4.i.1 © upm-etsisi-rc tema 4: tcp/ip. parte i redes de computadores tema 4: tcp/ip parte i

47
4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

Upload: maria-isabel-figueroa-luna

Post on 25-Jan-2016

215 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.1© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Redes de ComputadoresTema 4: TCP/IPParte I

Page 2: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.2© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

ContenidoPARTE I: 1. Introducción2. Arquitectura TCP/IP3. Interfaz de red4. Direccionamiento IPPARTE II: 5. Nivel IP6. EncaminamientoPARTE III: 7. Nivel de transporte8. Nivel de aplicación

Page 3: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.3© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

1. Introducción a TCP/IP

Page 4: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.4© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

¿Qué es TCP/IP? Se conoce comúnmente por TCP/IP al conjunto de protocolos utilizados en Internet y redes informáticas similares. Sus protocolos primeros y más importantes son:

• El Protocolo de Control de Transmisión (TCP) y • el Protocolo de Internet (IP).

El modelo TCP/IP y los modelos de protocolo relacionados son mantenidos por la Internet Engineering Task Force (IETF).

Page 5: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.5© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

InternetIntroducción Internet es un conjunto descentralizado de redes interconectadas que permite la comunicación de computadoras a través de un conjunto de protocolos denominado TCP/IP.

• Tuvo sus orígenes en 1969, cuando se creó la red ARPANET, dependiente del DoD. Después pasó a la sociedad civil (1984)• La Asociación Internet (ISOC, Internet SOCiety) gobierna cuestiones que afectan al futuro de Internet• Los grupos mas importantes que dependen se ella son:

el Comité de Arquitectura de Internet (IAB, Internet Architecure Board) y el Comité de Ingeniería de Internet (IETF, Internet Engineering Task Force).

Page 6: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.6© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

InternetHitos mas importantes Internet es un sistema global de interconexión de redes informáticas que utilizan el conjunto de protocolos TCP/IP

Nace ARPANET • 1969email • 1971 • 1991

1ºNavegadorMosaic • 1993 • 1998 • 2005

Facebook

Page 7: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.7© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

InternetConcepto de Interconexión No referimos a Interconexión (internetworking), como al servicio que permite conectar múltiples y heterogéneas redes físicas en un gran sistema de comunicaciones. El sistema resultante de redes conectadas se le denomina como una interconexión de redes o Internet. El componente básico para conectar redes heterogéneas es el router.

Red X Red YR

Page 8: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.8© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

InternetSus dos paradigmas de comunicacionesFlujo

(Stream)

• Orientado a conexión• Comunicación uno-a-

uno• Longitud de la

transferencia arbitraria• Usado por la mayoría

de aplicaciones• Protocolo TCP

Mensaje

• No Or. a conexión• Comunicación

muchos-a-muchos• Cada mensaje limitado

a 64K• Aplicaciones

multimedia• Protocolo UDP

Page 9: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.9© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

2. La arquitectura TCP/IP

Page 10: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.10© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

La arquitectura TCP/IPEl modelo de 4 capas vs. OSIAplicación

Acceso a los servicios OSI de las aplicaciones

PresentaciónSe ocupa de las conversiones que puedan ser

necesarias para los datos.

SesiónGestión de la comunicación entre

aplicaciones: establece y cierra conexiones

TransporteTransferencia fiable. Segmentación. Control

del flujo y errores.

RedTrans. Paquetes entre sistemas finales. Direcc.

Prioridad. Enrutamiento. Conexiones

EnlaceTrans. De datos (tramas) fiable, control de

errores y flujo. Sincronización

FísicaTrans. de bits, características funcionales,

mecánicas y eléctricas

Aplicación(HTTP, SMTP, SSL ,etc.)

Acceso a los servicios Internet de las aplicaciones

Transporte (TCP/UDP)Transferencia fiable. Segmentación. Control

del flujo y errores. Identificación por puertos

Internet (IPv4/v6)Trans. Paquetes entre sistemas finales.

Direccionamiento IP. Enrutamiento

Interfaz de red (o capa de acceso a la red)

DRIVER (Enlace) + NIC (Físico)(Ethernet, FDDI, X.25, FR, ATM, etc.)

Page 11: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.11© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Aplicación

Transporte

Internet

La arquitectura TCP/IPModelo de 4 capas. EncapsulaciónAplicación

Transporte

Internet

Interfaz de redDRIVER + NIC

Red IP

ApX ApYDatos

Protocolo de aplicación

DatosAH

Protocolo de transporte (TCP,UDP) DatosAH

Protocolo red (IP) DatosAHRH

Protocolo Enlace DatosEH ET

Bits

TH

TH

AHRH THInterfaz de red

DRIVER + NIC

Page 12: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.12© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

La arquitectura TCP/IPLa capa Interfaz de red La capa de interfaz de red es responsable de enviar y recibir señales de comunicaciones entre dos hosts que se comunican a través de sus interfaces de red. Esta capa incluye el controlador de dispositivo (driver) y la tarjeta de interfaz de red correspondiente.

• El controlador de dispositivo (driver), también llamada la interfaz de red , es un componente de software que se comunica con el software TCP/IP y la tarjeta de interfaz de red (la conexión de hardware entre un sistema informático y una red). Implementa el nivel de enlace (LLC+MAC).• La tarjeta de interfaz de red (NIC, Network Interface Card). Implementa el nivel físico

Page 13: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.13© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

La arquitectura TCP/IPLa capa de red. El protocolo IP El protocolo IP funciona en la capa de red del modelo de referencia OSI y es una parte de un conjunto de protocolos conocidos como TCP/IP. Características: 1) El servicio de red para transportar paquetes, proporcionado por IP, es best effort (no garantizado).2) Los paquetes IP pueden llegar hasta 64 KB, aunque, en la práctica no superan los 1500 bytes3) IP proporciona un servicio no orientado a conexión entre sistemas finales

Page 14: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.14© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

InternetLa interconexión como una red Una Internet consiste en un conjunto de redes interconectadas por routers. Los routers usan las redes intermedias (pe. 1,2 y 3) de una forma análoga a los enlaces de transmisión. Internet proporciona un servicio universal (llamado internetworking) sobre redes heterogéneas, dando la apariencia de una única red virtual.

Red 1 Red 2R

Red 3R R

A

B

Arquitectura de interconexión entre A y B

Page 15: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.15© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

La arquitectura TCP/IPLa capa de Transporte La capa de transporte es responsable de proveer a la capa de aplicaciones con servicios de comunicación extremo a extremo. Los protocolos básicos de la capa de transporte son el TCP y UDPOrientado a conexión

(fiable)

Comunicaciones uno-a-uno

Complejo

TCP

No orientado a conexión (no fiable)

Comunicaciones uno-a-muchos

Sencillo

UDP

Page 16: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.16© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

3. La interfaz de red

Page 17: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.17© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

La arquitectura de la interfaz de redCapasAplicación

(HTTP, SMTP, SSL ,etc.)Acceso a los servicios Internet de las

aplicaciones

Transporte (TCP/UDP)Transferencia fiable. Segmentación. Control

del flujo y errores. Identificación por puertos

Internet (IPv4/v6)Trans. Paquetes entre sistemas finales.

Direccionamiento IP. Enrutamiento

Interfaz de red (o capa de acceso a la red)

NIC DRIVER (Enlace) + NIC Físico(Ethernet, FDDI, X.25, FR, ATM, etc.)

ENLACE (NIC Driver)

FISICA (NIC Hw)

Page 18: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.18© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

La arquitectura de la interfaz de redEncapsulado IP en Ethernet II

Origen Destino Tip CRC

6 6 46….1500

2

4

Trama Ethernet II

Datos Datagrama IPCab

20

Datos (<1500B)Preambulo

8

Carga útil (payload)

0800H para IPv4

0806H para ARP

Direcciones MAC

Page 19: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.19© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

La arquitectura de la interfaz de redVisualización de la dirección física (MAC) de un host

Page 20: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.20© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Resolución de direcciones IPLas direcciones IP son abstracciones proporcionados por el software del protocolo IP. Debido a que el hardware de red física no sabe cómo localizar un ordenador por su dirección IP, la dirección IP del destino debe ser traducida a una dirección MAC equivalente antes de enviar una trama.

La traducción de la dirección IP de un ordenador a una dirección de hardware (MAC) equivalente se conoce como resolución de la dirección (address resolution)

¿Cuál es la dirección MAC de 10.1.1.3?¡Es mi dirección IP!Mi MAC es 0EBA:7DE2:2345:DAB6

ARP Rp

ARP Rq

10.1

.1.2

10.1

.1.4

10.1

.1.3

Page 21: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.21© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

El protocolo de resolución de direcciones (ARP)Tráfico local ARP (del inglés Address Resolution Protocol ) es un protocolo de la capa de enlace responsable de encontrar la dirección hardware (MAC) que corresponde a una determinada dirección IP. A continuación se detalla el algoritmo. Envío del host A al B.1) El host A busca en su propia caché de ARP local una dirección de hardware coincidente para la IP del host B.2) Si el host A no encuentra ninguna asignación en la caché, envía un paquete (ARP request) a la dirección de difusión de la red (MAC = FF FF FF FF FF FF) que contiene la dirección IP de B por la que se pregunta. Cada host de la red local recibe la solicitud ARP y comprueba si coincide con su propia dirección IP. Si el host no encuentra una coincidencia, descarta la solicitud ARP. 3) El host B determina que la dirección IP especificada en la solicitud ARP coincide con su propia dirección IP y agrega una asignación de direcciones de hardware y software para el host A a su caché de ARP local. 4) El host B envía directamente un mensaje de respuesta de ARP que contiene su dirección de hardware al host A (ARP reply). 5) Cuando el host A recibe el mensaje de respuesta de ARP del host B, actualiza su caché de ARP con una asignación de direcciones de hardware y software para el host B.

10.1.1.2 10.1.1.4 10.1.1.3

A B C

¿Cuál es la dirección MAC de 10.1.1.4?ARP RqARP Rq

ARP Rp

Es mi dirección IP.Mi MAC es 0EBA:7DE2:2345:DAB6

Page 22: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.22© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

El protocolo de resolución de direcciones (ARP)Tráfico remoto ARP también se utiliza para enviar datagramas IP a los routers locales para los destinos que no están en la red local. En esta situación, ARP resuelve la dirección de control de acceso al medio hacia un interfaz del router de la red local. Envío del host A al B.1) Con base en el contenido de la tabla de enrutamiento en el Host A, IP determina que la dirección IP de reenvío que se utilizará para alcanzar el host B es 10.0.0.1, la dirección IP de su puerta de enlace predeterminada. Host A continuación, comprueba su propia caché ARP local para una dirección de hardware coincidente para 10.0.0.1.2) Si el host A se no encuentra ninguna asignación en la caché, difunde una solicitud de trama ARP a todos los hosts de la red local con la pregunta "¿Cuál es la dirección de hardware de 10.0.0.1?".3) El router determina que la dirección IP en la petición ARP coincide con su propia dirección IP y agrega las direcciones de hardware(MAC)/software(IP) para Host A a su caché ARP local. 4) El router envía un mensaje de respuesta ARP que contiene su dirección de hardware directamente de vuelta a Host A. 5) Cuando el host A recibe el mensaje de respuesta ARP del router, actualiza su caché ARP con una asignación de direcciones de hardware/software para 10.0.0.1.

10.1.1.9910.1.1.3

AC

¿Cuál es la dirección MAC de 10.0.0.1?

ARP

Rq

192.168.0.99

ARP Rq

B

10.0

.0.1

192.

168.

0.1

Page 23: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.23© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

La caché de ARP Para disminuir el número de difusiones, ARP mantiene una tabla caché de asignaciones de direcciones. Se puede ver la caché de ARP con el comando arp del sistema

Page 24: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.24© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

4. Direccionamiento IP

Page 25: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.25© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

El esquema de direccionamiento IP

El esquema de direccionamiento IP es independiente de las direcciones MAC subyacentes Cada interfaz físico conectado a Internet tiene asignada una dirección IP única En los paquetes IP, los campos dirección origen y destino en la cabecera IP contienen cada uno una dirección internet global de 32 bits

Para proporcionar un direccionamiento uniforme en Internet, IP define un esquema de direccionamiento abstracto que asigna cada host una dirección de protocolo única que las aplicaciones utilizan para comunicarse.Una dirección de Internet (dirección IP) es un número binario de 32 bits único, asignado a un host que se utiliza para todas sus comunicaciones.

Page 26: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.26© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

El esquema de direccionamiento IPCaracterísticas La dirección IP es un número de 32 bits, dividido en un prefijo y un sufijo:

• El prefijo identifica la red a la que está conectado el ordenador y no puede haber 2 redes con el mismo prefijo• El sufijo identifica la computadora dentro de esa red, de tal forma que no puede haber dos equipos de la misma red pueden tener el mismo sufijo.

138 . 100 . 152 . 0

Bit31

Bit23

Bit15

Bit7

10001010 01100100 10011000 00000000

Notación punto decimalPrefijo Sufijo

IPv4 permite 232 = 4.294.967.296 direccionesPoblación mundial en 2015 =7.376.471.981 millones

Page 27: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.27© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP con claseEsquema originalNotación decimal vs. binaria En 1981, los diseñadores dividieron el espacio de direcciones en tres formatos de dirección, lo que permitió prefijos y sufijos grandes y pequeños adaptables a los diferentes tamaños de red.

10 . 1 . 1 . 3Clase A

Bit31

Bit23

Bit15

Bit7

00001010 00000001 00000001 00000011

172 . 4 . 3 . 59Clase BBit31

Bit23

Bit15

Bit7

10101100 00000100 00000011 00111011

192 . 168 . 192 . 1Clase C

Bit31

Bit23

Bit15

Bit7

11000000 10101000 11000000 00000001

27=128 Redes; 224=16.777.216 Host

214=16.384 Redes; 216=65.536 Host

221=2.097.152 Redes; 256 Host

Page 28: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.28© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP con claseEsquema originalDos clases adicionales: Direcciones multicast y especiales En el espacio de direccionamiento IP, que se distribuye en tres grupos o clases de direcciones (A, B y C), hay una cuarta clase, la clase D, reservada para las direcciones multicast.

• Cada dirección multicast identifica un grupo de computadores• Entre las diversas aplicaciones que pueden aplicar el uso de multicast están: videoconferencia; aprendizaje a distancia; distribución de software, noticias e informaciones de mercado; conciertos al vivo; actualización de bases de datos; juegos distancia, etc.Clase D 224 . 160 . 192 . 1 .

Bit31

Bit23

Bit15

Bit7

11100000 10100000 11000000 00000001

268.435.456 Direcciones

La clase E se utiliza para propósitos experimentales solamente.• IETF ha reservado estas direcciones para su propia investigación. Por lo tanto, las direcciones de Clase E no pueden ser utilizadas en Internet.

Clase E

268.435.456 Direcciones

240 . 131 . 128 . 1 .

Bit31

Bit23

Bit15

Bit7

11110000 10000011 10000000 00000001

Page 29: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.29© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP con claseRangos de direcciones de las clasesPrefijo

Desde Hasta Redes Host

Clase: A 1 . 0 . 0 . 0 127 . 255 . 255 . 255 126 16.777.214

Clase: B 128 . 0 . 0 . 0 191 . 255 . 255 . 255 16.384 65.534

Clase: C 192 . 0 . 0 . 0 223 . 255 . 255 . 255 2.097.152 254

Clase: D 224 . 0 . 0 . 0 . 239 . 255 . 255 . 255 . NA NA

Clase: E 240 . 0 . 0 . 0 . 247 . 255 . 255 . 255 . NA NA

Page 30: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.30© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direcciones especiales Las direcciones especiales están reservadas y no deben ser asignadas a computadoras. Además, cada dirección especial se limita a ciertos usos.

• Por ejemplo, una dirección de difusión no debe aparecer como una dirección de origen y la dirección de todos los 0s no debe ser usada después del procedimiento de puesta en marcha y haber obtenido una dirección IP.Direcciones (CIDR) Alcance Propósito

0.0.0.0/8 software Usado durante el bootstrap

127.0.0.0/8 host Usado para testeo. Bucle local

172.16.0.0/12 Red privada Usado para comunicaciones locales en una red privada192.0.0.0/24 Red privada Usada por IANA

224.0.0.0/4 Internet Reservada para multicast

255.255.255.255/32 n/a Broadcast

Page 31: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.31© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP con claseDireccionamiento público y privado Existen ciertas direcciones en cada clase que no pueden usarse en Internet y que se denominan direcciones privadas.

• Las direcciones privadas pueden ser utilizadas por los hosts que usan traducción de dirección de red (NAT) para conectarse a una red pública o por los hosts que no se conectan a Internet. Una dirección IP pública es la dirección que se asigna a un dispositivo informático para permitir el acceso directo a través de Internet

A 10 . 0 . 0 . 0 10 . 255 . 255 . 255 255. 0. 0. 0. 1 Red(es)

B 169 . 254 . 0 . 0 169. 254. 255. 255 255. 255. 0. 0. 1 Red(es)

B 172 . 16 . 0 . 0 172. 31. 0. 0 255. 255. 0. 0. 16 Red(es)

C 192. 168. 0. 0 192. 168. 255. 0 255. 255. 255. 0. 256 Red(es)

Mascara por defecto Número de redesDesde Hasta

Page 32: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.32© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP con claseRangos de direcciones. ICANNLa gestión del espacio público de direcciones de Internet se coordina mundialmente a través de varias organizaciones, siguiendo una estructura jerárquica: ICANN es la que vela a nivel mundial por la gestión de dichos recursos. En Europa es RIPE la RIR encargada de gestionar estas direcciones y, por debajo de ella, están los Registros de Internet Nacionales (NIRs), y locales (LIRs), como RedIRIS en España.

ICANN • Internet Corp. for Assigned Names & Numbers

RIR • Regional Internet Registry

NIR • National Internet Registry LIR • Local Internet Registry

ISP

Page 33: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.33© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP sin claseCIDRComo consecuencia del crecimiento exponencial de Internet, y el agotamiento del espacio de direcciones, se vio que el direccionamiento con clases (classfull) era poco flexible y eficiente

La respuesta a este reto, en los 90, fue el desarrollo de Classless Inter-Domain Routing (CIDR), que se fundamenta en: a) Eliminar el concepto tradicional de la Clase A, Clase B y Clase C, yb) Sustituirlo por el concepto de prefijo de red, que permite definir bloques de direcciones de cualquier tamaño. Así, los routers utilizan el prefijo de red, en lugar de los 3 primeros bits de la dirección IP, para determinar el punto de división entre el número de red y el número de host

Page 34: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.34© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP sin claseConcepto de máscara El direccionamiento CIDR requiere en hosts y routers un dato adicional: un valor que especifica el límite exacto entre el prefijo de red y el sufijo. Para marcar el límite, IP utiliza un valor de 32 bits conocido como máscara de dirección, que se llamó originalmente máscara de subred.

• Una máscara de dirección tiene los bits “1” para marcar el prefijo de red y los bits “0” para marcar la parte del host

Bit31

Bit23

Bit15

Bit7

Clase: B 128 . 100 . 152 . 0 10000000 01100100 10011000 00000000

Máscara 255 . 255 . 252 . 0 11111111 11111111 11111100 00000000

Bit31

Bit23

Bit15

Bit7

Prefijo de red 128 100 152 0 10000000 01100100 10011000 00000000

Prefijo por defecto

Page 35: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.35© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP sin claseConcepto de máscara. La notación CIDR Para que sea más fácil especificar e interpretar los valores de máscara, la notación decimal con puntos se amplió.

• En la versión extendida, que se conoce como notación CIDR, una dirección y una máscara pueden ser especificados con la dirección punto decimal seguida de una barra y un número decimal que especifica el número de “1”contiguos, empezado por la izquierda, de la máscara. Es decir, la forma general es:ddd.ddd.ddd.ddd / m

donde ddd es el valor decimal de un octeto de la dirección, y m es el número unos de la máscara.

192.5.48.69 / 26Se especifica una máscara de 26 bits, esto es:11111111. 11111111. 11111111.11000000

Page 36: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.36© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP sin claseConcepto de SubredEl espacio de direcciones de una red puede ser subdividido a su vez creando subredes autónomas separadas (RFC 959).Hay dos direcciones de cada subred que quedan reservadas:1) Aquella que identifica la subred (campo host a 0) y 2) la dirección para realizar broadcast en la subred (todos los bits del campo host en 1) NetID10

Dirección original de RED (clase B) HostID

Dirección subneteada NetID10 SubnetID HostID

Dirección de la subred NetID10 SubnetID 00000000

Dirección de broadcast NetID10 SubnetID 11111111

Mascara:255.255.255.0 11111111 0000000011111111 11111111

Dirección con clase

Dirección sin clase

Page 37: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.37© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP sin claseSubneteo (subnetting)El subneteo consiste en de dividir una red con clase (o física) en redes lógicas mas pequeñas para que estas puedan funcionar mejorDirección

subneteada NetID10 SubnetID HostID

Dirección de la subred NetID10 SubnetID 00000000

Dirección de broadcast NetID10 SubnetID 11111111

Mascara:255.255.255.0 11111111 0000000011111111 11111111

Dirección con clase

Dirección sin clase

138.Dirección original

de RED (clase B) 0.4. 0.

Page 38: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.38© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP sin claseSubneteo (subnetting). Ejemplo [1]138 . 4 . 0 . 0

10001010 00000100 00000000 00000000Bits de Subred: 2

SubredID: 00 / 18

   

SubredID: 01 / 18

   

SubredID: 10 / 18

   

SubredID: 11 / 18

31 23 15 7

10001010 00000100 00000000 00000000138 . 4 . 0 . 0

10001010 00000100 01000000 00000000138 . 4 . 64 . 0

10001010 00000100 10000000 00000000138 . 4 . 128 . 0

10001010 00000100 11000000 00000000138 . 4 . 192 . 0

Red de Clase: B

Page 39: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.39© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP sin claseSubneteo (subnetting). Ejemplo [y 2]Internet

138.4.0.0

138.4.0.0138.4.0.64

138.4.0.0 138.4.0.128

138.4.0.192

Internet

Subneteo

Page 40: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.40© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP sin claseAgregación (supernetting). Problemas en el direccionamiento CIDR1) Ineficiencia de la asignación de rangos IP y el agotamiento del espacio de direccionamiento.2) El tamaño de las tablas de enrutado, que ha ido creciendo rápidamente durante la expansión de Internet

Solución:Agregar bloques de subredes contiguas, con un prefijo CIDR común, para que puedan ser direccionadas como una única subred (superred).

Page 41: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.41© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Direccionamiento IP sin claseSuperneteo (supernetting)El superneteo es lo contrario que el subneteo, en donde una red grande se divide en subredes mas pequeñas. En el superneteo, múltiples redes se combinan (agregación, sumarización) en una red mas grande llamada superredBits invariables del

prefijo

Rede

s si

n cl

ase

(CID

R)

Nuevo prefijo

10001010 00000100 00000000 00000000Nº Host=16.382 138 . 4 . 0 . 0 / 18

10001010 00000100 01000000 00000000Nº Host=16.382 138 . 4 . 64 . 0 / 18

10001010 00000100 10000000 00000000Nº Host=16.382 138 . 4 . 128 . 0 / 18

10001010 00000100 11000000 00000000Nº Host=16.382 138 . 4 . 192 . 0 / 18

SuperRed de Clase: B 10001010 00000100 00000000 00000000 / 16Bits Superred: 2 138 . 4 . 0 . 0 Nº Host=65.534

Page 42: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.42© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

138.4.64.0

138.4.0.0 138.4.128.0

138.4.192.0

Madrid

Tabla de rutas de E138.4.0.0138.4.64.0138.4.128.0138.4.192.0140.3.0.0

Direccionamiento IP sin claseSuperneteo (subnetting). Ejemplo

Superneteo

138.4.64.0

138.4.0.0 138.4.128.0

138.4.192.0

140.3.0.0

E

D

Tabla de rutas de E138.4.0.0138.4.64.0138.4.128.0138.4.192.0140.3.0.0

Madrid

Barcelona

140.3.0.0

E

D

Barcelona

Tabla de rutas de E138.4.0.0138.4.64.0138.4.128.0138.4.192.0140.3.0.0

Page 43: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.43© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Sistema de nombres de dominio Para que los usuarios de Internet no tengan que acceder a cada servicio web utilizando la dirección IP, se ha desarrollado el sistema de nombres de dominio

• Un dominio de Internet es una dirección de red asociada a una máquina o grupo de equipos conectados a la red Internet• El nombre de un dominio debe ser único• Los servidores DNS (Domain Name Server) son los encargados de traducir los nombres

Page 44: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.44© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Sistema de nombres de dominioJerarquíaUn nombre de dominio puede estar formado por una o más cadenas de caracteres (etiquetas) separadas por puntos, y su estructura refleja la estructura jerárquica del Sistema de Nombres de Dominio (abajo indicado). La etiqueta que se encuentra más a la derecha se corresponde con el Dominio de Nivel Superior o TLD y así sucesivamente.

Subdominios

Second Level Domain (SLD)

Top Level Domain (TLD)

Raíz “.”

com

sun Cisco

Producto Ventas

org edu us jp es

Page 45: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.45© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Network Address Translation (NAT)Introducción Problema actual de internet:

• Las direcciones IP son escasas• La solución a largo plazo es migrar a IPv6, que tiene Direcciones de 128 bits, pero esta transición avanza muy lentamente

Solución transitoria• Para salir adelante, mientras tanto, se necesitaba una solución rápida. • La solución rápida que se utiliza ampliamente hoy llegó en forma de NAT (Network Address Translation), que se describe en el RFC 3022

Page 46: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.46© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Network Address Translation (NAT)ArquitecturaNAT (Network Address Translation - Traducción de Dirección de Red) es un mecanismo utilizado por routers IP para intercambiar paquetes entre dos redes que asignan mutuamente direcciones incompatibles. Consiste en sustituir, en tiempo real, la dirección IP de origen en los paquetes que van desde una estación privada a Internet, y sustituir la dirección de destino IP en los paquetes que pasan de Internet a dicha estación.

Direccionamiento privado

Direccionamiento público

NAT

OR:4.3.2.1 DE:5.6.7.8 Dat OR:10.0.0.3 DE:5.6.7.8 Dat

10.0.0.3

5.6.7.8

OR:5.6.7.8DE:4.3.2.1Dat OR:5.6.7.8DE:10.0.0.3Dat

4.3.2.1

INTERNET RED PRIVADA

SNAT

DNAT

Page 47: 4.I.1 © UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I Redes de Computadores Tema 4: TCP/IP Parte I

4.I.47© UPM-ETSISI-RC Tema 4: TCP/IP. Parte I

Referencias[1] William Stallings: Comunicaciones y Redes de Computadores. Prentice Hall[2] J Kurose & K Ross: Computer networking (2009)[3] Andrew S. Tanenbaum: Computer Networks (4ª ed 2003). Prentice Hall[4] R.J. Cypser: Communications for cooperating systems . Addison-Wesley[5] D.Comer. Computer Networks and Internets[6] W.R. Stevens. TCP/IP Illustrated