Clase IV Protocolo Tcp Ip Ciclio 2009ii

M.A. Ing. Robert E. Puican GutiérrezM.A. Ing. Robert E. Puican Gutiérrez 1

Introducción a la Arquitectura

TCP/IP

Fundamentos de Redes de

Computadores


Arquitectura

TCP/IP


• X.25• Comunicación Satelital• Frame Relay• ATM• Packet Radio• Conexión por líneas conmutadas (SLIP, CSLIP,

PPP)• Ethernet• Token Ring • FDDI• Protocolos inalámbricos

Tecnologías usadas en Internet


Necesidad de interoperabilidad: un conjunto de normas de comunicación (protocolos) y forma de interconexión de diferentes tecnologías.

Sistemas Abiertos: Permite la comunicación entre máquinas con diferentes arquitecturas de hardware y sistemas operativos diferentes. En el caso de Internet, además, las especificaciones no pertenecen a ningún fabricante, son del dominio público.

TCP/IPTCP/IP

Retos a través del desarrollo de Internet


• Conjunto o familia de protocolos desarrollados para permitir a computadoras heterogéneas compartir recursos a través de una red.

• Se diseñaron teniendo en cuenta la existencia de muchas redes interconectadas por medio de routers o pasarelas (gateways).

• Los protocolos TCP e IP son los más conocidos y utilizados.

¿Qué es TCP/IP?


El éxito de los protocolos TCP/IP radica en su capacidad de adaptarse a casi cualquier

tecnología de comunicación subyacente.

¿Por qué tienen tanto éxito los protocolos TCP/IP?


• Independencia de la tecnología de la red de soporte.

• Independencia del hardware y software de los dispositivos.

• Sistema de direccionamiento que permite que cada estación conectada a la red posea una dirección diferente

• Acuses de recibo punto a punto y no en cada tramo del trayecto.

Características distintivas de TCP/IP.


• Soporta una amplia gama de servicios estandarizados que se basan en la existencia de las interfaces software existentes en cualquier Sistema Operativo actual.

• Trabajo de estandarización ágil y normas disponibles libremente en la red (RFC).

Características distintivas de TCP/IP.


Ventajas de la abstracción del hardware

• Los programadores pueden trabajar a un nivel más alto; no necesitan aprender detalles sobre una configuración de hardware en particular.

• Los programas no necesitan cambiarse cuando se reconfiguran las máquinas o las redes.

• Puede proporcionarse una comunicación directa entre un par arbitrario de máquinas.


¿Qué hay que entender bien?

• Internet no es un tipo de red física.

• Es un método de interconexión de redes físicas y un conjunto de convenciones que permiten que las computadoras conectadas interactúen unas con otras.

• Permite construir sistemas de comunicación homogéneos que usen tecnología de hardware heterogénea.


Estructura de capas


Tareas del intercambio de datos

• Empaquetar los datos.

• Determinar el camino de los datos.

• Transmitirlos por un medio físico.

• Regular la velocidad de transferencia para acomodarla al ancho de banda y las capacidades del receptor.

• Ensamblar los datos entrantes.

• Chequear los datos entrantes en busca de pérdidas o duplicados.

• Entregar los datos a la aplicación adecuada.

• Manejar errores o problemas en la comunicación.


APLICACION

PRESENTACION

SESION

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FISICO

Modelo OSI

APLICACION

PRESENTACION

SESION

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FISICO

Protocolos

Interfaces


RED

ETD1

101111….01001

ETD2Niveles

Superiores

Red 1

Enlace 1

Físico 1

Red 2

Enlace 2

Físico 210111….0101 10111….0100 101111….01001

InfoDLC Red InfoDLC Red

InfoRed

Info

InfoDLC Red

InfoRed InfoRed InfoRed

InfoDLC Red

Info

NivelesSuperiores


Presentación

Aplicación

Arquitectura TCP/IP

Físico

EnlaceRed

Transporte

Sesión

OSIOSI TCP/IPTCP/IP

Aplicación

Físico

Interfaz de RedRed

Transporte

inexistentes


Capa de Interfaz de Red + Físico• No se definen reglas para este nivel. En él se

ubican todos los protocolos que permiten que los datagramas IP viajen por la red.

• Se encuentran desarrollados interfaces para todo tipo de red.

• Varían de host a host y de red a red.

• Se aceptan los estándares definidos por otras normativas.


Capa de Red

• Define una red de conmutación de paquetes no confiable y no orientada a conexión.

• Se acostumbra a denominar capa de internet por su capacidad de interconectar redes independientemente de sus características físicas.


Capa de Red

• Su función es entregar datagramas a la red para que éstos viajen a su destino final.

• Contiene el protocolo IP, que entrega a los niveles inferiores los datagramas para que sean transportados por la red.

• IP es responsable del esquema de direcciones.


Servicios de la Capa de Red

• Son la base de todos los servicios TCP/IP.

• Es una abstracción del mismo servicio que ofrecen la mayoría de las redes de conmutación de paquetes.

• Enrutamiento de paquetes por separado, basándose en la información presente en cada paquete.


Servicios de la Capa de Red

• No se garantiza una entrega confiable y en orden.

• Se introducen directamente en el hardware subyacente (alta eficiencia).

• Responsables de que los protocolos TCP/IP sean adaptables a un amplio rango de hardware.


Capa de Transporte

• Permite que procesos de igual nivel realicen una comunicación extremo-extremo.

• Definidos dos protocolos para el nivel de transporte:

• TCP (Transmission Control Protocol)• UDP (User Datagram protocol)


Servicios de Transporte• Transporte de flujo no confiable, no orientado

a conexión: Brindado por el UDP como extensión

simple de los servicios del IP.

Empleado por aplicaciones que no requieren de control de flujo y de errores porque no los necesitan o porque desean implementarlos en los niveles superiores.


Servicios de Transporte

Usado ampliamente en transferencias cortas y rápidas, en solicitudes y respuestas cliente-servidor, y para servicios donde es más importante la llegada en tiempo que la llegada libre de errores.

Ej. Transmisión de audio y vídeo.


Servicios de Transporte• Transporte de flujo confiable, orientado a

conexión: Brindado por TCP.

Permite que una aplicación establezca una “conexión” con una aplicación en otra computadora para intercambiar un flujo de datos.

Realiza las funciones de fragmentación y reensamblado del flujo de datos, recuperación automática de los errores de transmisión, control de flujo y otros.


Capa de Aplicación

• Contiene todos los protocolos de nivel superior.

• Responsable de las aplicaciones que se ejecutan sobre Internet.

• Los primeros protocolos de aplicación fueron Telnet, FTP y SMTP. Han surgido algunos de gran impacto como el HTTP (WWW).


Servicios de la Capa de Aplicación

• Correo electrónico (SMTP).• Conexión a otras máquinas (Telnet, rlogin).• Transferencias de archivos (FTP).• Grupos de Noticias (News – NNTP).• Servidor de Información orientado a menú

(Gopher).• Servidor de Información multimedia (World Wide

Web Server - HTTP).• Conversaciones Interactivas (IRC, ICQ).• Transmisión de video y sonido.• VoIP.


Arquitectura de Niveles

IP (Incluyendo ICMP)

ARP RARP

TCP UDP

CMOTSMTP

FTP

TELNET DNS RPC

NFS

XDR

TFTP BOOTPSNMP

Interfaz de Red y Hardware


Direccionamiento IP

Fundamentos de Redes de

Computadores


a. Estructura del sistema telefónico.

b. Red de conmutación de paquetes propuesta por Paul Baran.


Arquitectura de Internet.


• Un sistema de comunicaciones proporciona servicio universal de comunicaciones si permite que cualquier host se comunique con cualquier otro host.

• Los identificadores de host se clasifican en:– nombres: lo que un objeto es (preferidos por los

humanos)– direcciones: donde está (usados por las

computadoras)– rutas: como se llega a él (usados por los enrutadores)

Interconexión universal en Internet


• En Internet se emplea el término de direcciones IP.• Cada host para conectarse a Internet y ser

reconocido, debe tener asociada una dirección IP que es un número binario de 32 bits.

• Esta dirección IP de 32 bits, es agrupada en octetos y se representa a través de 4 números decimales separados por puntos.

• Ej: 169.158.144.1• Se utilizan en los campos de Dirección de origen y

Dirección de destino de los datagramas IP.

Direcciones IP


IANA: Internet Assigned Number Authority - Autoridad de Asignación de Números en Internet. Antiguo registro central de protocolos, puertos, números de protocolos y códigos de Internet. Fue sustituido en 1998 por la ICANN.

Asignación de direcciones IP

http://www.alegsa.com.ar/Dic/protocolo.php

http://www.alegsa.com.ar/Dic/internet.php

http://www.alegsa.com.ar/Dic/icann.php


ICANN: Internet Corporation for Assigned Names and Numbers - Corporación de Internet para la

Asignación de Nombres y Números. Organización sin fines de lucro creada el 18 de septiembre de

1998 para encargarse de algunas tareas que realizaba la IANA. Es manejada por el

Departamento de Comercio de EE.UU., no permitiendo a ningún organismo o empresa manejar

dichas tareas.Éstas tareas incluyen la gestión de la asignación de

nombres de dominios de primer nivel y direcciones IP.

Asignación de direcciones IP

http://www.alegsa.com.ar/Dic/iana.php

http://www.alegsa.com.ar/Dic/dominio.php

http://www.alegsa.com.ar/Dic/direccion%20ip.php


Componentes y clases


• Cada dirección es un par (netid, hostid), donde:

netid identifica una red

hostid identifica un host sobre esa red

Una dirección IP codifica a una red y a un host sobre esa red. No especifica a una computadora en particular, sino una conexión a la red.

Componentes de Direcciones IP


• Las host multi-homed y los routers requieren de varias direcciones IP pues cada dirección corresponde con una conexión de la máquina a la red.

• Existen varias formas normalizadas de hacer esta división de direcciones. De acuerdo a esto se han establecido varias clases.



• Por varias décadas las direcciones IP se dividieron en cinco categorías. Esta asignación se conoce como Direccionamiento con Clase (Classful Addressing). Ya no se utiliza, pero es común encontrar referencias en la bibliografía.

• En la actualidad ha sido reemplazado.



1

1 1

Clase D

Clase E

1 8 16 24 32

1 1 0

1 1 0

MulticastReservado

0

1 0

1 1 0

Clase A

Clase B

Clase C

1 8 16 24 32

Net Host

Net

Net

Host

Host

Clases de Direcciones en Internet


HostNet

1 8 16 24 32

0

Clase A: Usada para redes grandes (con alrededor de 224 (16,777,216) hosts.

[1 - 126] . x . x . x

La dirección 127.0.0.0 queda reservada como dirección de loopback

Direcciones clase A


1 8 16 24 32

1 0

Direcciones clase B

Net Host

214 redes = 16,384 redes

[128 - 191] . x . x . x

Clase B: Usada para redes de dimensiones intermedias de hasta 216 (65,536) hosts.


1 8 16 24 32

1 1 0

Net Host

Direcciones clase C

221 redes = 2’097,152 redes

Clase C: Usada para redes de pocos hosts28 ( máx 254) host.

[192- 223] . x . x . x


Direcciones IPv4

Clase A

Clase B

Clase C

Clase D(multicast)

Clase E(reservado)

Clase D: Usada para definir Grupos de Hosts. (Direcciones Multicast)

Clase E: Direcciones reservadas para uso posterior.


Identificación del host y la red• Los routers necesitan realizar una extracción

eficiente del campo netid para lograr una velocidad alta de enrutamiento.

• No todas las redes cumplen con los requerimientos de cantidades de hosts que imponen el direccionamiento por clases: muchas veces se cuenta con subredes de menor número de máquinas o se pasan de la cantidad estipulada.


Direcciones especiales


Direcciones de Host y de Red• La existencia de las direcciones se debe a la necesidad de identificadores con vistas a poder enrutar los paquetes a través de la red.• El enrutamiento es más eficiente si se realiza usando direcciones de redes y no direcciones de hosts.• Las direcciones IP deben poder referirse tanto a hosts como redes:– una dirección IP cuyo campo hostid sea igual a cero se refiere a la red en cuestión.

Ejemplo: 169.158.0.0


Dirección de Loopback• Dirección que se usa para la realización de pruebas

del TCP/IP y para la comunicación de los procesos internos en una máquina. Los datos regresan a la computadora origen sin generar tráfico en ninguna red.

• La dirección de loopback es: 127.0.0.0 (Tipo A)• Se especifica que:

1- Un paquete enviado a esta dirección de red nunca debe aparecer en ninguna red.

2- Un host o un router nunca deben difundir información de ruteo o de accesibilidad para el número de red 127, pues no es una dirección de red.


Direcciones de Difusión Difusión Dirigida:

Difusión limitada o Difusión de la Red Local: Proporciona una dirección de difusión para la LAN con independencia de la dirección IP asignada y consiste en 32 unos (todos “1”) y puede ser usada por un host como parte de su procedimiento de arranque antes de conocer su dirección IP o la dirección de su LAN.

Los campos hostid con todo en “1” se reservan para la difusión en la red, (dirección de difusión dirigida pues identifica la red objetivo), la cual sólo es posible si el hardware de la red lo permite.


Resumen de las Reglas Especiales de

Direccionamientotodos “0”

todos “0” host

todos “1”

Este host. (Sólo permitido en el arranque del sistema. Nunca es una dirección válida de destino).

Un host en esta red (Sólo permitido en el arranque del sistema. Nunca es una dirección válida de destino).

Difusión Limitada (en LAN). Todos los host de la LAN (Nunca es una dirección válida de origen).


Resumen de las Reglas Especiales de

DireccionamientoDifusión dirigida para red. (Nunca es una dirección válida de origen). La cantidad de “1” depende del tipo de red

Loopback (nunca debe aparecer en una red).

red todos 1

127 cualquier (0.0.1)


Problemas del direccionamiento


Desventajas del Direccionamiento• Las direcciones se refieren a conexiones de red y

no a host por lo que si esta se mueve de una red a otra, su dirección IP debe cambiar.

• Cuando una red tipo C crece y llega a más de 254 hosts, tiene que cambiar su dirección a una tipo B y de este tipo de direcciones quedan pocas.

• Como el ruteo usa la parte netid de la dirección IP, el camino hacia un host multi-homed depende de cual sea la dirección usada.


Extensiones del

Direccionamiento IP


Recordar

El proceso de enrutamiento se desarrolla a partir de tablas de ruteo contenidas en los routers.

Las tablas contienen pares Direcciones de red/Dirección del router del salto siguiente.

Las porciones de red de las direcciones IP están definidas para cada clase de dirección IP.


Problemas del direccionamiento IP

Gran población de redes, que reclaman mucho trabajo administrativo.

Las tablas de rutas de los routers se hacen muy grandes. Esto provoca una carga en la red y desgaste de procesamiento en los enrutadores.

El espacio de direcciones se agota.


Soluciones:

• Extender el campo de direcciones IP.

• Realizar modificaciones en el direccionamiento que permitan disminuir el número de redes a incluir en las tablas de rutas.


DIRECCIONES DE REDES

• Clase A– Si el primer número decimal es menor a 128.

• Éste identifica la red• Los tres siguientes a las máquinas

• Clase B– Si el primer número está entre 128 y 191.

• Los dos primeros números identifican la red• Los dos siguientes a las máquinas

• Clase C– Si el primer número está entre 192 y 223.

• Los tres primeros números identifican la red• El último la dirección de la máquina

• Clase D– Más grande que 223

• Dirección reservada para multicasting



netid hostid

netid

netid hostid

Dirección multicast

Red marciana

0

1 0

1 1 0

1 1 1

1 1 1 1

0 7 15 23 31 Clase

A

B

C

D

E

1.0.0.0 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

8 bits 24 bits

16 bits 16 bits

24 bits 8 bits

0

hostid


Máscara

• Máscara– Es una dirección de 32 bits que se utiliza en el IP para indicar los

bits de una dirección IP que se están utilizando para la dirección de la subred.

– La función de la máscara de subred es decirle a los dispositivos qué parte de una dirección IP es el número de la red, incluyendo la subred, y que parte es la correspondiente al host.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

255 . 255 . 255 . 0

Red Red Red Host



192

172

10

.

.

.

168

16

0

.

.

.

0

0

0

.

.

.

0

0

0

• Redes privadas– Son redes para uso interno de una empresa.

• No tienen acceso directo a la internet.• Para comunicarse con la Internet es necesario el uso de un proxy.

– 10.0.0.0 – 10.255.255.255 (10/8)– 172.16.0.0. – 172.31.255.255.255 (172.16/12)– 192.168.0.0 – 192.168.255.255 (192.168/16)


Introducción


Condiciones para aplicar las técnicas de extensión de direccionamiento

1. Una localidad puede asignar y utilizar de forma no usual direcciones IP siempre que:

Todos los host y routers en esa localidad estén de acuerdo en seguir el esquema de direccionamiento modificado.

Las otras localidades en Internet puedan manejar las direcciones como en el esquema original.


Condiciones para aplicar las técnicas de extensión de direccionamiento

2. Las modificaciones que se realicen en

una localidad deben quedar ocultas para las otras localidades.


Técnicas de extensión del direccionamiento IP

Técnicas diseñadas para compartir un prefijo de dirección de red entre muchas redes físicas:

Ruteadores Transparentes. ARP sustituto o proxy ARP. Direccionamiento de subred o subnetting.

Técnica de Direccionamiento sin tipo o de superred (supernetting).


Direccionamiento de subred


Direccionamiento de subred

Permite que muchas redes físicas compartan la misma dirección IP de red.

Es la técnica más empleada y forma parte del estándar TCP/IP.

También se conoce como ruteo de subred o utilización de subredes (subnetting).


Subredes

El desarrollo de una red institucional o corporativa puede exigir la implementación de varias redes.

Para las redes externas, la red corporativa sigue siendo una red, no es relevante la conformación interna.

En el interior de la red corporativa es necesario realizar enrutamiento.

La definición de las subredes se realiza mediante el uso de las máscaras.


Principios

RRed TCP/IP

Red que empleasubnetting

Externamente se comporta como una sola red con su dirección IP.

Internamente tiene varias redes físicas y el ruteo que se realiza entre ellas es usando direccionamiento de subred.


Agregar subredes cambia ligeramente la interpretación de las direcciones IP.

En vez de dividir la dirección IP de 32 bits en un prefijo de red y un sufijo de host, se divide en:

• porción de red (que es igual al prefijo de red, para que

no se afecten los sistemas exteriores), • porción local cuya interpretación responde a las

necesidades de la localidad.

Modificaciones


División de las direcciones

parte de internet parte local

Estructura IP estándar

parte de internet red física host

Estructura IP con subnetting


Tráfico hacia y desde 128.10.0.0

Ejemplo

RInternetInternet

Red 128.10.1.0

Red 128.10.2.0

128.10.1.1

128. 10. 2. 2128.10.2.1

128.10.1.2

parte de internetred

físicahost


Direccionamiento Jerárquico

Direccionamiento que conduce al análisis, por partes, de la dirección IP.

El nivel superior, utiliza los octetos de la porción de red de la dirección IP para enrutar (acceso a Internet).

El siguiente nivel, el sitio local, cuando rutea, utiliza la porción de red física.

La red física utiliza la otra parte de la porción local, que se corresponde con el host.


Ventajas y Desventajas del Direccionamiento

JerárquicoVentaja:

Puede incorporar gran crecimiento, ya que un router no necesita conocer muchos detalles sobre destinos distantes.

Desventaja:

Seleccionar una estructura jerárquica y cambiar una jerarquía ya establecida puede resultar difícil.


Implantaciones de subredes con máscaras

El direccionamiento de subred equivale a escoger cómo dividir la porción local de la dirección IP en dos partes: red física y host.

Se extiende la parte inicialmente destinada para definir la red de acuerdo a las necesidades de creación de subredes.


Implantaciones de subredes con máscaras

Resulta necesario que cada estación y router, dentro de la red local, conozcan como ha sido hecha la extensión.

Esta extensión se puede representar a través de la máscara de subred. La máscara emplea “1” en las posiciones que definen la dirección de subred y “0” en las posiciones que definen posiciones de hosts.


R

Red 128.10.1.0

Red 128.10.2.0

128.10.1.1

128. 10. 2. 2128.10.2.1

128.10.1.2

parte de internetred física

host

Resto de Internet

Máscara de subred

Máscara de subred 11111111 11111111 11111111 00000000


Se recomienda que las localidades empleen redes contiguas y la misma máscara a lo largo de todo un grupo de redes físicas que compartan una sola dirección IP.

Uso de máscaras de subred


Las máscaras de red se pueden representar de varias formas:

Forma binaria

Ej:11111111 11111111 111111111 00000000

Forma decimal con puntos, es popular y funciona bien cuando las localidades realizan el direccionamiento en grupo de octetos:

Ej: 255.255.255.0

Uso de máscaras de subred


EjemploConsidere una red Clase B sin extensiones:

169

porción de red porción de host

Se puede hacer uso del tercer octeto y destinarlo a porción de subred, con lo cual podrían definirse 254 subredes, (256 - 2) con 254 host cada una.

Máscara de subred = 255.255.255.0

Pueden emplearse otros esquemas si fuera necesario.

158


EjemploConsidere una red Clase C sin extensiones:

192

porción de red porción de host

Se pueden tomar algunos bits de la porción de host para definir subredes.

Con tres bits se podrían definir 6 subredes (8-2), de 30 hosts cada una.

Máscara de subred

255.255.255.224 => 11111111.111111111.11111111.11100000

12 12


Enrutamiento en redes con subnetting

Para ejecutar sus funciones de ruteo cada estación en una subred necesita conocer:

su dirección IP su máscara de direcciones

Esta información le permite distinguir entre direcciones IP de su propia subred y de otras subredes y rutear adecuadamente.


Un host puede obtener la máscara de subred de una red enviando un mensaje ICMP de “solicitud de máscara de subred” al router de dicha red.

Esta solicitud se puede transmitir por difusión si el host no conoce la dirección específica del router.

No existe un protocolo estándar para propagar esta información de un router a otro.

Obtención de las máscaras


Selección de las máscaras

Cada localidad puede escoger las máscaras de subred para sus redes.

La selección debe hacerse tratando de balancear aspectos como: -- tamaño de las redes.

-- # de redes físicas.

-- crecimiento esperado.

-- mantenimiento.


Selección de las máscaras

Emplear en las subredes de una red máscaras no uniformes, proporcionan flexibilidad máxima.

Las asignaciones no uniformes pueden llevar a rutas ambiguas.

La mayor parte de las localidades seleccionan bits contiguos de la porción local de una dirección y utilizan la misma máscara para todas las redes físicas.


Ruteo de Subred Se debe modificar el algoritmo estándar de ruteo

IP para trabajar con direcciones de subred.

El algoritmo modificado se llama ruteo de subred y debe ser usado por todos los host y routers conectados a la red que posea direccionamiento de subred.

Los otros host y routers de la localidad también necesitarán utilizar el ruteo de subred.


Ruteo de SubredRed 1 sin dirección de subred)

Red 2 (subred de la dirección N)

R1 R1

Red 3(subred de la dirección N)

H

HR1



No requiere ruteo de subred

Requiere ruteo de subred


Ruteo de Subred

Se recomienda que, si una localidad usa el direccionamiento de subred, las subredes deben mantenerse tan simples como sea posible.

Todas las subredes de una dirección IP de red deben ser contiguas, las máscaras deben ser uniformes a través de todas las redes y todas las máquinas deben participar en el ruteo de subred.


Algoritmo de Ruteo de Subred

El algoritmo de ruteo de subred, al igual que el algoritmo estándar de ruteo IP, basa sus decisiones en una tabla de rutas.

En una tabla convencional de ruteo contiene registros de la forma:

(dir. de red, dir. del salto siguiente)

Ejemplo:

N R ( 132 . 56 . 0 . 0 , 74 . 56 . 80 . 67)


Algoritmo de Ruteo de Subred

En el algoritmo modificado de ruteo es necesario guardar información adicional:

(máscara de subred, dir. de red, dir. de salto siguiente)

Ejemplo: máscara subred dir. de red dir. salto siguiente ( 255. 255. 240. 0; 132. 56.128. 0; 74. 56. 80. 67)


Ejemplo

R1Internet

Red con tres subredes130.70.0.0

130.70.1.0

130.70.2.0

130.70.3.0

130.70.2.16

máscara de subred = 255.255.255.0(dir. IP de host ) AND (máscara de subred) = dir. de subred

IP host = 10000010. 01000110. 00000010. 00010000mascara subred = 11111111. 11111111. 11111111. 00000000

dir. de subred = 10000010. 01000110. 00000010. 00000000

AND


Algoritmo unificado de ruteo

Algoritmo que permite manejar todos los casos considerados hasta ahora como casos particulares.

Basado en permitir en las tablas de ruteo máscaras arbitrarias.

Tablas constituidas por:

Máscara Dir. Red Salto siguiente

Masc.IN IN RIN


Pasos del algoritmo de ruteo unificado

Extraer la dirección IP de destino, ID .

Realizar un AND de ID con Masc.IN = N.

Comparar N con IN y, si son iguales, entregar a RIN. Si no son iguales repetir el paso con la siguiente entrada de la tabla, hasta encontrar la ruta.


Algoritmo unificado de ruteo

Para ruteo hacia un host específico de dirección IP = X:

Masc.IN = 255.255.255.255, IN = X

Para ruteo por omisión :

Masc.IN = 0.0.0.0, IN = 0.0.0.0

Para ruta hacia una red clase B estándar de dirección de red = Y:

Masc.IN = 255.255.0.0, IN = Y


Difusión en las Subredes

Es posible transmitir por difusión hacia una subred específica que tiene asignada una de las direcciones de subred.

La dirección de difusión de la subred 128.72.67.0 se obtendrá llevando a “1” todos los bits correspondientes a la porción de host: 128.72.67.255


Conclusiones del Direccionamiento de

Subred Permite que una localidad comparta una sola dirección de

red IP entre muchas redes físicas, siempre y cuando cooperen todos los hosts y routers en dicha localidad.

Requiere que las máquinas utilicen un algoritmo modificado de ruteo.

Este algoritmo se puede ver como una generalización del algoritmo de ruteo original.


Direccionamiento de suprared


Supernetting

Solución a corto plazo contra el agotamiento de las direcciones IP (clases B).

Esquema opuesto a subnetting:Subnetting ==> 1 dirección de red para

múltiples subredes físicas.

Supernetting ==> varias direcciones IP para una a sola organización.


Condiciones

El estándar IP no divide las direcciones IP en tipos iguales.

Los tipos C son solicitados lentamente.

La velocidad de asignación de direcciones tipo B vaticinaba un rápido agotamiento.


Problemas

• Asignar muchas direcciones C en lugar de una B conserva las clases B pero crea un problema al aumentar dramáticamente la información a intercambiar entre los routers.

• Una tabla de ruteo contendría muchos registros para cada organización en vez de uno para cada una.


dirección de red: dirección de red más pequeña del grupo.

conteo: especifica el número total de direcciones de red en el grupo.

CIDRRuteo de Interdominio sin

Clase Resuelve el problema al unir un grupo de direcciones contiguas tipo C en un solo registro representado por dos datos:

(dirección de red, conteo)


CIDR

Por ejemplo, el par de datos:

(201.4.20.0 ; 2)

Especifica la unión de dos direcciones de red:

201.4.20.0 y 201.4.21.0


CIDR

CIDR es flexible, no restringe los números de red solo a tipo C y puede buscarse una representación en términos de máscaras.

La práctica CIDR requiere que cada grupo de direcciones sea una potencia de dos y utilizar una máscara de bit, denominada máscara CIDR para identificar el tamaño del grupo.



ClaseConsidere la organización con 512 direcciones IP contiguas:

201.4.20.0 11001001.00000100.00010100.00000000 201.4.21.255 11001001.00000100.00010101.11111111

máscara CIDR = 11111111.11111111.11111110.00000000

Máscara de una red sin clase



ClaseConsidere una organización con 2048 direcciones IP contiguas:

234.170.168.0 11101010.10101010.10101000.00000000 234.170.175.255 11101010.10101010.10101111.11111111

máscara CIDR = 11111111.11111111.11111000.00000000

Máscara de una red sin clase


• El direccionamiento de superred trata a las direcciones IP como números enteros arbitrarios y permite a los administradores de red asignar un grupo de números contiguos a una localidad o a una red dentro de una localidad.

• Los hosts y routers que usan el direccionamiento de superred necesitan software de ruteo no convencional que entienda de rangos de direcciones.

CIDR Conclusiones


Ventajas y desventajas Ventajas:Ajusta los rangos de direcciones ofrecidos a

las necesidades de las organizaciones.Alarga la vida del actual sistema de

direccionamiento de Internet.

Desventajas:Exige modificaciones en el software de los

Sistemas de ruteo.


IPProtocolo Internet


IP (Protocolo Internet)

Es uno de los dos protocolos más

importantes de la familia TCP/IP.

Se encarga de la entrega de paquetes

(datagramas).

Define un mecanismo de entrega sin

conexión, no confiable y con el mejor

esfuerzo.


Mecanismos de entrega

Sin conexión: Cada paquete se trata de

forma independiente de los demás.

No confiable: La entrega no está

garantizada. Los paquetes se pueden

perder, duplicar, retrasar o entregar sin

orden, y esto no será detectado.


Mecanismos de entrega

Con el mejor esfuerzo: Se hace un serio intento por entregar los paquetes. No se descartan paquetes caprichosamente.

La no confiabilidad sólo aparece cuando la red física falla.


Define la unidad básica (formato de los datos) para la transferencia de datos por las redes TCP/IP: el datagrama IP.

Su software realiza la función de ruteo, seleccionando la ruta por la que los datos serán enviados.

Incluye un conjunto de reglas que dan forma a la idea de entrega de paquetes no confiable.

Propósitos del protocolo IP


Su estructura tiene mucho parecido al de una trama física.

Los datagramas, a diferencia de las tramas físicas que son reconocidas por hardware, son manejados por software y su tamaño dependerá del seleccionado por el protocolo.

Los datagramas viajan en las tramas físicas.

Datagrama IP


Relación Datagrama- Trama Física

cabeceradatagrama datos de datagrama

Datagrama

cabecera de trama Datos de trama

Trama

dirección IP

dirección física


Encapsulado en Ethernet

cabeceradatagrama datos de datagrama

Datagrama

Datos de trama

Trama

dirección IP

Tipo/Tamaño

DirFuente

DirDestino CRC


Encapsulado

Se transporta cada datagrama dentro de una trama de red física.

Esto limita el tamaño del datagrama al que permite el campo de datos de la trama, lo cual a su vez depende del hardware de la red en particular.


Fragmentación


MTU: Unidad de Transferencia Máxima

Límite superior fijo para la cantidad de datos que se puede transmitir en una trama física. Depende del hardware de la red.

La capacidad de adaptación de IP para diferentes redes físicas debe contemplar adaptarse al MTU de la red por la que viaje el datagrama.


Red MTU (Bytes)-------------------------------- -----------------

Token Ring de 16 Mbps 17914

Token Ring de 4 Mbps 4464

FDDI 4352

Ethernet 1500

IEEE 802.3/802.2 1492

X.25 576



La pila de protocolos puede consultar la MTU local a los controladores de NDIS (Network Driver Interface

Specification), especificación de interfaz de controlador de red.

La información de la MTU para una interfaz se usa en los protocolos del nivel superior, como TCP, que

optimiza automáticamente el tamaño de los paquetes para cada medio.



Fragmentación Es la técnica que se emplea para que el

tamaño del datagrama sea independiente del campo de datos de la trama.

Si un datagrama viaja por diferentes redes físicas, con diferentes MTU, es muy difícil seleccionar adecuadamente el tamaño del datagrama.

El origen predefine este tamaño, y se fragmenta el datagrama cuando tiene que viajar por una red con MTU más pequeña.


Fragmentación La fragmentación, por lo general, se realiza en un

router intermedio.

El tamaño de los fragmentos debe seleccionarse de forma tal que sea un múltiplo de 8.

El encabezado de cada fragmento reproduce la mayor parte del encabezado del datagrama original, excepto por un bit del campo Banderas que indica que es un fragmento.


EjemploEjemplo

Red 2MTU = 620

R1 R2

host A

Red 1

MTU = 1500

host B

Red 3

MTU = 1500

Routers responsables de la fragmentación


Ejemplo

Encabezado del datagrama datos 1400bytes

datos 1600 octetos

datos 2600 octetos

datos 3200 octetos

Encabezado del fragmento 1

datos 1


datos 2


datos 1

Fragmento 1(desplazamiento 0)

Fragmento 2(desplazamiento 600)

Fragmento3(desplazamiento 1200)

datos 2

datos 3




Proceso• Se crean nuevos datagramas copiando el contenido de

los campos de cabecera del datagrama original en las cabeceras nuevas.

• Los datos originales son divididos en trozos tomando de tamaño múltiplo de 8 octetos.

• El número de bloques de 8 octetos en los trozos se denominan NFB (Number of Fragment Blocks).

• El primer trozo de datos es colocado en el primer nuevo datagrama y en el campo longitud total se establece a su longitud.


Proceso• El indicador "más fragmentos" es puesto a uno.

• Los siguientes fragmentos siguen la misma secuencia.

• El último trozo se coloca en el último datagrama.

• Aquí el indicador "más fragmentos" lleva el mismo valor que en el datagrama original.

• El campo posición se establece al valor de ese campo en el datagrama original más NFB.


Reensamblado

Es la unión de los fragmentos, en el destino final, antes de que sean procesados.

Tanto la fragmentación como el reensamblado son procesos automáticos que se dan bajo el control del sistema operativo y no del usuario final.


Reensamblado

La máquina de recepción hace arrancar un temporizador de reensamblado cuando recibe el fragmento inicial. Si el temporizador expira antes de la llegada de todos los fragmentos la máquina descarta los ya recibidos.


• Los fragmentos pequeños transitan así aunque pasen por una red con MTU mayor lo cual trae cierta ineficiencia.

• Si se pierde cualquier fragmento, el datagrama no podrá reensamblarse aunque la mayoría haya llegado al destino.

• La probabilidad de perder un datagrama se incrementa con la fragmentación, pues la pérdida de un solo fragmento provoca la pérdida del datagrama completo.

Desventajas


Formato del

Datagrama IP


VersiónHLen Tipo de

ServicioLongitud Total

Identificación Banderas

Desplazamiento del fragmento

Tiempo de vida

Protocolo Suma de verificación del encabezado

Dirección IP de la fuente

Dirección IP del destino

Opciones IP (si las hay) Relleno

Datos

…………..

Ca

bec

era

Da

tos

Formato del Datagrama IP0 4 8 15 19 24 31


Versión: Contiene la versión del protocolo IP que se utilizó para crear el datagrama.

HLen: Proporciona la longitud del encabezado medida en palabras de 32 bits. Longitud máxima: 15 palabras (60 octetos).

Campos del Datagrama IP


Servicio.Longitud Total

4 4 8 16


Longitud Total: Proporciona la longitud total del datagrama IP incluyendo encabezado y datos. Como este campo tiene 16 bits, el tamaño total del datagrama puede ser 216 o 65,535 octetos.




4 4 8 16


Tipo de Servicio (TOS): Especifica como debe manejarse el datagrama por el algoritmo de ruteo.

No se garantiza la realización del tipo de transporte solicitado pues puede no existir una ruta adecuada para ello.




4 4 8 16


0 1 2 3 4 5 6 7

Prioridad D T R Sin uso

Campo TOS

Bits 0, 1 y 2: Especifican la prioridad del datagrama con valores extremos 0 (prioridad normal) y 7 (control de red).

Bits D, T y R: Especifican el tipo de transporte que se desea para el datagrama.


0 1 2 3 4 5 6 7


Bits D, T, R

• Indican qué aspecto es más importante en el caso que un router conociera más de una ruta para alcanzar un destino determinado.

• No es un requerimiento obligatorio.

• Solo uno puede estar en “1”.


0 1 2 3 4 5 6 7


Bits D, T, R

• Bit D: solicita procesamiento con retardos cortos.

• Bit T: solicita alto desempeño.

• Bit R: solicita alta confiabilidad.


Código

0 1 2 3 4 5 6 7

Sin uso

Campo TOS

Se modifica la interpretación de los bits. Se trabaja con la definición de Servicios Diferenciados

(DS). Se ha propuesto que cada servicio tenga asociados

varios Códigos. Mantiene la compatibilidad con la forma de trabajo

anterior.


Formato del

Datagrama IP






Tiempo de vida





Datos

…………..

Ca

bec

era

Da

tos



Versión: Contiene la versión del protocolo IP que se utilizó para crear el datagrama.

HLen: Proporciona la longitud del encabezado medida en palabras de 32 bits. Longitud máxima: 60 octetos.




4 4 8 16


Longitud Total: Proporciona la longitud total del datagrama IP incluyendo encabezado y datos. Como este campo tiene 16 bits, el tamaño total del datagrama puede ser 216 o 65,535 octetos.




4 4 8 16


Tipo de Servicio (TOS): Especifica cómo debe manejarse el datagrama por el algoritmo de ruteo.

No se garantiza la realización del tipo de transporte solicitado pues puede no existir una ruta adecuada para ello.




4 4 8 16


0 1 2 3 4 5 6 7


Campo TOS

Bits 0, 1 y 2: Especifican la prioridad del datagrama con valores extremos 0 (prioridad normal) y 7 (control de red).

Bits D, T y R: Especifican el tipo de transporte que se desea para el datagrama.


0 1 2 3 4 5 6 7


Bits D, T, R

• Indican qué aspecto es más importante en el caso que un router conociera más de una ruta para alcanzar un destino determinado.

• No es un requerimiento obligatorio.

• Solo uno puede estar en “1”.


0 1 2 3 4 5 6 7


Bits D, T, R

• Bit D: solicita procesamiento con retardos cortos.

• Bit T: solicita alto desempeño.

• Bit R: solicita alta confiabilidad.




Tiempo de vida.





Datos

…………..

Ca

bec

era

Da

tos





Campos del Datagrama IPLos campos Identificación, Banderas y Desplazamiento del Fragmento controlan la fragmentación y el reemsamblado de los datagramas.

Identificación: Entero que identifica de forma unívoca a cada datagrama. Al copiarse en el encabezado de cada fragmento permite que se identifique qué fragmentos pertenecen a un mismo datagrama original.


Campos del Datagrama IPDesplazamiento del Fragmento: Especifica el desplazamiento que tienen los datos en cada fragmento.

Se expresa en unidades de 8 octetos comenzando con un desplazamiento igual a cero y que es muy útil para poder reensamblar el datagrama original.


Banderas: Posee 3 bits, uno no se usa y los dos restantes toman parte en el proceso de fragmentación y reensamblaje.

Uno de esos bits se conoce como bit de no fragmentación.


BanderasNofragmentar

Más fragmentos


El otro bit es conocido como bit de más fragmentos e indica si el fragmento contiene datos intermedios (“1”) o es el último de un datagrama (“0”).


BanderasNofragmentar

Más fragmentos


Formato del Datagrama IP

VersiónHLen Tipo de Servicio.

Longitud Total

Tiempo de vida.

Protocolo Suma de verificación del encabezado.

Dirección IP de la fuente.

Dirección IP del destino.

Opciones IP (si las hay) Relleno.

Datos

…………..

Ca

bec

era

Da

tos

Identificación Banderas.

Desplazamiento del fragmento.

0 4 8 15 19 24 31


Tiempo de vida: Especifica el tiempo máximo que el datagrama puede permanecer en la red.

Cada router o host que procese el datagrama debe disminuir en “1” este número.

Cuando alcanza el valor 0 el router debe sacar de la red el datagrama y enviar un mensaje de error a su origen.



Estimar este número es difícil pues, entre otras cosas, depende de las redes físicas por las que pase el datagrama.

El objetivo es evitar que el datagrama esté en la red indefinidamente.



Protocolo: Especifica qué protocolo de alto nivel se usó para crear el mensaje que se está transportando en el área de datos.

Define a qué protocolo de nivel de transporte debe entregarse el mensaje en su destino final.

La numeración asignada a cada protocolo y su definición se encuentra en la RFC 1700. BD en línea en www.iana.org.



Suma de Verificación del Encabezado:

Asegura la integridad de los valores del encabezado y sólo se aplica a éste.



Ventajas: Como los routers trabajan con el

encabezado, les resulta más rápido procesar los datagramas ya que sólo tienen que calcular si existen errores en la cabecera.

Se permite que los protocolos de alto nivel seleccionen su propio esquema de verificación de los datos.

Suma de Verificación del Encabezado


Desventajas:

Los protocolos de alto nivel tienen que añadir su propia verificación de errores o estos no serán detectados.

Suma de Verificación del Encabezado




Tiempo de vida.




Opciones IP (si las hay) Relleno.

Ca

bec

era

Da

tos



Datos

…………..



Campos del Datagrama IP Dirección IP de destino y de la fuente:

Especifican la dirección IP de 32 bits de la fuente original y del destino final.

Datos: Muestra el comienzo del área de datos del datagrama y su longitud depende de lo que se esté enviando en el datagrama.




Tiempo de vida.




Opciones IP (si las hay), campo variable Relleno.

Datos

…………..

Ca

bec

era

Da

tos





Opciones de IP: Posee longitud variable de acuerdo a la cantidad y tipos de opción que sean seleccionadas así como al tamaño del área de datos de las opciones.

No se requieren en todos los datagramas. Se incluyeron para permitir opciones no

contempladas en el diseño original. Son usadas con frecuencia para monitorear y controlar la red.



Relleno (padding): Es un grupo de bits puestos a cero, necesarios para asegurar que la extensión, debido a las opciones del IP, sea un múltiplo exacto de 32 bits.

Su longitud depende de las opciones seleccionadas y puede ser cero.



OpcionesIP


Opciones para los datagramas

Cuando las opciones están presentes en un datagrama IP aparecen continuas, sin ningún separador entre ellas.

Son parte integral del protocolo IP, lo cual hace que todos los estándares de implementación la deban incluir.



Cada opción debe llevar un octeto que es el código de opción en el cual aparece la clase de opción y el número de la opción, así como un bit llamado copy que le indica a los routers, al fragmentar el datagrama, si la opción debe ser copiada en todos los fragmentos o sólo en el primero.



0 1 2 3 4 5 6 7

copy clase de opción

Número de opción

código de opción

Primer octeto del campo de opciones


Clases de Opciones

Clase Significado

0 Control de red o datagrama 1 Reservado para uso futuro 2 Depuración y medición 3 Reservado para uso futuro


Opciones IP

Opción Descripción

Seguridad Especifica qué tan secreto es.

Enrutamiento estricto desde el origen

Indica la ruta completa a seguir

Enrutamiento libre desde el origen

Da una lista de los enrutadores que no deben evitarse

Registrar ruta Hace que cada enrutador agregue su dirección IP

Marca de tiempo Agregar la dir IP y marca de time.


Opción: Registro de ruta Clase de opción = 0 Número de opción = 7. La fuente indica que se cree una lista de

direcciones IP que lleguen al destino junto al datagrama.

Cada router que maneje el datagrama añade su propia dirección IP.

Para usarla se requiere que la fuente y el destino estén de acuerdo.


Opción: Registro de ruta

Esta opción solo se debe copiar dentro de uno de los fragmentos (Bit copy = 0) pues en caso contrario llegarían al destino muchas listas de diferentes rutas y este no podría producir una lista completa de rutas al reensamblar los datagramas.

Puede verse con: ping -R


Formato de Opción Registro de Ruta

Longitud: Longitud total del campo de Opción de Registro de ruta.

Longitud PunteroNum. Op. = 70 8 16 24

Primera Dirección IP

Segunda Dirección IP

• • • • • •


Límite de registros El límite de direcciones a registrar es 9.

Longitud máx. = 255 bytes.Sin embargo, la longitud máxima del encabezado IP es:

15 palabras de 32 bits = 60 bytesReservando el tamaño mínimo fijo del encabezado (20 bytes), quedan 40 bytes para las opciones.Los campos código, longitud y puntero consumen 3 bytes. Así quedan 37 bytes para las direcciones a registrar.


Formato de Opción Registro de Ruta

• Puntero: Especifica el desplazamiento, en bytes dentro de la opción, de la siguiente ranura disponible.

• Se inicia con 4 y se incrementa en 4 cada vez que un router inscribe su dirección en el campo de direcciones.

• Cada router va escribiendo su dirección siempre que el valor del puntero no sea mayor que el expresado en Longitud.


Opción de sello de hora Opción de sello de hora: Trabaja como la opción de

registro de ruta.

En una lista inicial vacía, cada router a lo largo del camino escribe sus datos: dirección IP (opcional) y sello de hora (fecha y hora en que maneja el datagrama, expresada en ms a partir de la medianoche).

Cada entrada a la lista contiene 2 datos de 32 bits: la dirección del router que proporciona la entrada y un entero de sellos de hora de 32 bits.


Opción de sello de hora

• Oflow: Contiene un contador de 4 bits de los routers que no pudieron proporcionar su sello de hora dado el tamaño de la opción.

• Es incrementado por cada router en esa situación.

Longitud PunteroNum. Op.= 680 8 16 24

Primera Dirección IP

Primer Sello de hora

• • • • • •

Oflow Bande.


Opción de sello de hora• Bandera: 4 Bits que controlan el formato exacto de la

opción permitiendo alternativas a la opción.

– 0 = Registro de sello de hora solamente, omitir dirección IP.

– 1 = Anteponer a cada sello de hora la dirección IP del router.

– 3 = La dirección IP se especifica por el emisor, un router sólo registra un sello de hora si la próxima dirección IP en la lista coincide con su dirección IP.


Opción de Ruta Fuente

Permite determinar una ruta en la red con lo cual los administradores pueden forzar a los datagramas a usar un ruta determinada, aún cuando los routers normalmente sigan otra ruta.

Opción muy útil para probar el desempeño de las redes físicas.



Existen dos formas de ruteo fuente: ruteo estricto de fuente y ruteo no estricto de fuente.

Esta opción debe ser reproducida en todos los fragmentos pues en caso contrario, los fragmentos que no la tengan, no seguirán la ruta especificada. Bit copy = 1



Longitud PunteroNo. Op.=1370 8 16 24 31

Dirección IP o Primer Salto

Dirección IP o Segundo Salto

• • • • • •

• Ruteo Estricto de Fuente: Las direcciones especifican la ruta exacta que deben seguir los datagramas hasta su destino.

• Si el router no puede seguir la ruta indicada se produce un error.



Longitud PunteroNo.Op.= 1310 8 16 24 31

Dirección IP o Primer Salto

Dirección IP o Segundo Salto

• • • • • •

Ruteo no estricto de fuente: El datagrama debe seguir la secuencia de direcciones especificadas en la opción, pero permite múltiples saltos entre direcciones sucesivas .


Resumen IP proporciona un servicio de entrega de

datagramas sin conexión, no confiable y con el mejor esfuerzo.

IP define el formato de los datagramas . El datagrama IP posee cabecera y campo

de datos. La cabecera contiene dirección fuente y

destino, control de fragmentación, prioridad y suma de verificación para la detección de errores.


Resumen Además de los campos de longitud fija,

cada datagrama puede contener un campo de opciones.

Las opciones son utilizadas para monitorear y controlar la red de redes.

Las opciones permiten especificar o registrar rutas o reunir sellos de hora conforme viajan los datagramas por la red.


Enrutamiento

de

Datagramas IP


Sumario

Enrutamiento.

Entregas directas e indirectas.

Tablas de ruta.

Tipos de rutas.

Algoritmo de enrutamiento.


Enrutamiento


Conceptos Enrutamiento: proceso de selección de un

camino por el que se mandarán los paquetes, pasando por varias redes físicas si fuera preciso.

Enrutador: equipo que realiza la selección del camino.

Red A

Red B

R1

R2

R3

R4

Red D

Red C


Objetivo: Búsqueda de rutas en una red desde un punto origen a uno destino que satisfaga una serie de condiciones.

Algoritmo de enrutamiento: Parte del software del nivel de red, responsable de decidir el camino a seguir por un paquete.

Como la red es no orientada a conexión la decisión debe tomarse para cada datagrama.

Enrutamiento


Enrutamiento En el proceso de enrutamiento participan

tanto los hosts como los routers.

Cuando un host genera un datagrama debe tomar una decisión de ruteo al decidir a quién va a enviar el datagrama.

R1 R2

host

Camino hacia algunos destinos

caminos hacia otros destinos


Entregas

Directas e Indirectas


Entrega Directa e Indirecta

• En el enrutamiento pueden darse dos condiciones: entrega directa y entrega indirecta.

• La entrega directa es la transmisión de un datagrama desde una máquina a través de una sola red física.

• La indirecta ocurre cuando el destino no es una red conectada directamente, lo que obliga a la fuente pasar el datagrama a un ruteador para su entrega.


Entrega Directa e Indirecta

entrega directaentrega directa

fuente

destino

fuente

destino

Rentrega entrega indirectaindirecta


Entrega Directa

El transmisor encapsula el datagrama dentro de una trama física, transforma la dirección IP de destino en una dirección física de hardware y envía la trama resultante directamente a su destino.

¿Cómo sabe el transmisor si el destino reside en una red directamente conectada?***


Entrega Directa

La dirección IP tiene dos porciones, porción de red y porción de host.

El enrutamiento se realiza con la porción de red.

El transmisor extrae la porción de red de la dirección destino y la compara con la porción de red de su propia dirección, si ambas son iguales residen en la misma red y la entrega es directa.


Entrega Directa

porción de redporción de red

fuentefuente

destinodestino

10.24.171.8

10.24.171.9


Entrega Indirecta

El transmisor identifica que el destino NO está en su propia red física. Debe decidir a cuál router de su red entregar el paquete, atendiendo a su tabla de ruteo, para que este lo encamine.

El enrutador debe entonces encaminar el datagrama a su destino.


Entrega Indirecta Una vez que la trama llega al enrutador

extrae el datagrama encapsulado y el software IP selecciona el siguiente enrutador a lo largo del camino hacia el destino.

Los enrutadores en una red TCP/IP forman una estructura cooperativa por las que pasa el datagrama hasta llegar a uno que lo pueda entregar de forma directa.


Entrega indirecta

fuentefuente

destinodestino

R1 R2

10.123.56.8

10.134.89.5

121.64.34.56 121.64.45.89

76.89.68.125

76.88.97.120


Tablas de ruta


Tablas de Rutas

Para realizar sus funciones los routers mantienen tablas de enrutamiento.

Las tablas pueden ser estáticas o dinámicas:

- Las estáticas son introducidas por los administradores de las redes.

- Las dinámicas son aprendidas gracias a los protocolos de enrutamiento.


Tablas de Rutas

Las tablas se confeccionan utilizando como entradas las direcciones de RED y no de HOST.

Los hosts también requieren tablas de enrutamiento para decidir a qué enrutador entregan la trama en caso de entrega indirecta.


Tablas de Rutas

Es imposible que guarden información sobre cada host destino posible .

Las tablas de enrutamiento sólo contienen direcciones de red para decidir el salto siguiente.

El tamaño de las tablas depende del número de redes interconectadas y no del número de hosts.


Tablas de Rutas

Las tablas se mantienen reducidas al contener sólo direcciones de red.

El proceso de enrutamiento es más eficiente.

Los detalles de hosts específicos quedan confinados al ambiente local en que operan.


Tipos de rutas


Enrutamiento con salto al siguiente

Una tabla de enrutamiento contiene pares (N, R), donde N es la dirección IP de una red de destino y R la dirección IP del siguiente router hacia la red N.

El enrutador R es conocido como el siguiente salto (next hop).


Enrutamiento con salto al siguiente

Los enrutadores no conocen el camino completo hacia el destino.

Cada registro de la tabla de enrutador apunta hacia un enrutador que se puede alcanzar de forma directa.


Ejemplo

Red10.0.0.0

Red 20.0.0.0

Red 30.0.0.0

Red40.0.0.0

R3

R2

R1

10.0.0.5

20.0.0.5

20.0.0.6

30.0.0.6

30.0.0.7

40.0.0.7

Para alcanzar host en red: rutear a:Para alcanzar host en red: rutear a: 20.0.0.0 entrega directa

30.0.0.0 entrega directa10.0.0.0 20.0.0.540.0.0.0 30.0.0.7

TABLA DE ENRUTAMIENTO DE R2TABLA DE ENRUTAMIENTO DE R2


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

(Excepcionalmente y de manera estática se definen entradas para hosts).

Enrutamiento


Escoger rutas basado sólo en identificador de red determina:

Todo el tráfico destinado a una red toma el mismo camino aunque existan trayectorias alternativas.

Sólo el enrutador que entrega al destino final puede determinar si el host existe y si está en operación.

Deben encontrarse mecanismos para entrega a la fuente de mensajes de error en la entrega.


Escoger rutas basado sólo en identificador de red determina:

El enrutamiento del tráfico en sentidos contrarios se realiza de forma independiente, los datagramas de A a B pueden seguir caminos distintos a los de B a A.


Rutas asignadas por omisión

Para mantener reducidas las tablas de enrutamiento se emplea la técnica de “ocultar información”.

Una variante es asociar muchos registros a un enrutador asignado por omisión.

El software IP busca primero en la tabla de enrutamiento para encontrar la red de destino.



Si no aparece una ruta en la tabla las rutinas de enrutamiento envían el datagrama a un enrutador asignado por omisión.

El enrutador asignado por omisión es de gran ayuda cuando un sitio tiene pocas direcciones locales y sólo una conexión con el resto de la red de redes.


Las rutas asignadas por omisión trabajan bien en hosts que se conectan a una sola red física y alcanzan sólo un enrutador.

La decisión de enrutamiento del host consiste seleccionar una de dos alternativas : -entrega directa

- entrega al router asignado por omisión.

En el host



Tabla de ruteo del hostTabla de ruteo del host Red Enrutar a123.45.0.0 Entregar directamentecualquier otra 123.45.56.80

R

Único enrutador

123.45.56.78123.45.56.79

123.45.56.80

Redde redes


Rutas por host específico

El enrutamiento está basado fundamentalmente en direcciones de redes y no de hosts individuales.

No obstante, la mayor parte de las implementaciones de ruteo IP permite que se especifiquen rutas por hosts.

Esta variante permite mayor control sobre el uso de la red y hacer pruebas de depuración de tablas de enrutamiento.


Algoritmo de

enrutamiento


Pasos Extraer la dirección IP de destino del datagrama y

computar el prefijo de red N.

Si N corresponde a cualquier dirección de red directamente conectada efectuar entrega directa.

Si lo anterior no se cumple ver si la tabla contiene una ruta con host específico, enviar el datagrama al salto siguiente especificado.


Pasos Si lo anterior no se cumple ver si la tabla contiene

una ruta para la red N, enviar el datagrama al salto siguiente especificado en la tabla.

Si lo anterior no se cumple ver si la tabla contiene una ruta asignada por omisión, enviar el datagrama al enrutador asignado por omisión especificado en la tabla.

Si lo anterior no se cumple, declarar error de ruteo.


Enrutamiento IP

El enrutamiento IP no altera el datagrama original, sólo le disminuye el tiempo de vida y recalcula la suma de verificación.

Las direcciones fuente y destino del datagrama permanecen inalterables.


Enrutamiento IP

Una vez determinada la dirección IP del salto siguiente, se pasa esta dirección y el datagrama al software de interfaz de red.

El software transforma la dirección IP en dirección física y conforma la trama.


¿Por qué las tablas no almacenan directamente direcciones físicas?

La tabla de enrutamiento proporciona una interfaz muy transparente para el SW/IP.

Para depurar problemas de enrutamiento los administradores de red necesitan examinar las tablas de enrutamiento y las direcciones IP se lo facilitan.

El sentido del protocolo IP es construir una abstracción que oculte los detalles de las redes subyacentes.


Datagramas entrantes

El datagrama entrante a un host es entregado al SW/IP para su procesamiento.

Si la dirección IP de destino coincide con la IP del host o trae dirección de difusión, el datagrama es pasado al nivel superior correspondiente.

Si la dirección IP de destino no corresponde con la del host, éste descarta el datagrama.


Datagramas entrantes

Un host pudiera configurarse para que hiciera funciones de enrutamiento aunque no es una buena solución.

Los hosts no deben redireccionar los datagramas que por error le son remitidos.


Ruteo en TCP/IP

Algoritmos y Protocolos de Enrutamiento


Introducción

• Hasta el momento se ha asumido que los routers siempre tiene rutas correctas en sus tablas.

• Es el momento de conocer:

¿Qué valores debe contener una tabla de ruteo?

¿Cómo se obtienen dichos valores?


Protocolos de Ruteo• Determinan la forma en que son

construidas las tablas de ruteo que emplean los routers para sus funciones.

• Las tablas pueden ser :– Estáticas: Construidas manualmente por

el administrador.

– Dinámicas: Emplean algoritmos para su actualización que permiten detectar cambios en la red y condiciones de carga.


Tablas de Ruteo• Al incluir rutas por omisión en las tablas de un router lo

configuramos con información parcial relacionada con destinos posibles.

• Que la información sea parcial permite que las localidades tengan autonomía para hacer cambios locales de ruteo.

• La información parcial también introduce la posibilidad de inconsistencias con las que algunos destinos podrían volverse inaccesibles para algunas fuentes.


Ruteo de núcleo


Routers de núcleo• Los primeros routers en Internet podían dividirse en:

routers de núcleo routers de no-núcleo

• Los routers de núcleo, operados por el Internet Operations Center, unían redes locales al backbone de Internet, brindaban información para todas las rutas posibles.

• Los router no-núcleo realizaban ruteo en redes de carácter local y tenían rutas por omisión hacia los routers de núcleo.


Sistema de Ruteo de Núcleo

Backbone de Internet

Red local 1

R1

Red local n

Rn

Red local 2

R2

••••

Routers de

núcleo



Sistema denúcleo

L1

L5 L4

L6

Ln L2

L3

•••

Los routers no-núcleo como Li, señalaban una ruta por omisión que apuntaba al núcleo


Con el crecimiento de Internet el sistema de ruteo de núcleo se hizo impracticable:

La estructura se hacía compleja y la tarea de mantener consistencia entre los routers de núcleo era también compleja.

La arquitectura de núcleo no podía extenderse a gran escala.

No todas las localidades podían tener un router de núcleo conectado a ellas.



•Vector de distancia

Algoritmos de ruteo

•Estado de enlaces


Algoritmos de ruteo

• El crecimiento de Internet reclamó el establecimiento de métodos automatizados para la construcción de las tablas de ruteo.

• Se desarrollaron algoritmos de ruteo con estos fines, entre ellos: Algoritmo por Vector Distancia (Bellman-Ford) Algoritmo por Estado de Enlaces (LSR)


Vector de Distancia (VdD)

• Cada nodo posee un identificador distinto.

• Cada nodo conoce la distancia para alcanzar a sus vecinos.

• Como distancia puede ser empleada: la cantidad de saltos, la demora en milisegundos, el número total de paquetes en cola en la trayectoria, o algún parámetro similar.



• Cada router mantiene una tabla de ruteo indexada que contiene una entrada para cada red destino en la red.

• Cada entrada contiene la línea preferida para alcanzar un destino (vector) y la distancia.

• Al inicio, la tabla de ruta de un nodo contiene solamente las redes conectadas directamente, es decir, distancia 0.



• Cada nodo transmite su VdD hacia sus vecinos (periódicamente o cuando haya cambios).

• Cada nodo guarda el VdD más reciente recibido de cada vecino.

• Cada nodo recalcula su propio VdD en función de lo que le informan sus vecinos. Lo realiza cuando:– recibe un VdD de un vecino distinto del que él tiene

almacenado.– se “cae” un enlace o cambia de distancia.


R2R2

R3R3


R1R1

Red 2Red 1

Destino Distancia Siguiente

Red 1 0 DirectaRed 2 0 DirectaRed 3 0 Directa

Red 3

Para Router 1

Conocer la dirección IP de cada interfaz y la máscara de red permite conocer información inicial.



Cada router tiene que enviar una copia de su tabla de ruteo completa a los demás routers, a intervalos regulares.

En el ejemplo siguiente, para simplificar la explicación, se considera como destino, en lugar de las redes directamente conectadas, los routers que las comunican.


Ejemplo: 1er paso

1 2 0 2 3 4 5

VdD2dest dist sig

11

22

44

33

2

4 1

7

2

255

1 2 3 4 5

VdD5dest dist sig

1 2 3 4 5

VdD1dest dist sig

1 2 3 4 5

VdD4dest dist sig

dest1 2 3 3 4 5

VdD3dist sig


destVdD3dist sig

1 7 12 3 3 4 5

Ejemplo: 2o paso

11

22

44

33

2

4 1

7

2

255

1 2 2 23 7 34 5

VdD1dest dist sig

1 2 1 2 3 4 5 2 5

VdD4dest dist sig

1 2 4 23 4 2 45

VdD5dest dist sig

1 2 0 2 3 4 5

VdD2dest dist sig


Ejemplo: 3er paso

11

22

44

33

2

4 1

7

2

55

1 2 2 23 7 34 3 25

VdD1dest dist sig

VdD4 dest dist sig

1 2 1 2 3 4 5 2 5

2dest

VdD5dist sig

1 2 3 43 4 2 45

1 7 12 4 3 3 4 5

destVdD3dist sig

VdD2dest dist sig

1 2 0 2 3 4 5


Ejemplo: 4o paso

11

22

44

33

2

4 1

7

2

255

1 2 2 23 5 24 3 25 5

VdD1dest dist sig

VdD2dest dist sig

1 2 0 2 3 4 5

1 5 42 4 3 3 4 5

destVdD3dist sig

destVdD4

dist sig1 2 1 2 3 4 5 2 5

destVdD5dist sig

1 2 3 43 4 2 45


Ejemplo: 5o paso

11

22

44

33

2

4 1

7

2

255dest

VdD5dist sig

1 2 3 43 4 2 45

destVdD4

dist sig1 2 1 2 3 4 5 2 5

1 5 42 4 3 3 4 5

destVdD3dist sig

1 2 2 23 5 24 3 25 5

VdD1dest dist sig

VdD2dest dist sig

1 2 0 2 3 4 5


Vector de Distancia Ventajas:

• Muy sencillo• Muy robusto• Tablas pequeñas (sólo topología local)

Desventajas:• Convergencia lenta.• Pueden aparecer bucles (existen mecanismos

correctores).• Crecimiento difícil por el gran volumen de

información a transmitir (las tablas de ruteo de cada router).


Vector de Distancia

• Protocolos:–RIP (Routing Internet Protocol)

–GGP (Gateway to Gateway Protocol)


•Vector de distancia

Algoritmos de ruteo

•Estado de enlaces


Algoritmo Estado de enlaces

• Conocidos por Shortest Path First.

• Cada nodo construye un paquete denominado Link State Packet (LSP) que contiene la lista de sus vecinos y el costo de alcanzarlos.

• Los LSP de cada nodo se distribuyen mediante un mecanismo de difusión, al resto de nodos de la red.


Algoritmo Estado de enlaces

• No se especifican rutas sino, estados de los enlaces.

• Cada nodo recibe los LSP del resto de nodos y con ellos construye un mapa global de la topología de la red.

• Sobre el mapa global de la red se calculan las mejores rutas mediante el algoritmo de Dijkstra o cualquier otro.


Estado de enlaces

Ejemplo:

A

B/6D/2

B

A/6C/2E/1

C

B/2 F/2 G/5

D

A/2E/2

E

B/1D/2 F/4

F

C/2E/4 G/1

GC/5 F/1

AA

DD

GG

6

22

BB CC

EE FF

1

2

4 1

2

5

Base de Datos


Algoritmo Dijkstra: 1er paso

FF

CC

BB

GG

(0)

(2)

(5)

(2) 1. Partiendo de C.

Examine LSP de C.

1. Partiendo de C.

Examine LSP de C.

C

B/2 F/2 G/5


GG

Algoritmo Dijkstra: 2o paso

CC

BB

(0)

(2)

(5)

(2)

2. Incluir F.

Examine LSP de F.

Se encuentra mejor

ruta para G.

2. Incluir F.

Examine LSP de F.

Se encuentra mejor

ruta para G.GG

EE

(3)

(6)

F

C/2E/4 G/1

FF


Algoritmo Dijkstra: 3er paso

FF

CC

BB

(0)

(2)(2)

3. Incluir B.

Examine LSP de B.

Se encuentra mejor

ruta para E

3. Incluir B.

Examine LSP de B.

Se encuentra mejor

ruta para EGG

(3)

EE

(6)

AA

(8)

EE

(3)B

A/6C/2E/1



4. Incluir E.

Examine LSP de E.

4. Incluir E.

Examine LSP de E.

FF

CC

BB

AA

(0)

(2)

(8)

(2)

GG

(3)

DD (5)

EE

(3) E

B/1D/2 F/4



5. Incluir G.

Examine LSP de G.

5. Incluir G.

Examine LSP de G.

FF

CC

BB

AA

(0)

(2)

(8)

(2)

GG

(3)

DD (5)

EE

(3) GC/5 F/1



6. Incluir D.

Examine LSP de D.

Se encuentra

mejor ruta para A

6. Incluir D.

Examine LSP de D.

Se encuentra

mejor ruta para A

FF

CC

BB

AA

(0)

(2)

(8)

(2)

GG

(3)

(5)

EE (3)

AA

(7)

D

A/2E/2

DD



FF

CC

BB

EE

DD

AA

GG

(0)

(2)

(3)

(5)

(7)

(3)

(2)

7. Incluir A.

Examine LSP de A.

No hay nuevos nodos.

FIN

7. Incluir A.

Examine LSP de A.

No hay nuevos nodos.

FIN

AA

DD

GG

6

22

BB CC

EE FF

1

2

4 1

2

5


Algoritmo de Distribución

• Es la parte más crítica del algoritmo de encaminamiento basado en estado de enlaces.

• Cada LSP se envía al resto mediante un algoritmo de inundación:–Un nodo reenvía cada LSP recibido a través de

todas sus interfaces salvo por la que lo recibió.


Algoritmo de Distribución

Para evitar duplicados:• Se guarda una copia del último LSP recibido de

cada nodo. Si se recibe uno idéntico al almacenado, no se reenvía.

• Cada LSP lleva un número de secuencia para saber su orden.

• Cada LSP lleva un campo de “tiempo de vida”, que indica el tiempo que lleva en la red.


Estado de Enlaces

Ventajas:• Convergencia rápida, pues los cálculos son

locales.

• Crecimiento fácil, pues la información que se intercambia no es la tabla de ruteo completa, sino la del estado de las conexiones directas de cada router.

• Consume menos recursos de red.


Desventajas:• La difusión del estado de los enlaces puede ser

complicada.

• Cada nodo debe conocer la topología completa de la red (tablas grandes).

Estado de Enlaces


Sistemas Autónomos


Sistemas Autónomos

• Hasta el momento se ha considerado solamente la mecánica del ruteo y no los aspectos administrativos.

• En general las redes y routers se encuentran bajo una autoridad administrativa responsable de garantizar que las rutas internas se mantengan consistentes.


• Un grupo de redes y routers controlados

por una sola autoridad administrativa para

propósitos de ruteo se le conoce como

Sistema Autónomo (SA).

• Número del Sistema Autónomo (AS

number): Constituye un número de 16 bits

único que es asignado por el Internic y que

identifica al SA.

Sistemas Autónomos


Sistemas Autónomos

Para que las redes de un sistema autónomo sean accesibles a Internet cada SA debe garantizar la difusión de su información de accesibilidad hacia los routers de núcleo.


Sistema Autónomo 1

Sistema Autónomo 2

Sistema Autónomo n

R1 R2 Rn•••


Sistemas Autónomos• Un SA tiene libertad para seleccionar una

arquitectura de ruteo interna.

• Debe reunir información de todas sus redes y designar uno o más routers para transferir información de accesibilidad hacia otros sistemas autónomos.

• Todos los SA deben transferir información de accesibilidad hacia los routers de núcleo de Internet.


Routers vecinos• Vecinos interiores : Dos routers pertenecientes al mismo SA

que intercambian información de ruteo.

• Vecinos Exteriores: Dos routers pertenecientes a diferentes SA que intercambian información de ruteo.

• Protocolo Exterior de Gateway, EGP: Protocolo usado por vecinos exteriores para difundir información de accesibilidad entre sistemas autónomos.

• Protocolo Interior de Gateway, IGP: Protocolo usado por los vecinos interiores para intercambiar información de accesibilidad.


Protocolo de ruteo Externo EGP

EGPSistema Autónomo 1 Sistema

Autónomo 2R1 R2


Protocolos de ruteo Interno

• Hello Protocol.

• RIP (1 y 2) Routing Information

Protocol.

• OSPF (versión 2) Open Shortest Path

First.


Sistemas Autónomos




• Un grupo de redes y routers controlados por

una sola autoridad administrativa para

propósitos de ruteo se le conoce como Sistema

Autónomo (SA).

• Número del Sistema Autónomo (AS number):

Constituye un número de 16 bits único que es

asignado por el Internic y que identifica al SA.

Sistemas Autónomos


Sistemas Autónomos



Sistema Autónomo 1

Sistema Autónomo 2

Sistema Autónomo n

R1 R2 Rn•••















Autónomo 2R1 R2



• Hello Protocol.


Protocol.


First.


Protocolos del nivel de transporte

UDP


Introducción• En el protocolo IP una dirección destino identifica

un host, sin hacer distinción del usuario o programa de aplicación en particular.

• Los protocolos de nivel de transporte agregan un mecanismo que distingue entre muchos destinos (procesos) posibles dentro de un mismo host.

• Permiten que varios programas de aplicación en una misma computadora envíen y reciban datagramas de forma independiente.


Identificación del destino final

• Los sistemas operativos de la mayor parte de las computadoras son multitarea.

• Especificar un proceso dentro de una computadora, como destino final, puede resultar confuso.

• Los procesos se crean y destruyen de forma dinámica, por lo que los transmisores no pueden identificarlos.



• Se definen puertos de protocolos como los puntos abstractos de destino.

• Cada puerto de protocolo se identifica por un número entero y positivo.

• El sistema operativo local brinda una interfaz entre los procesos y los puertos.



• Los puertos tienen memoria intermedia para los datos que llegan antes de que el proceso pueda recibirlos.

• Para comunicarse con un proceso externo un transmisor debe saber tanto la dirección IP de la máquina como el puerto destino de la misma.


• Para lograr la colocación en memoria intermedia, el software de protocolo, coloca los paquetes que llegan en una cola de espera (finita) hasta que un proceso los extraiga.

• Cada mensaje debe llevar puerto destino y puerto origen de la máquina fuente para permitir direccionar las respuestas.



User Datagram Protocol


UDP• UDP proporciona puertos de protocolo para distinguir entre

muchos programas de una misma máquina.

• Cada mensaje UDP contiene puerto de destino y puerto origen.

• UDP puede entregar el mensaje al proceso receptor correcto y éste puede enviar respuesta.

• Emplea los servicios de IP pero agrega la capacidad de distinguir entre varios destinos dentro de la misma máquina.


UDP• UDP brinda un servicio de entrega

- sin conexión

- no confiable

• No emplea acuses de recibo, no ordena los mensajes entrantes, ni proporciona retroalimentación para controlar la velocidad a la que fluye la información.

• El programa de aplicación que utiliza a UDP acepta la responsabilidad de la confiabilidad, pérdida, duplicación o retraso de los mensajes.


Formato


Datagrama UDP

Aplicación

UDP

IP

Interfazde red

CabeceraUDP Datos UDP

CabeceraIP

Datos IP

cabeceratrama Datos de la Trama


Formato de mensajes UDP

• Los mensajes son denominados datagramas de usuarios.

• Compuestos por cabecera y área de datos UDP.

0 16 31

Puerto UDP de origen Puerto UDP de destino

Longitud mensaje UDP Suma verificación UDP

Datos

• • • •

Cabecera

Datos


• Puerto destino y origen (opcional): números de puerto utilizados para el demultiplexado de datagramas entre procesos.

• Longitud: posee un conteo de octetos del datagrama UDP contando el encabezado y datos de usuario. Minímo 8 octectos (encabezado).

Formato de mensajes UDP0 16 31



Datos

• • • •


• Suma de Verificación: opcional y trata de garantizar que los datos lleguen intactos.

No se emplea en aplicaciones donde los errores de un bit no son trascendentales. Ej. audio.


0 16 31



Datos

• • • •


Pseudo-encabezado UDP

• La suma de verificación abarca más información que la contenida en el datagrama UDP. Para su cómputo se añade un pseudo-encabezado .

• El pseudo-encabezado no se transmite.0 8 16 31

Dirección IP de origen

Dirección IP de destino

ceros Protocolo Longitud UDP

Longitud UDP: Longitud datagrama UDP sin pseudo-encabezadoProtocolo: Contiene el código del tipo de protocolo, 17 para UDP



• El objetivo del pseudo-encabezado es comprobar que el datagrama UDP llegó a destino correcto.

• Para su construcción, el protocolo UDP de la máquina fuente debe recibir de su capa IP la dirección IP fuente.



• Para la comprobación de la suma de verificación el protocolo UDP del destino debe recibir de la capa IP los datos contenidos en encabezado del datagrama IP.

• Incluyendo las direcciones IP destino se garantiza, una vez comprobada la suma de verificación, que el datagrama llegó a la computadora que estaba dirigido.


Puertos UDP


Puertos UDP• El puerto UDP puede pensarse como una cola.• Cuando una aplicación negocia con el sistema

operativo el uso de un puerto, el SO crea un buffer en la memoria intermedia y una cola de espera interna que almacena los mensajes que llegan.

Puerto 1 Puerto 2 Puerto 3

UDP: Demultiplexado basadoen el puerto

Capa IP

Llega el datagrama UDP


• Cuando UDP recibe un datagrama verifica si el número de puerto de destino corresponde a uno de los puertos que están en uso.

• Si no existe ese número de puerto envía mensaje de error ICMP de puerto inaccesible y descarta el datagrama.

• Si encuentra el número, UDP pone en cola de espera en el puerto el nuevo datagrama, hasta que la aplicación lo pueda accesar.

Puertos UDP


Números de puertos reservados y disponibles

¿Cómo asignar los números de puertos? Se aplican dos formas.

Una autoridad central (IANA) asigna números de puertos y los publica ==> Asignaciones de puertos bien conocidos. Del 1 al 1023.

Asignación dinámica ==> cuando una aplicación necesita un puerto el SO le asigna uno libre.

Puertos registrados: 1024 a 49151


Resumen UDP• Protocolo que brinda servicios de transporte.

• Permite la comunicación simultánea de varias aplicaciones dentro de una misma máquina.

• Emplea los puertos para multiplexar y demultiplexar los mensajes.

• Es un protocolo sin conexión, no confiable y deja a los programa de aplicación la solución de estos problemas.


Resumen UDP

• Muchas aplicaciones cliente – servidor, que realizan una solicitud y una respuesta, usan UDP por su simplicidad y agilidad.

• Aunque independiente de la capa IP, requiere interactuar estrechamente con ella tanto para la elaboración del datagrama UDP como para la verificación de uno entrante.


Sistemas Autónomos




• Un grupo de redes y routers controlados por

una sola autoridad administrativa para

propósitos de ruteo se le conoce como Sistema

Autónomo (SA).

• Número del Sistema Autónomo (AS number):

Constituye un número de 16 bits único que es

asignado por el Internic y que identifica al SA.

Sistemas Autónomos


Sistemas Autónomos



Sistema Autónomo 1

Sistema Autónomo 2

Sistema Autónomo n

R1 R2 Rn•••















Autónomo 2R1 R2



• Hello Protocol.


Protocol.


First.


Protocolos del nivel de transporte

UDP


Introducción• En el protocolo IP una dirección destino identifica un host,

sin hacer distinción del usuario o programa de aplicación en particular.

• Los protocolos de nivel de transporte agregan un mecanismo que distingue entre muchos destinos (procesos) posibles dentro de un mismo host.

• Permiten que varios programas de aplicación en una misma computadora envíen y reciban datagramas de forma independiente.



• Los sistemas operativos de la mayor parte de las computadoras son multitarea.

• Especificar un proceso dentro de una computadora, como destino final, puede resultar confuso.

• Los procesos se crean y destruyen de forma dinámica, por lo que los transmisores no pueden identificarlos.



• Se definen puertos de protocolos como los puntos abstractos de destino.

• Cada puerto de protocolo se identifica por un número entero y positivo.

• El sistema operativo local brinda una interfaz entre los procesos y los puertos.



• Los puertos tienen memoria intermedia para los datos que llegan antes de que el proceso pueda recibirlos.

• Para comunicarse con un proceso externo un transmisor debe saber tanto la dirección IP de la máquina como el puerto destino de la misma.


• Para lograr la colocación en memoria intermedia, el software de protocolo, coloca los paquetes que llegan en una cola de espera (finita) hasta que un proceso los extraiga.

• Cada mensaje debe llevar puerto destino y puerto origen de la máquina fuente para permitir direccionar las respuestas.



User Datagram Protocol


UDP• UDP proporciona puertos de protocolo para distinguir entre

muchos programas de una misma máquina.

• Cada mensaje UDP contiene puerto de destino y puerto origen.

• UDP puede entregar el mensaje al proceso receptor correcto y éste puede enviar respuesta.

• Emplea los servicios de IP pero agrega la capacidad de distinguir entre varios destinos dentro de la misma máquina.


UDP• UDP brinda un servicio de entrega

- sin conexión

- no confiable

• No emplea acuses de recibo, no ordena los mensajes entrantes, ni proporciona retroalimentación para controlar la velocidad a la que fluye la información.

• El programa de aplicación que utiliza a UDP acepta la responsabilidad de la confiabilidad, pérdida, duplicación o retraso de los mensajes.


Formato


Datagrama UDP

Aplicación

UDP

IP

Interfazde red

CabeceraUDP Datos UDP

CabeceraIP

Datos IP

cabeceratrama Datos de la Trama



• Los mensajes son denominados datagramas de usuarios.

• Compuestos por cabecera y área de datos UDP.

0 16 31



Datos

• • • •

Cabecera

Datos


• Puerto destino y origen (opcional): números de puerto utilizados para el demultiplexado de datagramas entre procesos.

• Longitud: posee un conteo de octetos del datagrama UDP contando el encabezado y datos de usuario. Minímo 8 octectos (encabezado).

Formato de mensajes UDP0 16 31



Datos

• • • •


• Suma de Verificación: opcional y trata de garantizar que los datos lleguen intactos.

No se emplea en aplicaciones donde los errores de un bit no son trascendentales. Ej. audio.


0 16 31



Datos

• • • •



• La suma de verificación abarca más información que la contenida en el datagrama UDP. Para su cómputo se añade un pseudo-encabezado .

• El pseudo-encabezado no se transmite.0 8 16 31

Dirección IP de origen

Dirección IP de destino

ceros Protocolo Longitud UDP

Longitud UDP: Longitud datagrama UDP sin pseudo-encabezadoProtocolo: Contiene el código del tipo de protocolo, 17 para UDP



• El objetivo del pseudo-encabezado es comprobar que el datagrama UDP llegó a destino correcto.

• Para su construcción, el protocolo UDP de la máquina fuente debe recibir de su capa IP la dirección IP fuente.



• Para la comprobación de la suma de verificación el protocolo UDP del destino debe recibir de la capa IP los datos contenidos en encabezado del datagrama IP.

• Incluyendo las direcciones IP destino se garantiza, una vez comprobada la suma de verificación, que el datagrama llegó a la computadora que estaba dirigido.


TCP

Protocolo de Control Protocolo de Control de Transmisiónde Transmisión


Introducción

• Constituye el segundo servicio más conocido y empleado de la familia TCP/IP.

• Es un protocolo del nivel de transporte.

• Brinda una entrega de flujo confiable.

• Ofrece servicio orientado a conexión.


Servicio de entrega confiable

• Orientación de flujo: El servicio de TCP pasa al proceso destino la misma secuencia de octetos que le pasa el proceso fuente.

• Conexión de Circuito virtual: Antes de la transferencia de datos se establece una conexión entre los niveles de transporte y entre los procesos que se comunican.


• Transferencia con memoria intermedia: El S/W del protocolo puede dividir el flujo en paquetes, independientemente de las piezas que transfiera el programa de aplicación.

• Flujo no estructurado: El servicio de flujo de TCP no está obligado a formar flujos estructurados de datos (no entiende contenido de datos).



• Conexión Full Duplex: Las conexiones de TCP permiten la transferencia concurrente en ambas direcciones. Junto a los datos en un sentido viajan las confirmaciones de la comunicación del sentido contrario.



TCP en la estructura de capas

• TCP proporciona un servicio de flujo confiable, mientras que el UDP proporciona un servicio de entrega de datagramas no confiable.

• Los programas de aplicación emplean uno de ellos según sus requerimientos.

Aplicación

TCP UDP

IP

Interfaz de Red


¿Qué brinda TCP?

• TCP especifica el formato de datos y los acuses de recibo para lograr una transferencia confiable.

• Establece los procedimientos de la computadoras para asegurarse que los datos lleguen correctos.

• Distingue el camino correcto entre muchos destinos en una misma máquina.

• Resuelve errores de pérdida y duplicación de paquetes.

• Brinda procedimientos para el establecimiento y liberación de conexiones.


Problemas a resolver por TCP

• El bloque transmitido puede ser fragmentado durante la transmisión.

• Los datagramas que portan los bloques pueden tomar rutas diferentes y llegar al destino desordenados.

• Pueden sufrir demoras en el trayecto y ser necesarias las retransmisiones, por lo que pudieran llegar duplicados.

• Pueden encontrar congestión en la red, demorarse y contribuir a la recuperación de la congestión.


Flujo confiable• Emplea la técnica de acuse de recibo con

retransmisión.

• El receptor se comunica con el origen y le envía un mensaje de acuse de recibo conforme recibe los datos.

• El transmisor guarda un registro de cada paquete que envía y espera un acuse de recibo antes de enviar el siguiente paquete.


Flujo confiable

• El transmisor arranca un temporizador cuando envía un paquete y lo retransmite si dicho temporizador expira antes de que llegue el acuse de recibo.

• Para evitar la confusión causada por acuses de recibo retrasados o duplicados, los protocolos envían los números de secuencia dentro de los acuses.


Flujo confiable


Conexiones y puntos extremos

• TCP identifica los puntos extremos de una comunicación a través del concepto de conexión.

• Una conexión queda definida por un par de puntos extremos.

• Cada punto extremo queda definido por un par de números enteros (host, puerto) (socket).

Ejemplo: Punto extremo (128.65.8.68, 25)


• La abstracción de conexión permite que varias conexiones compartan un punto extremo.

• Varias conexiones en la misma máquina pueden compartir un número de puerto común.

• TCP asocia los mensajes entrantes a conexiones y no a puertos de protocolo.

Ejemplo: (128.9.0.32, 1184) y (128.10.2.3, 53)

(128.254.13.45, 10) y (128.10.2.3, 53)

Conexiones y puntos extremos


Aperturas pasivas y activas

• Apertura activa: realizada por la aplicación que solicita a su sistema operativo el establecimiento de una conexión.

• Apertura pasiva: realizada por la aplicación que contacta a su sistema operativo para aceptar una conexión entrante.


Números de puerto de TCP

• TCP combina asignación estática y dinámica de puertos.

• Asignación estática de puertos bien conocidos para servicios llamados con frecuencia, tales como correo electrónico (puerto 25).

• Asignación de puerto dinámica, conforme las aplicaciones lo necesiten para otros servicios menos empleados.


Ventana

deslizante


Segmentos

• Con el flujo de datos que recibe TCP del programa de aplicación forma segmentos para su transmisión.

• Cada segmento viaja dentro de un datagrama IP.

• Los segmentos se transmiten empleando un algoritmo de ventana deslizante para ejercer una transmisión eficiente y el control de flujo.


Ventana deslizante

• Este mecanismo opera a nivel de octeto.

• Hace posible enviar varios segmentos antes de recibir un acuse de recibo.

• Controla el flujo extremo-extremo.

• El receptor limita la transmisión hasta conseguir suficiente espacio en la memoria intermedia.


Ventana deslizante

• En cada extremo se manejan dos ventanas asociadas a cada conexión: una para el flujo que se envía y otra para el que se recibe.

• Los octetos de flujo se numeran de forma secuencial y el transmisor guarda tres apuntadores asociados a cada conexión.


Procedimiento de ventana deslizante

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

ventana activa

a

a) Indica hasta que octetos han sido confirmados.

b

b) Indica hasta que octetos han sido transmitidos.

c

c) Indica hasta dónde se puede transmitir sin recibir nuevas confirmaciones.

numeración de octetos

La llegada de una nueva confirmación desplaza la ventana a)hasta el último octeto confirmado , c) hasta el nuevo octeto posible a transmitir sin nuevas confirmaciones .


Tamaño de ventana variable

• La ventana deslizante es de tamaño variable.

• Cada acuse de recibo contiene cuántos octetos adicionales de datos está preparado el receptor para aceptar, en función del espacio de buffer disponible.

• Si la memoria intermedia del receptor se llena, éste anuncia una ventana más pequeña o incluso de tamaño cero.


Tamaño de ventana variable

• TCP, con la ventana deslizante de tamaño variable, brinda control de flujo extremo-extremo pero no controla la congestión en puntos intermedios de la red.


Gestión de ventana en TCP

emisor receptorbuffer

2KACK = 2048, W=2048

2K, seq = 2048

fullACK = 4096, W=0 aplicación lee

2K 2K

0 4K2K, seq = 0

aplicación escribe 2K

aplicación escribe 2K

ACK = 4096, W=2048envío

bloqueado


Formato

TCP


Formato de segmento TCP

PUERTO FUENTE PUERTO DESTINO

NÚMERO DE SECUENCIA

NÚMERO DE ACUSE DE RECIBO

HLEN RESERVADO CODE BITS VENTANA

SUMA DE VERIFICACION PUNTERO DE URGENCIA

OPCIONES (SI LAS HAY) RELLENO

DATOS

• • • •

0 4 10 16 24 31





• • • •

0 4 10 16 24 31

Número de secuencia: Número de orden del octeto que se envía, no se inicia por cero para evitar ambigüedades, se toma un número a partir de un contador interno.

Número de acuse de recibo: Número de orden del octeto que se espera, lo que equivale a confirmar todos los anteriores (acumulativo).

Formato de segmento TCP


Formato de segmento TCP PUERTO FUENTE PUERTO DESTINO






DATOS

• • • •

0 4 10 16 24 31

Hlen: Longitud del encabezado en múltiplos de 32 bits.

Ventana: Anuncia su disponibilidad de memoria intermedia para recibir nuevos segmentos.

Suma de Verificación: Igual que UDP pero de carácter obligatorio.


Formato de segmento TCP0 4 10 16 24 31

• • • •





6 bits del campo de Código

URG Modo urgente.ACK Campo de acuse de recibo válido.PSH Solicitud de push (envío) para el segmento.RST Aborta conexión. Respuesta a segmentos mal dirigidos.SYN Sincronizar números de secuencia.FIN Fin del flujo de octetos.


Formato de segmento Formato de segmento TCPTCP







DATOS

• • • •

0 4 10 16 24 31

Puntero de urgencia: Indica el valor a sumar al número de secuencia para encontrar el último byte de datos urgentes.


Tamaño máximo de los segmentos

• TCP utiliza el campo de OPCION para negociar con el otro extremo el tamaño máximo de segmento (MSS).

• Para extremos en una misma red local la solución es simple, alcanzar el MTU de la red.

• Para extremos en redes diferentes pueden intentar descubrir la MTU mínima en el camino o escoger un tamaño por defecto.


Tamaño máximo de los segmentos

• El tamaño óptimo de segmento es el que hace que los segmentos sean tan grandes como sea posible sin requerir fragmentación del datagrama.


Retransmisiones y

congestionamiento


Tiempo límite y Retransmisión

• Cada vez que se envía un segmento TCP el emisor arranca un temporizador con un tiempo límite de espera del acuse de recibo.

• Si expira el temporizador sin la llegada del acuse, el transmisor estima que el segmento se ha perdido y lo retransmite.

• El tiempo necesario para que un segmento viaje al destino y regrese el acuse es variable, dependiendo de múltiples factores.


Tiempo límite y Retransmisión

• TCP calcula para cada segmento el tiempo de viaje redondo. (Llegada del Acuse -Envío).

• TCP maneja tiempos límites variables con el empleo de un algoritmo adaptable.

• Ajustar los tiempos límites usando los tiempos de viajes redondos de los paquetes retransmitidos conduce con frecuencia a errores.


Respuesta al congestionamiento

• Aunque el intercambio de información de TCP es sólo entre los extremos, éste también debe reaccionar ante el congestionamiento de la red.

• Un congestionamiento aumenta los retrasos y, en el peor de los casos, se pierden datagramas por descarte de los routers.

• Las retransmisiones empeoran la congestión.


Respuesta al congestionamiento

• TCP evita el colapso reduciendo la velocidad de transmisión.

• Para el control de congestión TCP emplea dos técnicas: la disminución multiplicativa y el arranque lento.

• Objetivo: Reducción rápida del tráfico ante congestión.


División multiplicativa

• Ventana de congestionamiento .

Ventana permitida = min( Aviso de ventana, ventana de congestionamiento).

• Cuando se pierde un segmento reducir a la mitad la ventana de congestionamiento.

• Para los segmentos que están dentro de la ventana permitida aplicar algoritmos de ajuste de tiempo límite de retransmisión.


Arranque lento

• Arranque lento: al arrancar tras una congestión activar la ventana con el tamaño de un segmento y aumentar un segmento cada vez que llegue un acuse de recibo.

• Estas técnicas, y otras, permiten un buen desempeño de TCP sin agregar ningún trabajo computacional significativo al protocolo.


Conexión

TCP


Establecimiento de una conexión TCP

tiempo

SYN (SEQ = x)

SYN (SEQ = y, ACK = x+1)

SYN (SEQ = x+1, ACK = y+1)

host 1 host 2


Ventana tonta


Síndrome de ventana tonta

• Consideremos transmisor y receptor operando a velocidades diferentes.

• El receptor asigna un buffer de K octetos y notifica a transmisor tamaño de ventana K.

• El transmisor rápido llena buffer de recepción y el receptor anuncia tamaño de ventana cero con lo que se detiene la transmisión.



• Cuando la aplicación del receptor lee un octeto queda ese espacio disponible y el receptor anuncia 1 octeto de ventana, el transmisor entonces envía segmento de 1 octeto!!!!!!.

• Resultado: Gran ineficiencia pues para un octeto de datos se emplean muchos de cabecera.



buffer receptor lleno

libre 1 octeto

aplicación lee un octeto

aviso de ventana 1 octetoencab.

encab. llega un nuevo octeto

buffer receptor lleno


Procedimiento del receptor para evitar síndrome de

ventana tonta

Luego de anunciar una ventana igual a cero y antes de enviar el anuncio de una ventana actualizada, esperar hasta tener un espacio disponible equivalente por lo menos al 50% del tamaño total de la memoria intermedia o igual al segmento de tamaño máximo.


Procedimiento del emisor para evitar síndrome de

ventana tonta• El emisor TCP debe retardar el envío de

un segmento hasta que pueda acumular una cantidad razonable de datos para evitar envío de segmentos pequeños.

• TCP utiliza la llegada de un acuse para disparar la transmisión de paquetes adicionales.


Resumen TCP

• TCP define un servicio de entrega de flujo confiable.

• Proporciona conexión full duplex entre dos aplicaciones.

• El segmento es la unidad básica de transferencia.


Resumen TCP

• Ejecuta control de flujo entre los extremos empleando la ventana deslizante con tamaño de ventana variable.

• TCP establece que el receptor anuncie el tamaño de ventana disponible.

• Contempla algoritmos para control de congestión y para prevenir el uso de segmentos pequeños.


ICMP (Protocolo de mensajes de control de

Internet)


Introducción

ICMP es de características similares a UDP, pero con un formato mucho más simple, y su utilidad no está en el transporte de datos de usuario, sino en controlar si un paquete no puede alcanzar su destino, si el encabezamiento lleva un valor no permitido, si es un paquete de eco o respuesta, etc.

Es decir, se usa para manejar mensajes de error y de control necesarios para los sistemas de la red, informando con ellos a la fuente original para que evite o corrija el problema detectado.


Introducción

Si un router detecta congestionamiento o no puede entregar un datagrama. Se necesita informar a la fuente origen para que evite o corrija el error

Se analizará un mecanismo que utilizan los routers y los anfitriones de red de redes para comunicar la información de control de errores.

DATAGRAMA

Fuente Origen Destino FinalR1 R2 R3 Rn


Introducción

Los mensajes viajan a través de la red de redes en la porción de datos del datagrama IP.

El destino final de un mensaje ICMP no es un programa de aplicación ni un usuario en la maquina destino, si no el software de protocolo Internet en dicha maquina.

Proporciona comunicación entre el software del protocolo Internet en una maquina y el mismo software en otra.


Introducción

La mayor ventaja es que proporciona un solo mecanismo que se utiliza para todos los mensajes de información y control.

Anfitrión

ICMP

COMUNICARSE

COMUNICARSE

Anfitrión

R1 R2 R3 Rn


Reportes de error contra correcciones de error

Por tanto la fuente relaciona el error con un programa de aplicación individual o debe tomar alguna otra acción para corregir el problema,

DATAGRAMA

Fuente Origen

Destino FinalR1 R2 R3 Rn

ERROR

ICMP

Condición de Error

REPORTAR


Reportes de error contra correcciones de error

DESVENTAJA: ICMP reporta problemas a la fuente origen y no se puede utilizar para informar los problemas a los routers intermedios

R2 Rk R5R4ERROR

Sigue TRX Sigue TRXNo puede

utilizar ICMP

Reportar Error

Fuente Origen

Reportar Error

ICMP

DATAGRAMA

R1 Rn


¿Por qué restringir el ICMP para comunicarse solo con la fuente

origen?

Un datagrama solo contiene campos que especifican la fuente origen y la fuente destino.

Si el router detecta un problema, no sabe que maquina intermedia procesa el datagrama, así que no puede informarles del problema, en vez de descartar el datagrama el router utiliza el ICMP para informar a la fuente original que ocurrió un problema, se localiza y se corrige.


¿Por qué restringir el ICMP para comunicarse solo con la fuente

origen?

Un datagrama solo contiene campos que especifican la fuente origen y la fuente destino.

Si el router detecta un problema, no sabe que maquina intermedia procesa el datagrama, así que no puede informarles del problema, en vez de descartar el datagrama el router utiliza el ICMP para informar a la fuente original que ocurrió un problema, se localiza y se corrige.


Características ICMP usa IP como si ICMP fuera un protocolo del nivel superior (es decir, los mensajes ICMP se encapsulan en datagramas IP). Sin embargo, ICMP es parte integral de IP y debe ser implementado por todo módulo IP.

ICMP se usa para informar de algunos errores, no para hacer IP fiable. La fiabilidad debe ser implementada por los protocolos de nivel superior que usan IP.

ICMP puede informar de errores en cualquier datagrama IP con la excepción de mensajes IP, para evitar repeticiones infinitas.

Los mensajes ICMP nunca se envían en respuesta a datagramas con una dirección IP de destino que sea de broadcast o de multicast.


Características Los mensajes ICMP nunca se envían en respuesta a un datagrama que no tenga una dirección IP de origen que represente a un único host. Es decir, la dirección de origen no puede ser cero, una dirección de loopback, de broadcast o de multicast.

Los mensajes ICMP nunca se envían en respuesta a mensajes ICMP de error. Pueden enviarse en respuesta a mensajes ICMP de consulta (los tipos de mensaje ICMP 0, 8, 9, 10 y 13 al 18).


Entrega de mensajes ICMP

Requiere 2 niveles de encapsulación ICMP El mensaje ICMP se encapsula en un datagrama IP que, a su vez, se encapsula en una trama para su transmisión. Para identificarse ICMP, el campo de protocolo del datagrama contiene el valor 1.

cabecera ICMP Datos ICMP

cabeceratrama

Campo de datos de la trama

cabeceradatagrama Campos de datos del datagrama


Tipos de Mensajes ICMP

0 Respuesta de Eco. 3 Destino inaccesible. 4 Disminución de origen. 5 Redireccionar (cambiar una ruta). 8 Solicitud de Eco. 11 Tiempo excedido para un datagrama. 12 Problemas de parámetros en un datagrama. 13 Solicitud de timestamp. 14 Respuesta de timestamp. 17 Solicitud de máscara de dirección. 18 Respuesta de máscara de dirección.


Formato de los Mensajes Formato de los Mensajes ICMP.ICMP.

Cada mensaje ICMP tiene su propio formato pero todos comienzan con los campos Tipo,

Código y Suma de verificación.Tipo: Tipo de mensaje ICMP.

Código: Proporciona más información sobre el tipo.

Suma de verificación: Verifica el mensaje ICMP.


Formato de los Mensajes Formato de los Mensajes ICMP.ICMP.

El resto de los campos depende del tipo de mensaje.

Los mensajes que reportan errores incluyen además el encabezado IP del datagrama con error y los primeros 64 bits de su campo de datos.


Solicitud de Eco y Respuesta de Eco

El campo TIPO del formato permite especificar si es una solicitud o una respuesta.

Datos Opcionales tiene longitud variable y en él se incluyen datos que regresarán al transmisor en la respuesta de eco.

Identificador y Numero de Secuencia son usados para responder a las solicitudes.


Reporte de Destino no Reporte de Destino no AccesibleAccesible

Lo envía al origen, siempre que no pueda direccionar o entregar un datagrama y antes de descartar el mismo.

Código: Describe detalles del problema. A pesar de las opciones posibles, los enrutadores no

pueden detectar la totalidad de los errores que ocurren.


Reporte de Destino no Accesible Campo Código

Algunos ejemplos de códigos y su significado:

0 ==> Red inaccesible

1==> Anfitrión inaccesible

2==> Protocolo inaccesible

3==> Puerto inaccesible

4==> Necesario fragmentar y configuración NF

5 ==> Falla en la ruta de origen


Congestión de los Routers

• Los enrutadores se puedan saturar con el tráfico; se congestionan por :– Computadora de alta velocidad generando más tráfico de lo que

la red puede transferir.– Muchas computadoras enviando datagramas al mismo tiempo a

través de un solo enrutador.– El descarte de datagramas que genera un mensaje ICMP de

disminución de Tasa de Origen para reportar la congestión al origen.

– Cuando la fuente recibe un mensaje de este tipo disminuye la velocidad de entrega de datagramas.


Disminución de OrigenDisminución de Origen

El mensaje ICMP refleja los datos del datagrama que activó la solicitud de disminución de origen.

0 8 16 31

Tipo (4) Código (0) Suma de Verificación

No utilizado (debe ser cero)

cabecera de datagrama IP + primeros 64 bits datos• • • •


Redirección o Cambio de Ruta

• Un enrutador detecta un host conectado directamente a él, usa una ruta incorrecta, le avisa al mismo que existe una mejor ruta.

• Los host comienzan a trabajar con información mínima de ruteo, confían en que los enrutadores conocen las rutas correctas, les avisen si deben hacer algún cambio.

• Este mensaje ICMP es enviado por los enrutadores solo a los host directamente conectados y no a otros routers.


RedireccionamientoRedireccionamiento

Código: permite interpretar mejor la dirección del nuevo enrutador.

Dirección IP del nuevo enrutador a usar: Modificación que el host debe hacer en su tabla de ruta.

Cabecera de datagrama: Especifica el datagrama que activó este tipo de mensaje.


Campo Código de mensaje ICMP de

redireccionamiento

Código1==> Redireccionar datagrama para el

anfitrión.

2==> Redireccionar datagrama para la red y tipo de servicio.

3==> Redireccionar datagrama para tipo de servicio y el anfitrión.


Tiempo ExcedidoTiempo Excedido

• Código = 0: Tiempo de vida excedido• Código = 1: Tiempo para el reensamblado

de fragmentos excedido.

0 8 16 31

Tipo (11) Código (0-1) Suma de Verificación

No utilizado (debe ser 0)



Problema en ParámetrosProblema en Parámetros

• Indicador: Puntero que indica el octeto del encabezado que origina el problema.

• Código = 0 , octeto erróneo .• Código = 1, Falta de opción requerida

0 8 16 31

Tipo (12) Código (0-1) Suma de Verificación

No utilizado (debe ser 0)


Indicador


Solicitud y Respuesta de Solicitud y Respuesta de TimestampTimestamp

Tipo 13 = Solicitud; Tipo 14 = Respuesta Identificador y Numero de secuencia asocian

solicitudes con respuestas. Con los valores de respuesta pueden realizarse

los cálculos para conocer diferencia de tiempo entre los relojes de los hosts.


Solicitud y Respuesta de Solicitud y Respuesta de máscara de red.máscara de red.

• TIPO: indica si es una solicitud o una respuesta.• IDENTIFICADOR y NÚMERO DE SECUENCIA: para

que la máquina asocie las solicitudes con las respuestas.

• DIRECCIÓN DE MÁSCARA: usado en la respuesta, para colocar la máscara de la dirección de subred.

0 8 16 31

Tipo (17-18) Código (0) Suma de Verificación

Número de secuencia

Máscara de dirección

Identificador


Funciones más importantes del ICMP.

• Control de Flujo. (Disminución de los mensajes de la fuente).

• Detección de Destinos no alcanzables (mensajes de destinos no alcanzables).

• Redireccionamiento de rutas (mensajes de redireccionamiento ICMP).

• Chequeo de host remotos (solicitud de eco, respuesta de eco, Ping)


Mensajes ICMPCódigos de error:

TIPO CODIGO Descripción Pregunta Error

3 6 Destination network unknown (direccion de destino desconocida)

x

3 7 Destination host unknown (host de destino desconocido)

x

3 8 Source host isolated (host de origen aislado; este tipo esta obsoleto)

x

3 9 Destination network administratively prohibited (red de destino prohibida administrativamente)

x

3 10 Destination host administratively prohibited (host de destino prohibido administrativamente)

x

3 11 Network unreachable for TOS (red inalcanzable para el TOS, el tipo de servicio)

x

3 12 Host unreachable for TOS (host inalcanzable para el TOS)

x




3 13 Communication administratively prohibited by filtering (comunicacion prohibida administrativamente mediante filtrado)

x

3 14 Host precedence violation (violacion del precedente del host)

x

3 15 Precedence cutoff in effect (esta actuando el limite de precedente)

x

4 0 Source quench (le indica al origen "que se calme un poco" porque esta saturando la capacidad de proceso del receptor; actualmente esta en desuso para no saturar aun mas la comunicacion)

5 0 Redirect for network (indica que debes redireccionar tus comunicaciones a otra red)

5 1 Redirect for host (indica que debes redireccionar


Mensajes ICMP

Códigos de error:TIPO CODIGO Descripción Pregunta Error

5 2 Redirect for TOS and network (indica que debes redireccionar tus comunicaciones con otro TOS y a otra red)

5 3 Redirect for TOS and host (indica que debes redireccionar tus comunicaciones con otro TOS y a otro host)

8 0 Echo request (peticion de eco/ping) x

9 0 Router advertisement (aviso de existencia del enrutador)

10 0 Router solicitation (solicitud de existencia de enrutador)

11 0 TTL equals 0 during transit (TTL igual a 0 durante el transito: al paquete se le ha acabado su tiempo de vida antes de alcanzar su destino)

x

11 1 TTL equals 0 during reassembly (TTL igual a 0 durante el reensamblado: si un paquete ha sido fragmentado y durante su reensamblaje el TTL llega a 0, se genera este error)

x




12 0 IP header bad (catchall error) [cabecera IP errï¿½nea (error de "cajon de sastre", o error para todo lo que no esta especificado en otro sitio; o si lo prefieres, error por defecto)]

x

12 1 Required options missing (faltan opciones requeridas) x

13 0 Timestamp request (peticion de la hora en origen; esta obsoleto) x

14 Timestamp reply (respuesta a la peticion de hora; estïa obsoleto) x

15 0 Information request (peticion de informacion; esta obsoleto) x




16 0 Information reply (respuesta a la peticion de informacion; esta obsoleto)

x

17 0 Address mask request (peticion de mascara de red: cuando un host sin disco duro se inicializa, efectua una peticion para saber que mascara de red debe utilizar)

x

18 0 Address mask reply (respuesta a la peticion de mascara de red) x


Ejemplos

A> ping 172.20.9.7 -n 1

Ping a 172.20.9.7 con 32 bytes de datos:Respuesta desde 172.20.9.7: bytes=32 tiempo<10ms TDV=128.

Parámetro "-n 1" para que envíe 1 mensaje Tipo 8.

Si no se especifica se enviarían 4 mensajes

A> ping 172.20.9.7 -t –l 65500


Ejemplos

A>ping 192.168.0.6 -n 1

Ping a 192.168.0.6 con 32 bytes de datos:Tiempo de espera agotado.

Si no existiese o esta mal configurado recibiríamos un mensaje ICMP de tipo 11 (Time Exceeded).

A>ping 1.1.1.1 -n 1

Haciendo ping a 1.1.1.1 con 32 bytes de datos:Respuesta desde 192.168.0.1: Host de destino inaccesible.


EjemplosA>ping 1.1.1.1 -n 1

Acceder a un host de una red distinta a la nuestra, donde no existe un camino para llegar hasta él.

Los routers no están correctamente configurados.

Estamos intentando acceder a una red aislada o inexistente

Recibiríamos un mensaje ICMP de tipo 3 (Destination Unreachable).


Diagnosticar errores en una red aislada:

A>ping 192.168.1.12

Respuesta. El cableado entre A y B, las tarjetas de red de A y B, y la configuración IP de A y B están correctos.

Tiempo de espera agotado. Comprobar el host B y el cableado entre A y B.

Host de destino inaccesible. Comprobar las direcciones IP y máscaras de subred de A y B porque no pertenecen a la misma red.


Diagnosticar errores en una red de redes

A>ping 10.100.5.1

Respuesta. El cableado entre A y B, las tarjetas de red de A, R1 y B, y la configuración IP de A, R1 y B están correctos. El router R1 permite el tráfico de datagramas IP en los dos sentidos.

Tiempo de espera agotado. Comprobar el host B y el cableado entre R1 y B. Para asegurarnos que R1 está funcionando haremos A>ping 192.168.1.1

Host de destino inaccesible. Comprobar el router R1 y la configuración IP de A (probablemente la puerta de salida no sea 192.168.1.1).


Mensajes ICMP de tiempo excedido (Tipo 11)

Se utilizan para hacer una traza del camino que siguen los datagramas hasta llegar a su destino.

Enviando una secuencia de datagramas con TTL=1, TTL=2, TTL=3, TTL=4, etc... hasta alcanzar el host o superar el límite de saltos (30 si no se indica lo contrario).

El primer datagrama caducará al atravesar el primer router y se devolverá un mensaje ICMP de tipo 11 informando al origen del router que descartó el datagrama.

El segundo datagrama hará lo propio con el segundo router y así sucesivamente.



La orden TRACERT hace una traza a un determinado host.

TRACERT funciona enviando mensajes ICMP de solicitud de eco con distintos TTL

Si la comunicación extremo a extremo no es posible, la traza nos indicará en qué punto se ha producido la incidencia.



A>tracert 130.206.1.2

Traza a la dirección sun.rediris.es [130.206.1.2]

1 1 ms 1 ms 1 ms PROXY [192.168.0.1] 2 122 ms 118 ms 128 ms MADR-X27.red.retevision.es [62.81.1.102] 3 143 ms 232 ms 147 ms MADR-R2.red.retevision.es [62.81.1.92] 4 130 ms 124 ms 246 ms MADR-R16.red.retevision.es [62.81.3.8] 5 590 ms 589 ms 431 ms MADR-R12.red.retevision.es [62.81.4.101] 6 612 ms 640 ms 124 ms MADR-R10.red.retevision.es [62.81.8.130] 7 259 ms 242 ms 309 ms 193.149.1.28 8 627 ms 752 ms 643 ms 213.0.251.42 9 137 ms 117 ms 118 ms 213.0.251.142 10 * * * tiempo de espera agotado 11 * * * tiempo de espera agotado


Funciones más importantes del ICMP.

Control de Flujo. (Disminución de los mensajes de la fuente).

Detección de Destinos no alcanzables (mensajes de destinos no alcanzables).

Redireccionamiento de rutas (mensajes de redireccionamiento ICMP).

Chequeo de host remotos (solicitud de eco, respuesta de eco, Ping)


Conclusiones

ICMP proporciona una comunicación entre ruteadores y anfitriones; es una parte integral y obligatoria del IP.

El ICMP incluye mensajes de:

Disminución de tasa al origen para retardar la velocidad de transmisión

Mensajes de redireccionamiento que pueden utilizar los anfitriones para cambiar su tasa de enrutado.

Mensajes de “echo request/reply” para determinar si se puede accesar un destino.

Documents

Clase IV Protocolo Tcp Ip Ciclio 2009ii