 Dir. IP: 147.156.135.134 Máscara: 255.255.255.0 Def. gw: 147.156.135.1 147.156.1.3 147.156.1.1 Direcciones IPv4: Clases A, B y C Una clasificación, hoy en día obsoleta pero aún utilizada en ocasiones, divide las direcciones IP unicast en tres ‘clases’, A, B y C. La clase establece donde se sitúa la separación red/host. 32 bits Clases de direcciones IPv4 Clase Rango A (obsoleta) 0 0 - 127 B (obsoleta) 128 - 191 C (obsoleta) 192 - 223 D (vigente) 224 - 239 E (vigente) 240 - 255 Un router conectando tres LANs La dirección IP de este host Su máscara Su router por defecto IP: 10.1.24.12 Másc. 255.0.0.0 Rtr: 10.0.0.1 IP: 10.2.45.17 Másc. 255.0.0.0 Rtr: 10.0.0.1 LAN B 20.1.0.0 LAN A 10.0.0.0 IP: 10.0.0.1 Másc. 255.0.0.0 El router encamina los paquetes según su dirección de destino. No es preciso definir ninguna ruta, las tres redes están directamente conectadas al router IP: 20.1.0.2 Másc. 255.255.0.0 Rtr: 20.1.0.1 E0 E1 W IP: 20.1.0.1 Másc. 255.255.0.0 E2 IP: 30.1.1.1 Másc. 255.255.255.0 LAN C 30.1.1.0 IP: 20.1.0.3 Másc. 255.255.0.0 Rtr: 20.1.0.1 IP: 30.1.1.12 Másc. 255.255.255.0 Rtr. 30.1.1.1 IP: 30.1.1.215 Másc. 255.255.255.0 Rtr: 30.1.1.1 Configuración en comandos de IOS (de Cisco) del router W de la red anterior Cambia a modo privilegiado Cambia a modo configuración Router>enable Router#configure terminal Router(config)#interface ethernet 0 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#ip address 10.0.0.1 255.0.0.0 Router(config-if)#exit Router(config)#interface ethernet 1 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#ip address 20.1.0.1 255.255.0.0 Router(config-if)#exit Router(config)#interface ethernet 2 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#ip address 30.1.1.1 255.255.255.0 Router(config-if)#exit Router(config)#exit Router# IOS: Internetwork Operating System Dos routers conectando tres LANs LAN B 12.0.0.0 255.0.0.0 LAN A 11.0.0.0 255.0.0.0 LAN C 13.0.0.0 255.0.0.0 H3 IP: 12.0.0.3 M: 255.0.0.0 Rtr 12.0.0.1 H5 H1 IP: 11.0.0.1 M: 255.0.0.0 IP: 12.0.0.1 M: 255.0.0.0 A 11.0.0.0 255.0.0.0 por 12.0.0.1 A 13.0.0.0 255.0.0.0 por 12.0.0.2 IP: 11.0.0.2 M: 255.0.0.0 Rtr 11.0.0.1 IP: 13.0.0.2 M: 255.0.0.0 Rtr 13.0.0.1 X IP: 12.0.0.2 M: 255.0.0.0 IP: 13.0.0.1 M: 255.0.0.0 Y A 13.0.0.0 255.0.0.0 por 12.0.0.2 A 11.0.0.0 255.0.0.0 por 12.0.0.1 H2 Las rutas son necesarias para que X e Y sepan como llegar a la LAN remota (C para X, A para Y) H6 H4 IP 11.0.0.3 M: 255.0.0.0 Rtr 11.0.0.1 IP: 13.0.0.3 M: 255.0.0.0 Rtr 13.0.0.1 IP: 12.0.0.4 M: 255.0.0.0 Rtr 12.0.0.1 A 11.0.0.0 255.0.0.0 por 12.0.0.1 A 13.0.0.0 255.0.0.0 por 12.0.0.2 Configuración en lenguaje de comandos Cisco del router X de la red anterior Router>enable Router#configure terminal Router(config)#interface ethernet 0 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#ip address 11.0.0.1 255.0.0.0 Router(config-if)#exit Router(config)#interface ethernet 1 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#ip address 12.0.0.1 255.0.0.0 Router(config-if)#exit Router(config)#ip route 13.0.0.0 255.0.0.0 12.0.0.2 Router(config)#exit Router# Definición de ruta estática Definición de rutas en los hosts de la red anterior En H1 (ruta por defecto): windows: linux: En H3 (rutas explícitas): windows: linux: Para ver las rutas existentes: windows: linux: Para borrar una ruta: windows: linux: route add 0.0.0.0 mask 0.0.0.0 11.0.0.1 route add –net 0.0.0.0 netmask 0.0.0.0 default gw 11.0.0.1 route add 11.0.0.0 mask 255.0.0.0 12.0.0.1 route add 13.0.0.0 mask 255.0.0.0 12.0.0.2 route add -net 11.0.0.0 netmask 255.0.0.0 gw 12.0.0.1 route add -net 13.0.0.0 netmask 255.0.0.0 gw 12.0.0.2 route print route route delete 11.0.0.0 route del –net 11.0.0.0 gw 12.0.0.1 netmask 255.0.0.0 Resultado del comando ‘route’ (UNIX) en H1 y H3 En H1 (11.0.0.2): > route -n Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface 11.0.0.0 11.0.0.2 255.0.0.0 U 0 0 0 eth0 0.0.0.0 11.0.0.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0 En H3 (12.0.0.3): > route -n Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface 11.0.0.0 12.0.0.1 255.0.0.0 U 0 0 0 eth0 12.0.0.0 12.0.0.3 255.0.0.0 U 0 0 0 eth0 13.0.0.0 12.0.0.2 255.0.0.0 U 0 0 0 eth0 Estas rutas se crean automáticamente al configurar las direcciones y máscaras de las interfaces Ethernet con el comando ifconfig Interfaz Ethernet Ejemplo de host ‘multihomed’ (H6) 13.0.0.3 255.0.0.0 H5 A 12.0.0.0 255.0.0.0 por 13.0.0.1 A 14.0.0.0 255.0.0.0 por 13.0.0.2 LAN B 13.0.0.0 255.0.0.0 13.0.0.1 255.0.0.0 13.0.0.2 255.0.0.0 E1 E0 12.0.0.1 255.0.0.0 14.0.0.1 255.0.0.0 H3 H1 X Y E0 E1 12.0.0.2 255.0.0.0 Rtr 12.0.0.1 14.0.0.2 255.0.0.0 Rtr 14.0.0.1 A 14.0.0.0 255.0.0.0 por 13.0.0.2 A 12.0.0.0 255.0.0.0 por 13.0.0.1 12.0.0.4 255.0.0.0 14.0.0.4 255.0.0.0 H6 H2 H4 E0 E1 Rtr 12.0.0.1 12.0.0.3 255.0.0.0 Rtr 12.0.0.1 14.0.0.3 255.0.0.0 Rtr 14.0.0.1 H6 no enrutará paquetes entre las LANs A y C, porque no es un router. Cuando él envíe un paquete a la LAN C lo mandará por E1. A cualquier otro destino lo hará por E0 LAN C 14.0.0.0 255.0.0.0 LAN A 12.0.0.0 255.0.0.0 Red mallada (con caminos alternativos) 13.0.0.3 255.0.0.0 H5 LAN B 13.0.0.0 255.0.0.0 A 12.0.0.0 255.0.0.0 por 13.0.0.1 A 14.0.0.0 255.0.0.0 por 13.0.0.2 13.0.0.1 255.0.0.0 13.0.0.2 255.0.0.0 12.0.0.1 255.0.0.0 E1 E0 14.0.0.1 255.0.0.0 H1 H3 X Y E0 E1 pong 12.0.0.3 12.0.0.2 255.0.0.0 Rtr 12.0.0.1 14.0.0.2 255.0.0.0 Rtr 14.0.0.1 A 14.0.0.0 255.0.0.0 por 13.0.0.2 A 12.0.0.0 255.0.0.0 por 13.0.0.1 H2 12.0.0.4 255.0.0.0 14.0.0.4 255.0.0.0 H4 ping 14.0.0.2 Z E0 E1 12.0.0.3 255.0.0.0 Rtr 12.0.0.4 14.0.0.3 255.0.0.0 Rtr 14.0.0.4 A 13.0.0.0 255.0.0.0 por 12.0.0.1 LAN A 12.0.0.0 255.0.0.0 LAN C 14.0.0.0 255.0.0.0 Z es un router, por tanto encamina paquetes. El tráfico que pase por él dependerá de cómo estén definidas las rutas Enlace WAN: conexión mediante una línea serie o punto a punto LAN A 10.0.0.0 255.0.0.0 LAN B 20.0.0.0 255.0.0.0 Red WAN 90.0.0.0 255.0.0.0 A 20.0.0.0 255.0.0.0 por 90.0.0.2 H3 H1 E0 X 90.0.0.1 255.0.0.0 20.0.0.2 255.0.0.0 Rtr 20.0.0.1 10.0.0.1 255.0.0.0 10.0.0.2 255.0.0.0 Rtr 10.0.0.1 S0 S0 E0 90.0.0.2 255.0.0.0 Y H4 H2 20.0.0.1 255.0.0.0 20.0.0.3 255.0.0.0 Rtr 20.0.0.1 A 10.0.0.0 255.0.0.0 por 90.0.0.1 10.0.0.3 255.0.0.0 Rtr 10.0.0.1 Direcciones IP singulares La primera y la última direcciones de una red están siempre reservadas y no deben asignarse nunca a ninguna interfaz de un host, router, etc. Uso reservado de la primera y la última direcciones de cada red Cuando tenemos una red, por ejemplo la 40.40.0.0 con máscara 255.255.0.0: La primera dirección posible (40.40.0.0) identifica la red La última dirección posible (40.40.255.255) es la de broadcast en esa red. El rango asignable en este caso sería desde 40.40.0.1 hasta 40.40.255.254 No se puede asignar a ninguna interfaz ni la primera ni la última direcciones de cada red. Así pues siempre disponemos de dos direcciones menos (en este caso 65534 en vez de 65536). La dirección de la red (40.40.0.0) puede aparece en rutas, pero no puede aparecer como origen o destino en la cabecera de los paquetes IP La dirección broadcast (40.40.255.255) puede aparecer como destino pero nunca como origen en la cabecera de los paquetes IP Direcciones IP especiales Utilidad de las direcciones privadas B A Internet 147.156.1.10 152.48.7.5 NAT: Network Address Translation (Traducción de direcciones) 202.34.98.10 130.15.12.27 172.16.1.1 Empresa X 172.16.0.0 255.255.0.0 Empresa Y 147.156.0.0 255.255.0.0 147.156.1.1 NAT NAT X e Y montan redes IP aisladas. X decide utilizar direcciones privadas. Y utiliza direcciones públicas. 147.156.1.10 172.16.1.10 Rtr 147.156.1.1 Rtr 172.16.1.1 172.16.1.2 147.156.1.2 Rtr 172.16.1.1 Rtr 147.156.1.1 Direcciones de Enlace Local El rango 169.254.0.0/16 se ha reservado para asignarlo en redes que no dispongan de direcciones estáticas ni de servicio de asignación dinámica de direcciones El host al arrancar su interfaz de red y no disponer de dirección propia lanzará peticiones de asignación dinámica. Si pasado un tiempo no recibe respuesta cogerá una dirección de este rango, al azar Como nadie administra las direcciones se pueden producir colisiones (coincidencias). El host debe estar preparado para cambiar de dirección rápidamente si detecta una colisión Las redes que usan direcciones de enlace local no pueden comunicarse con otras redes. Los routers nunca propagan direcciones de enlace local Red inalámbrica ‘ad hoc’ con direcciones de enlace local 169.254.74.56/16 Canal 9 169.254.94.175/16 169.254.156.27/16 169.254.234.95/16 Sumario Generalidades El Datagrama IP. Estructura de la cabecera Direcciones de red. Enrutamiento básico Subredes y máscaras Asignación de direcciones y CIDR Protocolo de control ICMP Protocolo de resolución de direcciones ARP Subredes A menudo la red de una organización está a su vez formada por varias subredes. En estos casos suele ser conveniente partir de una red grande que dividimos en trozos más pequeños. Ejemplo: la empresa X utiliza la red 40.40.0.0 255.255.0.0 (es decir desde 40.40.0.0 hasta 40.40.255.255) en una LAN enorme. Para reducir el tráfico broadcast decide dividirla formando 256 VLANs, todas con menos de 256 ordenadores. Las subredes podrían ser: Ejemplo de uso de subredes VLAN 1 40.40.0.0 255.255.255.0 Rtr: 40.40.0.1 VLAN 2 40.40.1.0 255.255.255.0 Rtr: 40.40.1.1 40.40.0.1 40.40.1.1 40.40.2.1 VLAN 3 40.40.2.0 255.255.255.0 Rtr: 40.40.2.1 40.40.255.1 90.0.0.1 . . . . . . VLAN 256 40.40.255.0 255.255.255.0 Rtr: 40.40.255.1 A 40.40.0.0 255.255.0.0 por 90.0.0.1 Máscaras no múltiplo de 8 Las máscaras no siempre son de 8, 16 o 24 bits. En estos casos la separación de la parte red y la parte host no es tan evidente, aunque el mecanismo es el mismo: Dirección: 147 156 249 228 . . . 255 255 252 0 Máscara: . . . 11111111 11111111 11111100 00000000 En binario: Parte red: 22 bits Parte host: 10 bits Esta red tiene 1024 direcciones. Rango: 147.156.248.0 – 147.156.251.255 La primera y la última no son utilizables Posibles valores de las máscaras En las máscaras los bits a 1 siempre han de estar contiguos, empezando por la izquierda. Así no está permitida por ejemplo la máscara 255.255.0.255. Por tanto los únicos valores que pueden aparecer en las máscaras son: Máscara (n) = máscara (n-1) + 128/2n-1 Máscaras. Notación concisa Puesto que la máscara siempre ha de ser contigua, en vez de expresarla con cuatro números decimales se puede indicar su longitud en bits, entre 0 y 32. Esto permite una notación mucho más concisa, por ejemplo: La interfaz “40.40.137.1 255.255.192.0” se convierte en “40.40.0.1/18” La ruta “A 20.0.0.0 255.128.0.0 por 90.0.0.2” se convierte en “A 20.0.0.0/9 por 90.0.0.2” ‘Mini-redes’ La red más pequeña que podemos hacer es la de máscara de 30 bits: 30 bits 2 bits Máscara: 11111111 . 11111111 . 11111111 . 111111 00 255 . 255 . 255 . 252 En este caso obtenemos cuatro direcciones, de las cuales solo podemos usar dos. Estas redes se suelen utilizar en enlaces punto a punto ya que en este caso solo se necesitan dos direcciones. Ejemplos: Ruta por defecto A menudo al especificar las rutas en un router muchas se encaminan por la misma dirección, y no es cómodo especificarlas una a una. Para evitarlo se puede utilizar la llamada ‘ruta por defecto’. Un caso típico es un router que conecta una LAN a Internet por ADSL. Todas las redes, excepto la LAN, se encaminan a través de la interfaz ADSL La ruta por defecto tiene la sintaxis: A 0.0.0.0 0.0.0.0 por <dir. router por defecto> Por ejemplo, si el router por defecto es 20.0.0.1 la ruta sería: A 0.0.0.0 0.0.0.0 por 20.0.0.1 o en notación concisa: A 0.0.0.0/0 por 20.0.0.1 La ruta por defecto es siempre una ruta de último recurso, solo se utiliza cuando no es aplicable ninguna otra de las rutas definidas Ejemplo de uso de la ruta por defecto LAN B 20.0.0.0/24 Internet 20.0.0.1/24 LAN A 10.0.0.0/24 Y 90.0.0.2/30 A 0.0.0.0/0 por 90.0.0.1 LAN C 30.0.0.0/24 90.0.0.1/30 10.0.0.2/24 90.0.0.5/30 30.0.0.1/24 10.0.0.1/24 X 90.0.0.6/30 Z 90.0.0.9/30 A 0.0.0.0/0 por 90.0.0.5 A 20.0.0.0/24 por 90.0.0.2 A 30.0.0.0/24 por 90.0.0.6 A 40.0.0.0/24 por 90.0.0.10 A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.2 90.0.0.10/30 40.0.0.1/24 W LAN D 40.0.0.0/24 A 0.0.0.0/0 por 90.0.0.9 Posible problema de la ruta por defecto LAN B 20.0.0.0/24 Internet 20.0.0.1/24 LAN A 10.0.0.0/24 Y 90.0.0.2/30 A 0.0.0.0/0 por 90.0.0.1 LAN C 30.0.0.0/24 90.0.0.1/30 10.0.0.2/24 90.0.0.5/30 30.0.0.1/24 10.0.0.1/24 X 90.0.0.6/30 Z 90.0.0.9/30 A 0.0.0.0/0 por 90.0.0.5 A 20.0.0.0/24 por 90.0.0.2 A 30.0.0.0/24 por 90.0.0.6 A 40.0.0.0/24 por 90.0.0.10 A 0.0.0.0/0 por 90.0.0.10 90.0.0.10/30 40.0.0.1/24 W LAN D 40.0.0.0/24 Un paquete enviado desde la LAN A o D a una dirección desconocida quedará rebotando entre X y W hasta que su TTL valga 0 A 0.0.0.0/0 por 90.0.0.9 ¿Cuándo se debe especificar la máscara? Siempre se especifica máscara: En las direcciones de interfaces (de hosts o routers). Si el equipo tiene varias interfaces, cada una debe tener una dirección diferente. Las interfaces pueden estar en la misma red o no, la máscara puede coincidir o no. Al configurar una ruta (incluso si es la ruta por defecto) para indicar el ámbito o rango de direcciones al que se aplica dicha ruta Nunca se especifica máscara: Cuando se indica el router por defecto en un equipo (host o router). Cuando se indica la dirección de destino en una ruta Enlace punto a punto usando subredes En las rutas la parte host de la dirección siempre debe ser cero En las interfaces la parte host de la dirección nunca puede ser toda cero ni toda unos (255) A 158.42.30.0 255.255.255.0 por 192.168.1.2 A 158.42.20.0 255.255.255.0 por 192.168.1.1 192.168.1.1 255.255.255.252 Llevan máscara 158.42.20.1 255.255.255.0 NO llevan máscara 192.168.1.2 255.255.255.252 158.42.30.12 255.255.255.0 Rtr: 158.42.30.1 X Y 158.42.30.1 255.255.255.0 158.42.20.12 255.255.255.0 Rtr: 158.42.20.1 ‘Mini-red’ (subred de cuatro direcciones) máscara de 30 bits (rango 192.168.1.0 - 192.168.1.3) LAN B 158.42.30.0 255.255.255.0 LAN A 158.42.20.0 255.255.255.0 Enrutamiento de los paquetes Los routers enrutan los paquetes basándose únicamente en la dirección de destino de la cabecera IP, y en su tabla de rutas La dirección en la cabecera IP no lleva máscara, las entradas en la tabla de rutas sí. Normalmente a medida que el paquete avanza hacia su destino la ruta utilizada tiene cada vez una máscara más larga, es decir el prefijo aumenta y el sufijo disminuye La idea es similar al enrutamiento de las llamadas en la red telefónica en base a los números de teléfono Estructura jerárquica de los números de teléfono 3 4 9 6 1 3 2 2 4 1 7 Prov. Valencia (zona centro) Líneas fijas La Cañada Número de teléfono en la central España Paterna Parte de Europa Península zona este (Valencia, Murcia, parte de C. Mancha) Máscaras de tamaño variable A menudo interesa dividir una red en subredes de diferentes tamaños. Para ello se utilizan máscaras de tamaño variable, es decir la división red/host no es igual en todas las subredes Aunque las subredes pueden tener diferente tamaño no pueden solaparse (habría direcciones duplicadas) La visión que tenemos de las subredes es relativa y puede variar según donde nos encontremos. Por ejemplo lo que en un sitio se ve como una subred /22 (1024 direcciones) puede dividirse en varias /24 (256 direcciones) cuando nos acercamos Configuración de subredes con máscara de long. variable y estructura jerárquica Agregación de rutas A 40.0.4.0/22 por 10.0.0.10 A 40.0.8.0/23 por 10.0.0.6 A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.1 A 40.0.6.0/23 por 10.0.0.14 A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.9 40.0.0.0/22 A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.13 10.0.0.1/30 10.0.0.9/30 10.0.0.13/30 Internet X A B C 10.0.0.2/30 10.0.0.10/30 10.0.0.14/30 10.0.0.5/30 A 40.0.0.0/16 por 10.0.0.2 40.0.6.0/23 40.0.4.0/23 A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.17 10.0.0.6/30 10.0.0.17/30 A 40.0.9.0/24 por 10.0.0.18 A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.5 D E 10.0.0.18/30 40.0.8.0/24 40.0.9.0/24 Rutas host La ruta por defecto (“A 0.0.0.0/0 por dir-IP”) es la ruta más general, pues la máscara de 0 bits abarca todas las direcciones posibles. Esta ruta solo se aplica como último recurso, cuando la dirección de destino no encaja en ninguna de las demás rutas definidas en el router El extremo opuesto son las rutas con máscara de 32 bits. Estas solo sirven para una dirección de destino concreta, por eso se les llama rutas host. Se suelen utilizar para marcar ‘excepciones’, por ejemplo cuando un host se ha mudado temporalmente fuera de su LAN habitual Ejemplo de ruta host A 30.0.0.0/24 por 10.0.0.2 A 40.0.0.0/24 por 10.0.0.6 A 30.0.0.25/32 por 10.0.0.6 LAN B 30.0.0.0/24 A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.1 20.0.0.1/24 10.0.0.1/30 30.0.0.1/24 X Y 10.0.0.2/30 10.0.0.5/30 30.0.0.2/24 Rtr: 30.0.0.1 10.0.0.6/30 Z 40.0.0.1/24 20.0.0.2/24 Rtr: 20.0.0.1 Host multihomed virtual W A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.5 A 30.0.0.25/32 por 40.0.0.2 40.0.0.2/24 30.0.0.25/32 Rtr: 40.0.0.1 LAN C 40.0.0.0/24 LAN A 20.0.0.0/24 Este host tiene dos direcciones sobre la misma interfaz Orden de enrutamiento Cuando un router tiene que enviar un paquete consulta su tabla de rutas Es posible que haya varias rutas válidas para un mismo paquete. Por ejemplo la ruta por defecto es aplicable en principio a cualquier paquete Al construir la tabla los routers ordenan las rutas según la longitud de su máscara, poniendo primero las de máscara más larga. El orden como se hayan introducido las rutas en la configuración no tiene ninguna importancia Este criterio garantiza que se aplicarán primero las rutas más específicas y luego las más generales. Así las rutas host (/32) van siempre en primer lugar y la ruta por defecto (/0) va siempre la última ipconfig/all en un ordenador multihomed WiFi 54 Mb/s 147.156.248.19/22 Rtr: 147.156.248.1 Ethernet 100 Mb/s 147.156.135.22/24 Rtr: 147.156.135.1 C:\>ipconfig/all Configuración IP de Windows Nombre del host . . . . . . . . . : marcello .. .. .. .. .. (resto omitido) .. .. .. .. .. Adaptador Ethernet Conexiones de red inalámbricas : Sufijo de conexión específica DNS : uv.es Descripción. . . . . . . . . . . : Intel(R) PRO/Wireless 3945ABG Network Connection Dirección física. . . . . . . . . : 00-13-02-29-86-F8 DHCP habilitado. . . . . . . . . : No Autoconfiguración habilitada. . . : Sí Dirección IP. . . . . . . . . . . : 147.156.248.19 Máscara de subred . . . . . . . . : 255.255.252.0 Puerta de enlace predeterminada : 147.156.248.1 .. .. .. .. .. (resto omitido) .. .. .. .. .. Adaptador Ethernet Conexión de área local : Sufijo de conexión específica DNS : Descripción. . . . . . . . . . . : Broadcom NetXtreme Gigabit Ethernet Dirección física. . . . . . . . . : 00-0F-B0-FA-00-63 DHCP habilitado. . . . . . . . . : No Dirección IP. . . . . . . . . . . : 147.156.135.22 Máscara de subred . . . . . . . . : 255.255.255.0 Puerta de enlace predeterminada : 147.156.135.1 Servidores DNS . . . . . . . . . .: 147.156.1.1 147.156.1.3 .. .. .. .. .. (resto omitido) .. .. .. .. .. C:\> Interfaz WiFi (802.11) Interfaz Ethernet (802.3) Rutas en un ordenador multihomed C:\>route print =========================================================================== ILista de interfaces 0x1 ........................... MS TCP Loopback interface 0x2 ...00 13 02 29 86 f8 ...... Intel(R) PRO/Wireless 3945ABG Network Connection - Minipuerto del 0x70003 ...00 0f b0 fa 00 63 ...... Broadcom NetXtreme Gigabit Ethernet - Minipuerto del administrador =========================================================================== =========================================================================== Rutas activas: Destino de red Máscara de red Puerta de acceso Interfaz Métrica 0.0.0.0 0.0.0.0 147.156.135.1 147.156.135.22 20 0.0.0.0 0.0.0.0 147.156.248.1 147.156.248.19 25 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1 1 147.156.135.0 255.255.255.0 147.156.135.22 147.156.135.22 20 147.156.135.22 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1 20 147.156.248.0 255.255.252.0 147.156.248.19 147.156.248.19 25 147.156.248.19 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1 25 147.156.255.255 255.255.255.255 147.156.135.22 147.156.135.22 20 147.156.255.255 255.255.255.255 147.156.248.19 147.156.248.19 25 169.254.0.0 255.255.0.0 147.156.248.19 147.156.135.22 30 224.0.0.0 240.0.0.0 147.156.135.22 147.156.135.22 20 224.0.0.0 240.0.0.0 147.156.248.19 147.156.248.19 25 255.255.255.255 255.255.255.255 147.156.135.22 147.156.135.22 1 255.255.255.255 255.255.255.255 147.156.248.19 147.156.248.19 1 Puerta de enlace predeterminada: 147.156.135.1 =========================================================================== Rutas persistentes: ninguno C:\> Ruta subred Enet Rutas por defecto Ruta loopback Rutas propias Ruta subred WiFi Broadcast Red UV Ruta direc. locales Rutas multicast Rutas broadcast M > 200 Mb/s = 10 200 Mb/s ≥ M > 80 Mb/s = 20 80 Mb/s ≥ M > 20 Mb/s = 25 20 Mb/s ≥ M > 4 Mb/s = 30 4 Mb/s ≥ M > 500 Kb/s = 40 500 Kb/s > M = 50 Interfaz Enet (100 Mb/s) Interfaz WiFi (54 Mb/s) Métricas automáticas en Windows XP SP2: Interfaz Loopback (virtual) Dirección de host inválida (Broadcast de la subred) Dirección de red inválida (parte host  0) 160.87.34.0: 10100000.01010111.00100010.00000000 Máscara: 11111111.11111111.11111000.00000000 Ejercicio 11 En esta figura aparece la configuración de un router hipotético, con las direcciones de sus interfaces y la tabla de rutas. En dicha configuración hay dos errores en las líneas marcadas en rojo. Explique en que consisten 195.100.1.0-3 194.125.1.0-63 S0 E0 194.125.1.63/26 195.100.1.2/30 194.125.1.63: ---.----.---.00111111 Máscara: 255.255.255.11000000 195.0.0.195/25 S1 E1 197.160.1.1/30 197.160.1.0-3 195.0.0.128-255 A 157.34.33.0/32 por 195.0.0.199 A 160.87.34.0/21 por 195.100.1.1 A 48.0.0.0/15 por 197.160.1.2 A 0.0.0.0/0 por 195.100.1.1 Ejercicio 12 (I) Internet 25 ord. 128 Kb/s 50 ord. 256 Kb/s 128 Kb/s 100ord. Madrid Barcelona Bilbao Red 194.100.100.0/24 128 Kb/s Se pide realizar una asignación adecuada de direcciones a las LANs usando la red 194.100.100.0/24. Para las líneas serie podemos emplear direcciones privadas. También debemos especificar la configuración completa del router de Madrid (interfaces y rutas). 20 ord. Sevilla Ejercicio 12 (II) Reparto de las direcciones Ejercicio 12 (III) Internet Red 194.100.100.128/26 Red 194.100.100.192/27 192.168.1.1/30 194.100.100.1/25 192.168.1.2/30 Ma Ba Bi 192.168.2.1/30 192.168.2.2/30 Red 194.100.100.0/25 192.168.3.1/30 A 194.100.100.128/26 por 192.168.2.2 A 194.100.100.192/27 por 192.168.2.2 A 194.100.100.224/27 por 192.168.3.2 A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.1 192.168.3.2/30 Se Red 194.100.100.224/27 Ejercicio 13 Empresa con una LAN y dos redes IP: 199.199.199.0/24, Proveedor X, lento 200.200.200.0/24, Proveedor Y, rápido Se quiere conectar unos ordenadores a través del proveedor X y otros a través del proveedor Y Estudie la posibilidad de utilizar uno o dos routers Internet Ejercicio 13 A 199.199.199.0/24 por 192.168.1.5 A 200.200.200.0/24 por Internet Solución con un router 192.168.1.6/30 192.168.1.5/30 Proveedor X 199.199.199.1/24 200.200.200.1/24 Red 199.199.199.0/24 Rtr 199.199.199.1 192.168.2.5/30 192.168.2.6/30 A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.6 A 0.0.0.0/0 por 192.168.2.6 Proveedor Y Red 200.200.200.0/24 Rtr 200.200.200.1 Reparto de tráfico entre proveedores Posibilidad de caminos asimétricos Posibilidad de rechazo de datagramas A 200.200.200.0/24 por 192.168.2.5 A 199.199.199.0 por Internet Proveedor X Internet Proveedor Y Ejercicio 13 A 199.199.199.0/24 por 192.168.1.5 A 200.200.200.0/24 por Internet Solución con dos routers 199.199.199.1/24 200.200.200.2/24 192.168.1.5/30 Red 199.199.199.0/24 Rtr 199.199.199.1 192.168.1.6/30 A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.6 200.200.200.1/24 199.199.199.2/24 192.168.2.5/30 192.168.2.6/30 Red 200.200.200.0/24 Rtr 200.200.200.1 A 0.0.0.0/0 por 192.168.2.6 A 200.200.200.0/24 por 192.168.2.5 A 199.199.199.0/24 por Internet Problema examen septiembre 2000 Chicago Madrid T1 Resto tráfico (X-Z,X-W,Y-Z) Z X 193.1.1.130 193.1.1.2 A B W Y Solo tráfico VoIP (Y-W) 193.1.1.66 C 193.1.1.194 D 128 Kb/s Solución problema examen septiembre 2000 Chicago Madrid T1 192.168.1.1/30 192.168.1.2/30 193.1.1.1/26 193.1.1.67/26 Z 193.1.1.129/26 193.1.1.195/26 X 193.1.1.130/26 Rtr: 193.1.1.129 193.1.1.2/26 Rtr: 193.1.1.1 A B A 193.1.1.0/25 por 192.168.1.2 A 193.1.1.128/25 por 192.168.1.1 W Y A 193.1.1.64/26 por 192.168.1.6 A 193.1.1.0/26 por 193.1.1.129 A 193.1.1.192/26 por 192.168.1.5 A 193.1.1.128/26 por 193.1.1.1 193.1.1.66/26 Rtr: 193.1.1.65 C 193.1.1.194/26 Rtr: 193.1.1.193 D 128 Kb/s 192.168.1.5/30 193.1.1.65/26 193.1.1.3/26 193.1.1.193/26 193.1.1.131/26 192.168.1.6/30 Problema examen septiembre 2000: solución alternativa Chicago Madrid T1 192.168.1.1/30 192.168.1.2/30 Z X 193.1.1.129/25 193.1.1.1/25 193.1.1.130/25 Rtr: 193.1.1.129 193.1.1.2/25 Rtr: 193.1.1.1 A B A 193.1.1.0/25 por 192.168.1.2 A 193.1.1.128/25 por 192.168.1.1 W Y A 193.1.1.64/26 por 192.168.1.6 A 193.1.1.0/26 por 193.1.1.129 A 193.1.1.192/26 por 192.168.1.5 A 193.1.1.128/26 por 193.1.1.1 193.1.1.66/25 Rtr: 193.1.1.65 C 193.1.1.194/25 Rtr: 193.1.1.193 D 128 Kb/s 192.168.1.5/30 193.1.1.65/25 193.1.1.193/25 192.168.1.6/30 Sumario Generalidades El Datagrama IP. Estructura de la cabecera Direcciones de red. Enrutamiento básico Subredes y máscaras Asignación de direcciones y CIDR Protocolo de control ICMP Protocolo de resolución de direcciones ARP Asignación de direcciones IP En marzo de 1991 la Universidad de Valencia solicitó una red clase B al DDN NIC (Department of Defense Network Network Information Center) que le asignó la 147.156.0.0/16 Las redes se daban por orden cronológico: La 147.155.0.0./16 se asignó al Ames Laboratory, en la Iowa State University La 147.157.0.0/16 la tiene el Tsukuba College of Technology, en Japón La UJI pidió su red unos meses después y obtuvo la 150.128.0.0/16 La UPV, que tardó algo más, consiguió la 158.42.0.0/16 Al darse las redes de esta forma no era posible agruparlas en las tablas de rutas, pues las redes consecutivas se encontraban físicamente muy distantes y las redes próximas tenían numeraciones separadas Asignación de direcciones IP (II) En 1992 se cambió el sistema, asignando las redes por rangos o bloques según un criterio geográfico. Paralelamente se creó una estructura de registros regionales llamados RIR (Regional Internet Registry) para descentralizar la asignación de direcciones. Actualmente hay 5 RIRs en todo el mundo Los RIRs dependen del IANA (Internet Assignment Number Authority) Los RIRs dan direcciones a los proveedores grandes (los de primer nivel, llamados ‘tier-1’). Éstos dan a su vez direcciones a los proveedores tier-2, tier-3, etc. Las organizaciones obtienen direcciones del proveedor que les da conectividad A todos los niveles se procura asignar las redes por bloques de direcciones para que sean fácilmente agregables en las tablas de rutas Organización de losRIR Todos los RIR disponen de una base de datos online, llamada whois, para búsqueda de direcciones IP IP sin clases o ‘classless’ Inicialmente la asignación de direcciones se hacía en bloques de tamaño fijo de acuerdo con las conocidas clases A, B y C. Pero: Las redes clase A (/8) son enormes y hay muy pocas (solo 127). Hace mucho tiempo que no se asigna ninguna Las redes clase B (/16) aún son demasiado grandes para la mayoría de organizaciones (65000 hosts) Las redes clase C (/24) son demasiado pequeñas para la mayoría de organizaciones (256 hosts) Por tanto, casi todas las organizaciones optaban por pedir redes clase B por si acaso, aunque les sobraba mucho espacio. Este desperdicio provocaba el rápido agotamiento del espacio de direcciones. IP sin clases o ‘classless’ (II) En 1993 se cambió el esquema de reparto de direcciones permitiendo a los RIR asignar redes con máscaras de cualquier tamaño, no necesariamente múltiplo de 8. Este nuevo esquema se aplicaba al todo el rango libre de direcciones de las antiguas clases A, B y C, lo que en la práctica significaba abolir el sistema de clases por lo que se denomina IP classless o IP sin clases El sistema classless se especificó en el RFC 1466 (1993) y se denomina CIDR (Classless InterDomain Routing) Con CIDR se pueden asignar redes de 256, 512, 1024, etc. direcciones, con lo que es posible ajustarse mucho mejor a las necesidades reales de cada organización El sistema ‘classless’ no afecta a las clases D (multicast) y E (reservado) que se mantienen con el mismo significado Asignación de direcciones y tarifas de APNIC En RIPE lo mínimo que se asigna son redes /20 (4096 direcciones) Actual reparto de direcciones IPv4 (primer octeto) Evolución de direcciones en IP TCP 32 bits (RFC 675) IP 32 bits (RFC 760) IPv6 (RFC 1883) 5 bits (RFC 1) 8 bits 63 hosts en ARPANET Clases A, B, C (RFC 790) CIDR (RFC 1518,1519) 6 bits 1970 1980 1990 2000 RIPE ARIN LACNIC DDN NIC APNIC Sumario Generalidades El Datagrama IP. Estructura de la cabecera Direcciones de red. Enrutamiento básico Subredes y máscaras. CIDR Asignación de direcciones y CIDR Protocolo de control ICMP Protocolo de resolución de direcciones ARP Protocolos de Control y resolución de direcciones Permiten realizar labores diversas: ICMP (Internet Control Message Protocol): mensajes de error y situaciones anómalas ARP: Resolución de direcciones MAC RARP, BOOTP, DHCP: Resolución de direcciones IP IGMP: Gestión de grupos multicast ICMP Permite reportar diversas incidencias o situaciones excepcionales que pueden producirse en el envío de un datagrama. Todos los mensajes ICMP se envían en datagramas IP (valor 1 en el campo protocolo). Generalmente los mensajes ICMP incluyen como datos la cabecera y los primeros bytes de datos del paquete que ha provocado el mensaje ICMP Principales tipos de mensajes ICMP ICMP Destination Unreachable Lo envían los routers y los hosts cuando no pueden entregar un paquete en su destino A 20.0.0.0 255.0.0.0 por 90.0.0.2 H1 90.0.0.1 255.0.0.0 E0 X 10.0.0.1 255.0.0.0 10.0.0.2 255.0.0.0 Rtr 10.0.0.1 Si H1 envía un datagrama hacia 30.0.0.1 recibirá de X un ICMP Destino Inaccesible ICMP Source Quench El objetivo del ICMP Source Quench era enviar mensajes para reducir el tráfico al detectar problemas de congestión Lo deberían enviar los routers cuando su buffers estuvieran próximos a saturarse y cada vez que descartaran un paquete por congestión. También los hosts cuando vieran que su buffer estaba próximo a llenarse. La experiencia ha mostrado que los mensajes ICMP Source Quench consumen ancho de banda y no son efectivos para el control de la congestión, por lo que su uso está desaconsejado y se considera dañino (RFC 1812) El control de congestión actualmente se realiza en el protocolo TCP a nivel de transporte de forma implícita, sin envío de mensajes explícitos ICMP Echo Request/Reply (ping) ICMP ECHO REQUEST y ECHO REPLY Iluso_$ ping –s www.uv.es 64 4 PING video.ci.uv.es: 64 bytes packets 64 bytes from 147.156.1.46: icmp_seq=0. time=1. ms 64 bytes from 147.156.1.46: icmp_seq=1. time=1. ms 64 bytes from 147.156.1.46: icmp_seq=2. time=1. ms 64 bytes from 147.156.1.46: icmp_seq=3. time=1. ms ---video.ci.uv.es PING Statistics ---- 4 packets transmitted, 4 packets receivded, 0% packet loss Round-trip (ms) min/avg/max = 1/1/1 Por cada paquete enviado se recibe una respuesta. El tiempo indicado es el de ida y vuelta Iluso_$ ping –s www.cmu.edu 64 4 PING server.andrew.cmu.edu: 64 bytes packets 64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=0. time=287. ms 64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=1. time=290. ms 64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=2. time=285. ms 64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=3. time=277. ms ---server.andrew.cmu.edu PING Statistics ---- 4 packets transmitted, 4 packets receivded, 0% packet loss Round-trip (ms) min/avg/max = 277/285/290 ICMP Time Exceeded (traceroute) Iluso_$ traceroute www.uniovi.es traceroute to dana.vicest.uniovi.es (156.35.34.1), 30 hops max, 40 byte packets 1 cisco.ci.uv.es (147.156.1.11) 3 ms 3 ms 2 ms 2 A1-0-2.EB-Valencia1.red.rediris.es (130.206.211.181) 2 ms 2 ms 2 ms 3 A1-0-2.EB-Madrid1.red.rediris.es (130.206.224.5) 8 ms 7 ms 7 ms 4 A3-0-1.EB-Oviedo1.red.rediris.es (130.206.224.34) 22 ms 17 ms 17 ms 5 rcpd02.net.uniovi.es (156.35.11.205) 16 ms 17 ms 16 ms 6 156.35.12.253 (156.35.12.253) 20 ms 19 ms 19 ms 7 rest34.cpd.uniovi.es (156.35.234.201) 24 ms 26 ms 26 ms 8 dana.vicest.uniovi.es (156.35.34.1) 28 ms 28 ms 28 ms Iluso_$ Valor del TTL utilizado en los paquetes Enviados 24 paquetes en total Ruta añadida por ICMP REDIRECT ICMP Redirect LAN B 30.0.0.0/8 LAN A 20.0.0.0/8 LAN C 40.0.0.0/8 H3 H1 H5 30.0.0.3/8 A 20.0.0.0/8 por 30.0.0.1 A 40.0.0.0/8 por 30.0.0.2 20.0.0.2/8 Rtr 20.0.0.1 40.0.0.2/8 Rtr 40.0.0.1 30.0.0.1/8 20.0.0.1/8 30.0.0.2/8 40.0.0.1/8 X Y A 40.0.0.0/8 por 30.0.0.2 A 20.0.0.0/8 por 30.0.0.1 H2 H6 H4 20.0.0.3/8 Rtr 20.0.0.1 40.0.0.3/8 Rtr 40.0.0.1 30.0.0.4/8 A 0.0.0.0/0 por 30.0.0.1 Ruta no óptima hacia LAN C A 40.0.0.0/8 por 30.0.0.2 Efecto de ICMP Redirect sobre el host H4 anterior > route -n Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface 30.0.0.0 30.0.0.4 255.0.0.0 U 0 0 0 eth0 0.0.0.0 30.0.0.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0 (recibido mensaje ICMP Redirect) > route -n Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface 30.0.0.0 30.0.0.4 255.0.0.0 U 0 0 0 eth0 40.0.0.0 30.0.0.2 255.0.0.0 UGD 0 0 0 eth0 0.0.0.0 30.0.0.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0 Flags: U: ruta operativa (Up) G: Ruta gateway (router) D: ruta dinámica Ruta añadida por ICMP redirect Otro ejemplo de ICMP Redirect H1 quiere mandar un paquete a H4. Como están en redes distintas (a nivel IP) y H1 no tiene ruta para llegar a H4 le manda el paquete a su router por defecto, X. El router envía el datagrama a su destino, pero además envía un ICMP Redirect a H1 indicándole que H4 está en su misma LAN, por lo que puede mandarle los paquetes directamente. Como consecuencia X incorpora en su tabla de rutas una entrada para indicar que la red 20.0.0.0/8 está accesible directamente por eth0 X Esta interfaz tiene dos direcciones IP 60.0.0.1/8 20.0.0.1/24 H1 H4 60.0.0.2/8 Rtr: 60.0.0.1 60.0.0.3/8 Rtr: 60.0.0.1 20.0.0.2/8 Rtr: 20.0.0.1 20.0.0.3/8 Rtr: 20.0.0.1 Red A 60.0.0.0/8 Red B 20.0.0.0/8 Sumario Generalidades El Datagrama IP. Estructura de la cabecera Direcciones de red. Enrutamiento básico Subredes y máscaras. CIDR Asignación de direcciones y CIDR Protocolo de control ICMP Protocolo de resolución de direcciones ARP Resolución de direcciones El paquete del nivel de red se envía siempre encapsulado en una trama a nivel de enlace. El emisor ha de saber que dirección de enlace ha de poner en la trama, por ejemplo la dirección MAC en una LAN. Imaginemos que X quiere hacer ping a Y. Comparando la dir. IP de Y con la suya y con la máscara sabe que Y está en su misma LAN. Ha de meter el paquete IP en una trama Ethernet con una MAC de destino, pero no sabe cual poner. Internet W X Y Z 50.0.0.1/8 50.0.0.2/8 Rtr: 50.0.0.1 50.0.0.3/8 Rtr: 50.0.0.1 50.0.0.4/8 Rtr: 50.0.0.1 Funcionamiento de ARP 1: Ping 50.0.0.3 Internet X Y Z W Pong X Ping Y ARP Reply ARP Req ARP Req ARP Req 50.0.0.2/8 Rtr: 50.0.0.1 50.0.0.3/8 Rtr: 50.0.0.1 50.0.0.4/8 Rtr: 50.0.0.1 50.0.0.1/8 ARP Cache ARP Cache ARP Cache ARP Cache 50.0.0.3 Y 50.0.0.2 X 1: El usuario X teclea ‘ping 50.0.0.3’ 2: X genera ARP request (broadcast): ¿quién es 50.0.0.3? 3: Y responde con ARP reply (unicast) diciendo que él es ese (y su dir. MAC) 4: X recoge la respuesta, la pone en su ARP cache y envía el ping Las entradas ARP caducan pasado un tiempo de inactividad Cuando la dirección de destino está fuera de la LAN el ARP de X busca al router. ARP (Address Resolution Protocol) Se usa en todo tipo de LANs broadcast Especificado en el RFC 826. Diseñado para soportar cualquier protocolo y formato de dirección, no solo IP. ARP no es protocolo IP y tiene un Ethertype propio, el X’806’. Los paquetes ARP contienen en la parte de datos las direcciones IP y MAC; estas son las que deben usarse para rellenar la ARP cache, no la MAC que aparece en la cabecera de la trama MAC ARP cache Una misma IP no puede aparecer más de una vez en la ARP Cache (la tabla se indexa por IP). Pero diferentes IPs sí pueden apuntar a la misma MAC Las entradas en la ARP Cache tienen un tiempo de vida limitado, típicamente 15 minutos. Si no hay actividad la entrada se borra y si más tarde se necesita se ha de enviar un nuevo ARP Request. Esto permite cambiar la IP de un servidor, por ejemplo por avería. Si antes de que una entrada caduque se recibe un ARP indicando una nueva dirección MAC para una IP de la tabla se sustituye inmediatamente la entrada vieja por la nueva Es posible añadir entradas estáticas en la ARP Cache con el comando ‘arp –s’. Esto es útil cuando se quiere tener la entrada siempre activa sin tener que enviar ARP Request Tabla ARP cache en un host C:\> arp –a Interfaz: 147.156.1.75 --- 0x2 Dirección IP Dirección física Tipo 147.156.1.1 08-00-09-d2-99-1b dinámico 147.156.9.2 02-60-8c-2f-09-45 dinámico 147.156.1.3 08-00-69-02-76-c0 dinámico 147.156.9.5 08-00-5a-c7-1b-1f dinámico 147.156.7.6 00-80-a3-04-98-ed dinámico 147.156.11.6 00-80-a3-04-5e-c6 dinámico 147.156.1.11 00-60-3e-99-7e-39 dinámico 147.156.1.46 08-00-69-02-76-c0 dinámico 147.156.1.97 02-60-8c-2f-bf-4d dinámico 147.156.1.219 00-4f-56-01-10-0f dinámico C:\> Estas dos direcciones IP corresponden a la misma MAC, por tanto las dos apuntan a la misma interfaz del mismo host Formato de mensaje ARP y RARP en el caso de protocolo IPv4 y red Ethernet 32 bits Códigos de Operación: 1: ARP Request 2: ARP Reply 3: RARP Request 4: RARP Reply Captura de un ARP Request y Reply con Wireshark Request Envío broadcast Reply Envío unicast ARP probe y ARP ‘gratuito’ Un ARP Probe (sonda) es un ARP Request con la dirección IP del emisor a cero. Algunos sistemas cuando se les configura una dirección IP lo primero que hacen es lanzar un ARP Probe buscando esa dirección para comprobar que está libre antes de utilizarla El ARP gratuito (o ARP anouncement) es un ARP enviado por un host para anunciar su MAC sin que nadie le haya mandado previamente un ARP Request. Sirve para actualizar la ARP Cache de otros hosts cuando se produce un cambio en la dirección MAC, o la IP. Se suele enviar como un ARP Request en la que la IP destino es igual que la de origen y la MAC destino está a ceros. Envío de un datagrama IP por un host Datagrama IP listo para enviar IP destino en ARP cache? ¿IP destino en misma subred? No No Buscar IP router en tabla de rutas Sí Sí IP router en ARP cache? Construir trama y enviar a host Enviar ARP Req. buscando IP destino No Enviar ARP Req. buscando IP router IP destino en ARP cache? IP router en ARP cache? Sí ICMP Destino inaccesible No ICMP Destino inaccesible No Construir trama y enviar a router Sí Sí Construir trama y enviar a router Construir trama y enviar a host Duplicidad de direcciones Una de las principales pesadillas de cualquier administrador de una red es la duplicidad de direcciones La duplicidad puede darse en la dirección IP, en la dirección MAC o en ambas. Las consecuencias en cada caso son diferentes. En el caso de duplicidad de MACs el comportamiento también difiere según se trate de una LAN compartida o conmutada Duplicidad de dirección IP Supongamos que a dos ordenadores, X e Y, se les asigna la misma dirección IP. Normalmente cada uno tendrá una MAC diferente, con lo que la situación será: IP: 10.0.0.1/16 10.0.0.1/16 10.0.0.3/16 MAC: 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:02 00:00:01:00:00:03 X Y Z Cuando un tercer ordenador (Z) envíe un paquete a 10.0.0.1 mandará primero un ARP Request buscando a 10.0.0.1 y recibirá dos ARP reply. Como la ARP cache de Z solo admite una entrada por dirección IP, la que llegue en segundo lugar desplazará a la primera, por lo que unas veces quedará registrada la MAC de X y otras la MAC de Y. Cuando la entrada caduca el proceso se repite, por lo que unas veces la comunicación se establece con X y otras con Y Duplicidad de dirección MAC en LAN compartida Supongamos ahora que X e Y tienen diferente IP, pero la misma MAC. Esto es posible ya que la MAC puede cambiarse por software. La situación es: IP: 10.0.0.1/16 10.0.0.2/16 10.0.0.3/16 MAC: 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:03 X Y Z Cuando Z envíe un ARP request buscando a 10.0.0.1 solo recibirá respuesta de X. Los paquetes enviados por Z hacia X serán recibidos también por Y (misma MAC) pero como la IP de destino no es la suya el nivel de red en Y descartará los paquetes. Si más tarde Z envía un ARP request buscando a 10.0.0.2 se creará una segunda entrada en su ARP cache con otra IP y la misma MAC, esto tampoco es problema puesto que la ARP cache se indexa por la IP y dos Ips diferentes pueden apuntar a la misma MAC. Así pues, en este caso la duplicidad de dirección MAC no parece plantear mayores problemas, salvo por el hecho de que la coincidencia de MAC obliga a realizar el filtrado de tráfico no deseado en la CPU, tarea que normalmente debería realizar la tarjeta de red. Duplicidad de dirección MAC en LAN conmutada Cuando se da la duplicidad de MAC en una LAN conmutada las cosas son diferentes. Supongamos el caso anterior en que X e Y tienen la misma MAC: IP: 10.0.0.1/16 10.0.0.2/16 10.0.0.3/16 MAC: 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:03 X Y Z Puesto que la tabla CAM del conmutador está indexada por la MAC de origen, cada vez que X o Y envían una trama se actualiza la entrada correspondiente a su MAC y se le asocia la interfaz correspondiente en el conmutador. Por tanto cada vez que Y envía una trama X deja de recibir tráfico (salvo el broadcast), e inversamente le ocurre a Y cuando X envía una trama. Resultado: en una LAN conmutada al comunicar con 10.0.0.1 algunos paquetes llegan y otros no. La red parece funcionar de forma errática Duplicidad de IP y MAC en LAN compartida Supongamos ahora que X e Y tienen la misma IP y la misma MAC: IP: 10.0.0.1/16 10.0.0.1/16 10.0.0.3/16 MAC: 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:03 X Y Z En este caso si Z envía un ARP request buscando a 10.0.0.1 recibirá dos respuestas (de X e Y). Solo una de ellas será incluida en la ARP cache, pero como ambas son idénticas no importa cual de ellas es incorporada por Z en su tabla. Todos los paquetes que Z envíe serán recibidos, procesados, y respondidos en su caso, por X e Y. Si por ejemplo Z lanza un ping recibirá dos respuestas a cada paquete, pero si intenta establecer una conexión TCP con 10.0.0.1 recibirá dos respuestas a su petición de conexión, y muy probablemente las incongruencias que observe en las respuestas duplicadas le lleven a abortar el intento. Resultado: algunos servicios básicos (como el ping) funcionarán, pero otros no Duplicidad de IP y MAC en LAN conmutada Supongamos ahora que X e Y tienen la misma IP y la misma MAC, pero la LAN es conmutada y no compartida: IP: 10.0.0.1/16 10.0.0.1/16 10.0.0.3/16 MAC: 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:03 X Y Z En este caso el problema es similar al de la duplicidad de MAC. Cada vez que X e Y transmiten una trama se actualiza la tabla CAM del conmutador, dejando efectivamente aislado al otro host en lo que a recepción de tráfico se refiere. La situación dependerá mucho del tipo de aplicación y la secuencia de acontecimientos, pero en general se observará un comportamiento errático e inestable en cualquier comunicación, incluso de tipo trivial. Problema examen junio 2000 Indique todas las tramas ethernet que genera el comando ping. Todos los equipos se acaban de encender. Ping 130.206.220.5 IP:130.206.212.7/24 Rtr: 130.206.212.1 Red A Red B Red C IP:130.206.212.1/24 IP: 130.206.220.5/24 Rtr: 130.206.220.1 Switch LAN IP:130.206.220.1/24 Red D Red F Red E Solución Problema examen junio 2000 Ping 130.206.220.5 A IP:130.206.212.7/24 Rtr: 130.206.212.1 Red A Red B Red C D B IP:130.206.212.1/24 IP: 130.206.220.5/24 Rtr: 130.206.220.1 C Switch LAN IP:130.206.220.1/24 Red D Red F Red E Solución Problema examen junio 2000: tramas totales Ping 130.206.220.5 IP:130.206.212.7/24 Rtr: 130.206.212.1 A Red A Red B Red C D B IP:130.206.212.1/24 C IP: 130.206.220.5/24 Rtr: 130.206.220.1 Switch LAN IP:130.206.220.1/24 Red E Red D Red F Problema examen junio 2001 Enlace LAN inalámbrico X Y Z B C A Internet Oficina Vieja Oficina Nueva Datos: Se pide: Red 195.123.0.0 Conexión a Internet: 192.169.15.6/30 Realizar la asignación de direcciones Detallar la configuración de los routers (X, Y y Z) y de los hosts (A, B y C) ¿Cuántas tramas MAC atraviesan el radioenlace si ping de A a B? ¿cuántas si ping de A a C? ¿Que pasa si suprimimos el router X o el Y? Solución problema examen junio 2001 Enlace LAN inalámbrico 192.168.0.2/24 192.168.0.1/24 A 195.123.0.128/25 por 192.168.0.2 A 0.0.0.0/0 por 195.123.0.2 A 0.0.0.0/0 por 192.168.0.1 X Y 195.123.0.129/25 195.123.0.1/25 195.123.0.2/25 Z 195.123.0.3/25 GW 195.123.0.1 B C A 192.169.15.6/30 192.169.15.5/30 195.123.0.130/25 GW 195.123.0.129 195.123.0.131/25 GW 195.123.0.129 A 195.123.0.128/25 por 195.123.0.1 A 0.0.0.0/0 por 192.169.15.5 Internet Oficina Nueva 195.123.0.128/25 Oficina Vieja 195.123.0.0/25 Ping de A a B no genera ningún tráfico en radioenlace, es filtrado por router X Ping de A a C genera cuatro tramas en radioenlace, dos ARP y dos ICMP Si suprimimos X o Y el broadcast/multicast de la oficina nueva o vieja inunda el radioenlace CC DD Problema 2 examen septiembre 2001 LAN Y LAN X 202.1.1.129/25 202.1.1.1/25 BB AA 202.1.1.130/25 Rtr.: 202.1.1.129 202.1.1.2/25 Rtr.: 202.1.1.1 A ejecuta ‘ping 202.1.1.130’ y recibe una respuesta. Describa la secuencia de tramas Ethernet producidas y su contenido CC DD Problema 2 examen septiembre 2001, variante 1 LAN Y LAN X 202.1.1.129/25 202.1.1.1/25 BB AA 202.1.1.130/24 Rtr.: 202.1.1.129 202.1.1.2/24 Rtr.: 202.1.1.1 A ejecuta ‘ping 202.1.1.130’ y recibe una respuesta. Describa la secuencia de tramas Ethernet producidas y su contenido CC DD Problema 2 examen septiembre 2001, variante 2 LAN Y LAN X 202.1.1.1/25 202.1.1.129/25 BB AA 202.1.1.130/25 Rtr.: 202.1.1.129 202.1.1.2/25 Rtr.: 202.1.1.1 A ejecuta ‘ping 202.1.1.130’ y recibe una respuesta. Describa la secuencia de tramas Ethernet producidas y su contenido Related Presentations
Tema 3 El Nivel de Red en Internet Aspectos b sicos versi n - Sumario....magnar Nivel sociol gico - Tema 1 el fenmeno deportivo . profesor: isidro...lorin Tema 5 Tendencias de Internet en el nivel físico - Rogelio...casper Servicios de red e Internet Tema 3: DNS - Nombre: adrián de la...shafira-riddle Servicios de red e Internet Tema 3: DNS - Nombre: adrián de la...doli Servicios de red e Internet Tema 3: DNS - Nombre: adrián de la...boone Tema 5 Redes e Internet - Informática prof. maría alejandra...umika Servicios de red e Internet Tema 3: DNS - Nombre: adrián de la...mills Servicios de red e Internet Tema 3: DNS - Nombre: adrián de la...bona Servicios de red e Internet Tema 2: DHCP - Nombre: adrián de la...chandler Jos Roberto Goldim junho - A tica tem por objetivo facilitar a...betty_james Tema 2: Aspectos de encaminamiento - Algoritmos básicos de...candice-bowers Tema 2: Aspectos de encaminamiento - Algoritmos básicos de...sari Servicios b sicos de la red - Servicios bsicos de la red. ya hemos...wei Servicios de red e Internet Tema 3: DNS - Nombre: adrián de la...tanek Tema 9 - Internet. internet y web. definiciones. internet ...iago View More Presentations

References: resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 Resolución 
 Resolución 
 resolución 
 Resolución