07 tcpip _1de2

Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado

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UNIDAD 7:PROTOCOLOS DE RED Y TRANSPORTE

TCP/IP (Parte1)

Prof. Arsenio Pérez ( [email protected])

Prof. Euvis Piña ( [email protected])

Prof. Pedro Rodriguez [email protected])

Prof. Alirio Pérez ([email protected])

Prof. William Polanco ([email protected])

PresentaciónDiplomado2002


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Autorización El uso estará restringido a la consulta del mismo.

En el caso de ser requerida su utilización para presentaciones, duplicaciones o impresiones, ésto será posible siempre y cuando no se realize ninguna modificación y se garantice la presentación de esta nota de autorización así como las relativas a la presentación del autor del material.

Hugo Sin Triana


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Protocolos TCP/IP

Hugo Sin Triana [email protected] [email protected]

[email protected]


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Plan de Temas

• Definición de TCP/IP• Arquitectura de Niveles de TCP/IP• Descripción de Protocolos de Nivel de inter-red• Descripción de Protocolos de Nivel de Transporte• Esquema Cliente - Servidor• Descripción de Protocolos de Nivel Aplicación• Conclusiones


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Definición de TCP/IP

• Conjunto o familia de protocolos desarrollados para permitir a computadores cooperativos y heterogeneos compartir recursos a través de una red.

• Se diseñó teniendo en cuenta como elemento básico la existencia de muchas redes interconectadas por medio de pásarelas (gateways).

• Los protocolos TCP e IP son los más conocidos y de allí el nombre generalizado.


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P/I

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Generalidades Modelo Referencia Generalidades Modelo Referencia OSIOSI

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Físico

Enlace

Aplicaciones del UsuarioAplicaciones del Usuario

Sintaxis y Semántica de la información: Sintaxis y Semántica de la información: compresión, compresión, criptografía, representación de los datoscriptografía, representación de los datos

Control de sesiones entre usuarios: Control de sesiones entre usuarios: Sincronización Sincronización (tokens) y recuperación (puntos de chequeo).(tokens) y recuperación (puntos de chequeo).

Establecimiento y Control de la conexión entre extremos. Establecimiento y Control de la conexión entre extremos. Fragmenta o empaqueta. Multiplexa o desmultiplexa.Fragmenta o empaqueta. Multiplexa o desmultiplexa.

Enrutamiento. Control de Congestión. Conversión a nivel Enrutamiento. Control de Congestión. Conversión a nivel de diferentes protocolos.de diferentes protocolos.

Crea tramas y Controla su transmisión: Crea tramas y Controla su transmisión: control de errores, control de errores, regulación de tráfico.regulación de tráfico.

Interfaces físicas. Transmisión de bits (señales).Interfaces físicas. Transmisión de bits (señales).


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P/I

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Arquitectura de Niveles

Físico

Enlace

Red

Transporte

Sesión

Presentación

Aplicación

Hardware

Interface Red

Inter-red

Transporte

Aplicación

OSI TCP/IP

Servicios de Aplicación

Servicios de Red

Orientados al usuario final: Correo Electrónico, Transferencia de Archivos, Apertura de Sesión Remota

Orientados al programador: Orientado a Conexión (TCP) y NO orientado a conexión (UDP).


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P/I

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Modelo de Estratificación por Capas en Internet

AplicaciónAplicación

Transporte

Internet

Interfaz de Red

Red Física

Anfitrión

Aplicaciones que interactúan con los usuarios.Proporciona flujo de datos.

Proporciona una comunicación confiable entre aplicaciones. Paquetiza.

Crea, enruta y recibe datagramas IP

Transfiere y recibe tramas específicas de red.


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Modelo de Estratificación por Capas en Internet


Transporte

Internet

Interfaz de Red

Red Física Red Física 2


Transporte

Internet

Interfaz de Red

Anfitrión A Anfitrión B

Internet

Interfaz de Red

Enrutador R


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CMOT SMTP FTP TELNET DNS SNMP TFTP BOOTP RPC XDR NFS

TCP UDP

IP ( Incluyendo ICMP )ARP RARP


Interface de Red y Hardware



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P/I

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• ARP Address Resolution Protocol• RARP Reverse Address Resolution Protocol• IP Internet Protocol• ICMP Internet Control Message Protocol• TCP Transmission Control Protocol• UDP User Datagram Protocol• SMTP Simple Mail Transfer Protocol• TELNET Remote Terminal Protocol• FTP File Transfer Protocol


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• CMOT CMip/cmis Over Tcp (Common Management Information Services/Common Management Information Protocol)

• DNS Domain Name System• SNMP Simple Network Management Protocol• TFTP Trivial File Transfer Protocol• BOOTP BOOTstrap Protocol• NFS Network File System• XDR eXternal Data Representation• RPC Remote Procedure Call


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P/I

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Fronteras y Direcciones en INTERNET

Aplicación

Transporte

Internet

Interfaz de Red

Hardware

Software fuera del Sistema Operativo

Software dentro del Sistema Operativo

Solo se utilizan direcciones IPSe utilizan direcciones físicas

Capas conceptuales Fronteras


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P

Servicios de INTER-RED• Direcciones IP : Cada computador

tiene una dirección única, de 32 bits, que se utiliza en toda comunicación con ese computador.

• Las direcciones se dividen en dos partes, la primera identifica a la red y la segunda al nodo dentro de esa red.


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P

Servicios de INTER-RED

1

1 1

Clase D

Clase E

1 8 16 24 32

1 1 0

1 1 0

MulticastReserved

0

1 0

1 1 0

Clase A

Clase B

Clase C

1 8 16 24 32

Net Host

Net

Net

Host

Host


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P/I

P


Cálculo de la clase de una

Dirección IP


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Servicios de INTER-RED• La forma como se representan estas

direcciones corresponde (generalmente) a números decimales separados por puntos


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P


Clases y Clases y Notación Notación

Decimal por Decimal por puntospuntos


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P

Servicios de INTER-RED• Elemplos

– La secuencia 157.253.0.0 identifica a la red de clase B cuyo primer byte es 157 y el segundo 253

– El identificador 157.253.1.13 corresponde a la identificación de UN computador dentro de la red anterior


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P


Clases de direcciones IP: • Clase A : Usada para redes con un máximo de

2**24 Hosts• Clase B : Usada para redes Intermedias de

hasta 2**16 Hosts• Clase C : Usada para redes de pocos hosts,

menos de 2**8• Clase D : Usada para definir Grupos de Hosts


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Número de redes y hosts por red para las tres clases de direcciones primarias


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IANA

(Internet Assigned Number Authority)

• Asegura que cada prefijo de red en INTERNET sea único.

• Coordina a los ISP (Internet Service Providers)


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P


Ejemplo de una internet privada con direcciones IP asignadas a los hosts.


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P


Direcciones IP especiales


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P


TCP UDP

IP ( Incluyendo ICMP )ARP RARP

Interface de Red y Hardware


Modelo de Capas TCP/IP

Servicios INTER-RED


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P/I

P

Servicios INTER-RED

ARPAddress Resolution Protocol

Permite a un nodo (host) de una red

encontrar la dirección física de

otro nodo de la misma red

utilizando la dirección IP.


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P/I

P

ARP

• Tabla de enlace de direcciones

Servicios INTER-RED


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P/I

P

Formato del mensaje ARP

Servicios INTER-RED


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P/I

P

Encapsulamiento de un mensaje ARP en una trama ETHERNET

Servicios INTER-RED


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P/I

P

RARP• Orientado a solucionar el problema

de las estaciones de red que no cuentan con almacenamiento externo (Disco).

• Requiere la existencia de computadores autorizados para la asignación de direcciones IP.

Servicios INTER-RED


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P/I

P

IP

• Sistema de distribución o entrega de paquetes

• Define:– La unidad básica de transmisión

(Datagrama).– El enrutamiento.– Las reglas de procesamiento de

paquetes.

Servicios INTER-RED


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P/I

P

Datagrama IP

Servicios INTER-RED


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P/I

P

Encapsulamiento de un datagrama IPEncapsulamiento de un datagrama IP

Servicios INTER-RED


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P/I

P

Los enrutadores son los responsables de determinar las vías y rutas que debe tomar la información para llegar al destino final

Para lograrlo, los enrutadores mantienen TABLAS DE ENRUTAMIENTO

Las tablas pueden contener entradas estáticas o dinámicas

– Las estáticas son introducidas por los administradores de redes

– Las dinámicas son aprendidas gracias a los protocolos de enrutamiento

Generalidades del enrutamiento


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P/I

P

Las entradas en las tablas indican la vía para llegar a las REDES y no entradas para cada NODO de las redes

– En algunos casos, de manera estática se definen entradas para nodos, por ejemplo en nodos conectados a través de RPD (Redes Públicas de Datos)

– En grandes (y complejas) redes, existe un mecanismo que permite reducir el tamaño de las tablas llamado “rutas por defecto”.

Generalidades del enrutamiento


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P/I

P Enrutamiento IP– (a) Internet con tres enrutadores y 4 redes físicas– (b) Tabla de enrutamiento en el enrutador R2

Servicios INTER-RED


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P/I

P

Algoritmo general de enrutamiento en Internet

RutaDatagrama(Datagrama, Tabla de Ruteo)

–Extraer la dirección IP de destino, D, del datagrama y computar el prefijo de red, N;

–Si N corresponde a cualquier dirección de red directamente conectada, entregar el datagrama al destino D sobre dicha red;

–en caso contrario, si la tabla contiene una ruta con anfitrión específico para D, enviar el datagrama al salto siguiente especificado;

–sino, si la tabla contiene una ruta para la red N, enviar el datagrama al salto siguiente especificado;

–de otra forma, si la tabla contiene una ruta asignada por omisión, enviar el datagrama al ruteador asignado por omisión especificado;

–sino declarar un error.

Servicios INTER-RED


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P/I

P

1

23

1

2 1

1

1

0

0

0

0

0

157.253.0.0

200.63.25.0

10.0.0.0

225.15.200.0

132.2.0.0

157.253.0.0 0200.63.25.0 110.0.0.0 110.0.0.0 2132.2.0.0 2225.15.200.0 3

225.15.200.0 0default 1

2

2

Ejemplos


Pro

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P/I

P

El nodo 157.253.48.32 requiere enviar información al nodo 225.15.200.100

Le envía la información al enrutador respectivo, el cual la recibe por la interfaz 0

El enrutador toma la dirección de destino, y de allí extrae la parte correspondiente a la dirección de red (225.15.200.0)

Verifica la existencia de una entrada en la tabla para esa red y determina qu debe transmitir la información por la interfaz 3

Ejemplos


Pro

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P/I

P

Transmite la información. El otro enrutador recibe la información por

la interfaz 1 Extrae la información relativa a la

dirección de red de destino Determina, mediante la consulta de la

tabla que la red esta conectada a la interfaz local 0

Transmite la información (usa para ello ARP)

Ejemplos


Pro

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P/I

P

IP• No orientado a conexión• Sistema NO Confiable » No garantiza la entrega • Se realiza "el mejor esfuerzo"

– El paquete se puede perder, duplicar, demorar o entregar en diferente orden.

• Puede fragmentar paquetes grandes para permitir su transmisión en redes con MTU (unidad de transferencia máxima) más pequeña.

Servicios INTER-RED


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P/I

P Fragmentación IP

Servicios INTER-RED


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P/I

P

• Las redes se pueden agrupar para conformar Sistemas Autónomos

• Los Sistemas Autónomos definen políticas de enrutamiento

– Protocolos de enrutamiento a utilizar– Costos y Pesos de los enlaces– Mecanismos de enrutamiento alterno– Restricciones de rutas

• Se generan dos tipos de protocolos– EGP : Exterior Gateway Protocol– IGP : Interior Gategay Protocol

Organización de grupos de redes


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P/I

P

Sistemas Autónomos

AS AS

IGPIGP

EGP


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P/I

P

• Aún cuando es posible, no es necesario que CADA red “forme” un Sistema Autónomo

• Entre Sistemas Autónomos se ANUNCIAN las redes

• Los SA están en capacidad de rechazar el anuncio de nuevas redes

• La incorporación de nuevas redes a un SA y el anuncio de ésta a otros SA, se refleja en los enrutadores internos de los distintos SA

Sistemas Autónomos


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P/I

P

Ejemplos de Protocolos

• External Gateway Protocol–GGP : Gateway to Gateway Protocol–EGP : Exterior Gateway Protocol–BGP : Border Gateway Protocol

• Interior Gateway Protocol–RIP : Routing Inforation Protocol–OSPF : Open Shortest Path First

Protocol–HELLO


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P/I

P

Subredes

• La definición de las subredes se realiza mediante el uso de máscaras (subnetting).

• Al interior de la red es necesario realizar enrutamiento.


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P/I

P

Enmascaramiento

• Se utiliza para dividir las redes en subredes.• Independientemente de cómo se divida la

red, en los enrutadores de las redes externas a la institución, solo habrá una entrada en la tabla de rutas.

• La forma de definir la división de la dirección IP en subredes consiste en definir una máscara que indica cuáles BITS de la parte correspondiente a HOSTS (o NODOS) se utilizarán para identificar subredes.


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P/I

P Ejemplo 1 de Enmascaramiento

Clase B• Típicamente, se selecciona el tercer byte (octeto)

para la división de las redes• La máscara será :

255.255.255.0 (dec)FF.FF.FF.00 (hex)

11111111.11111111.11111111.0000000 (bin)• Esto permite tener 256 subredes cada una con

254 nodos• Puede utilizarse otros esquemas en caso de ser

necesario


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P/I

P

Clase C

• Dificil de utilizar, pues los cálculos iniciales pueden ser insuficientes en el corto plazo

• Se puede utilizar de uno a tres bits del octeto correspondiente a la parte de nodo para el enmascaramiento

Ejemplo 2 de Enmascaramiento


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P

• Red Institucional con un solo enrutador y necesidad de hasta 8 segmentos de red, donde cada segmento tendrá un máximo de 30 nodos

• Para el ejemplo, la dirección de red es 200.65.25.0

• Se define, por lo tanto, la siguiente máscara– 255.255.255.224

– FF FF FF E0

– 11111111 11111111 11111111 11100000

Ejemplo 2 de Enmascaramiento


Pro

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P

Diagrama del caso

200.65.25.0

200.65.25.0

200.65.25.32

200.65.25.64

200.65.25.96

200.5.25.128

200.65.25.160

200.65.25.192

200.65.25.224


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P

Enrutamiento del caso

• Si llega algo para el nodo 200.65.25.102

• El enrutador determina que la dirección en su parte de red corresponde a la red que el maneja (200.65.25.0)

• El 102 visto en binario corresponde a 01100110

• Se aplica la máscara definida (11100000), es decir se realiza un AND lógico

• El resultado es 01100000, lo cual determina que corresponde a la subred 200.65.25.96

• El enrutador envía la información por la interfaz respectiva


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P/I

P

ICMP• Permite a los elementos enrutadores de

la red enviar mensajes de error y/o control

• Utilizado en la parte de administración de las redes para detectar problemas.

• Parte de toda implementación de IP, aunque utiliza los servicios provistos por IP.

Servicios INTER-RED


Pro

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P/I

P Encapsulamiento ICMP

Servicios INTER-RED


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P/I

P

Mensajes ICMPMensajes ICMP

Un nodo no puede ser alcanzado Un gateway no tiene más buffers

para almacenar segmentos y retransmitirlos.

Existe una ruta más corta hacia el destino.

...

Servicios INTER-RED

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