protocolos de red clase 3

PROTOCOLOS DE REDCLASE 3/4

Por José Luis Carrillo

TCP/IP3ra Clase

REPASO

Modulación Multiplexación Códigos de Línea

ARP SLIP PPP NCP

LCP

PAP/CHAP

OSI TCP/IP

FISICA FISICA

ENLACE ENLACE

ACCE

SO D

E RE

D

HDLC

Estructura TCP/IP

Acceso de Red

Internet

Transporte

Aplicación

TCP/IP NO ES UN ESTANDAR ISO

OSI vs TCP/IP

OSI vs TCP/IP

Capa RED/Internet

Algunos conceptos

Redes Conmutadas por Circuitos

Redes Conmutadas por Paquetes

Servicios Orientadas a Conexión

Servicios No Orientadas a Conexión

Protocolos TCP/IP de Capa de Red

• IP• ICMP• DHCP• RIP• IGMP• OSPF

IP

• Internet Protocol• Protocolo No orientado a conexión• Servicio de datagramas no confiable (mejor

esfuerzo – best effort).• No provee mecanismos de corrección de

errores.

IP

• Su funcionamiento se basa en direcciones lógicas.

• IP v4 el la versión más usada actualmente.• IP v6 ya ha sido liberada y se esta

implementando paulatinamente.

Direccionamiento

Las direcciones de Internet son llamada también direcciones IP

Cuando nos referimos a las interfaces de red de un host: se requiere una dirección IP por cada una

Las direcciones están estructuradas en dos porciones jerárquicas: Dirección de red Dirección de host

192. 169. 1. 23

Direccionamiento ¿Cuántos bits asignar al número de host y cuántos

al número de la red? Si son muchas redes con pocos hosts, se necesitan

más bits para la dirección de red y viceversa. Pero los diseñadores no pudieron predecir el

futuro. Decidieron tres conjuntos de particiones de bits.

Clase A: 8 bits red, 24 bits host Clase B: 16 cada una Clase C: 24 bits red, 8 bits host

Direccionamiento

Para distinguir entre ellas: Usar el bit de inicio. Primer bit = 0 => clase A Primeros bits 10 => clase B Primeros bits 110 => clase C

Cada nodo de una red requiere dirección única: Cuatro números, separados por punto (0-255). Las direcciones asignadas a hardware se mapean

con los protocolos ARP y RARP

Direccionamiento

Las organizaciones tienen rangos de direcciones asignados por InterNic, o el proveedor de telecomunicaciones. Los administradores locales asignan su

numeración interna. Existen valores reservados:

0 no se usa, describe a “esta red” 255 se emplea para broadcasts

La dirección 127 se reserva para loopback.

Direccionamiento

Existen rangos de direcciones para uso interno: Clase A desde 10.0.0.0 hasta

10.255.255.255 Clase B desde 172.16.0.0 a 172.16.255.255 Clase C desde 192.168.0.0 a

192.168.255.255

Máscaras de Red

• La operación AND bit a bit de una dirección IP con su máscara de red regresa solamente la porción de red.

10111101 11100011 11001010 00000010

11111111 11111111 11111111 00000000

10111101 11100011 00000000 00000000

189.227.202.2

255.255.255.0

189.227.202.0

AND

Direccionamiento

Problema: Si deseamos más de 256 hosts en nuestra red,

necesitaríamos obtener una dirección de clase B, la cual permite 64K hosts, y desperdiciaríamos espacio.

Parámetros IP

Red: Dirección IP Direcciones de DNS´s Direcciones de Gateways (routers)

Computadora: Hostname. Domain name Tarjeta de red

Parámetros de la tarjeta

Son usuales:

MAC_address Dirección IP Nombre del dispositivo

ifconfig eth0 138.100.9.101 netmask 255.255.248.0 up

Búsqueda de Equipos

Con la utilería ping: envía un mensaje al nodo y espera respuesta.

ping host/ip

Paquete IP

VERS LONG1 SERVICIO LONGITUD TOTAL

IDENTIFICADOR FLAGS OFFSET

TTL PROTOCOLO CHECKSUM

DIRECCION ORIGEN

DIRECCION DESTINO

PARTE OPCIONAL

DATOS

3 7 15 23 31

Paquete IP

• Versión: Los protocolos evolucionan y cambian con el tiempo. Por esto, es conveniente saber con qué versión se ha generado un datagrama.

• Longitud: Es la longitud de la cabecera medida en palabras de 32 bits. Puesto que este campo tiene 4 bits la longitud máxima de la cabecera es de 64 octetos.

• Servicio: Lo rellena quien envía el datagrama. Su utilidad actual es muy escasa, pero irá aumentando en la medida en que se empleen diferentes tipos de tráfico.

Paquete IP

• Longitud total: Es la longitud total del mensaje en octetos incluida la cabecera.

• Identificador: numero de secuencia. Es el mismo para todos los datagramas generados al segmentar e igual al del datagrama original.

• Offset: posición de los datos del datagrama segmentado en el original. (Se cuenta por octetos)

Paquete IP

• Flags: Sólo se usa MF, que se pone a 0 si el datagrama es el último fragmento de una segmentación.

• TTL: o Time To Life: Limita el tiempo que un datagrama puede pasar en la red. TTL se decrementa en una unidad cada vez que pasa por un router si todo va bien, o en una unidad por segundo en el router si hay congestión. Al llegar a cero el datagrama es descartado.

Paquete IP

• Checksum: Es el resultado de aplicar un código de protección de errores a la cabecera con los bits del campo checksum puestos a cero.

• Opciones: En este campo se especifican algunas opciones de las que se puede hacer uso. Por ejemplo, una de ellas es la denominada registro de ruta. Si se emplea esta opción todos los Routers por los que pase el datagrama copiarían en su campo de opciones su dirección.

Ejercicio

• Encontrar, analizar y comprobar la estructura de una o varios paquetes IP usando el analizador de protocolos whireshark.

Wireshark(Inicio de captura)

Wireshark(Selección de trama IP)

Wireshark(Análisis detallado de trama IP)

Protocolo ICMP

• Internet Control Message Protocol• Subprotocolo IP• Definido en RFC 792

Protocolo ICMP

• Los mensajes ICMP son comúnmente generados en respuesta a errores en los paquetes IP o para diagnóstico y ruteo.

• La única excepción es la herramienta ping y traceroute, que envían mensajes de petición Echo ICMP (y recibe mensajes de respuesta Echo)

Paquete ICMP

TIPO CODIGO(Tipo de Error) Checksum

No Usado

Paquete IP Original

8 16 32

Paquete ICMP

• Tipo: Especifica el tipo de mensaje|

Valor Significado0 Echo reply3 Destination unreachable4 Source quench5 Redirect8 Echo9 Router advertisement10 Router solicitation11 Time exceeded

Valor Significado12 Parameter problem13 Timestamp request14 Timestamp reply15 Information request (obsolete)16 Information reply (obsolete)17 Address mask request18 Address mask reply

Paquete ICMP

• Código: Contiene el código de error encontrado en el datagrama dependiendo del tipo de mensaje.

• Por ejemplo, si el Tipo es 5 (Redirect) el código será uno de los siguientes:

0 Network redirect1 Host redirect2 Network redirect for this type of service3 Host redirect for this type of service

Paquete ICMP

Si el Tipo es 0, es decir resultado de un ping o un traceroute, el código será siempre 0.

Ejercicio

• Encontrar, analizar y comprobar la estructura de una o varias tramas ICMP usando el analizador de protocolos whireshark.

• Para obtener una trama ICMP, realizar un ping o un tracert a algún host local o remoto.

Wireshark(Selección de trama ICMP)

Wireshark(Análisis detallado de trama ICMP)

DHCP

• Dynamic Host Configuration Protocol• Protocolo que permite a los clientes en una

red adquirir sus parámetros de configuración en forma automática.

• RFC 2131.

Métodos de Asignación de direcciones DHCP

• Asignación manual o estática• Asignación automática• Asignación dinámica

Protocolo DHCP

• Parámetros configurables:– Máscara de Subred– Puerta de Enlace– DNS (Domain Name Service)– Dirección Broadcast– Tiempo de espera ARP– Y algunos otros.

Paquete DHCP

CODIGO TIPO HW LONGITUD HOPSID DE TRANSACCION

SEGUNDOS FLAGSDIRECCION IP DE CLIENTE

DIRECCION IP PROPIADIRECCION IP DE SERVIDORDIRECCION IP DE RUTEADOR

DIRECCION DE HARDWARE DE CLIENTE (16 bytes)

HOST NAME SERVER (64 bytes)

NOMBRE DE ARCHIVO DE ARRANQUE (128 BYTES)

OPCIONES (312 BYTES)

8 16 24 32

Paquete DHCP

• Codigo: Indica solicitud o respuesta: 1 Request, 2 Reply.

• Tipo HW: El tipo de hardware, por ejemplo: 1 Ethernet 6, IEEE 802 Networks.

• Longitud: Longitud en bytes de la dirección hardware. Ethernet y las redes en anillo usan 6, por ejemplo.

Paquete DHCP

• Hops: El cliente lo pone a 0. Cada "router" que retransmite la solicitud a otro servidor lo incrementa, con el fin de detectar bucles. El RFC 951 sugiere que un valor de 3 indica un bucle.

• Segundos: Fijado por el cliente. Es el tiempo transcurrido en segundos desde que el cliente inició el proceso de arranque.

Paquete DHCP

• Flags: El bit más significativo de este campo se usa como flag de broadcast, los demás están reservados para futuros usos.

• IP del Cliente: Fijada por el cliente. O bien es su dirección IP real , o 0.0.0.0.

• IP propia: Fijada por el servidor si el valor del campo anterior es 0.0.0.0

Paquete DHCP

• IP Servidor: Fijada por el servidor.• IP Ruteador:Fijada por el "router"

retransmisor si se usa retransmisión BOOTP.• Dirección de HW del Cliente: Fijada por el

cliente y usada por el servidor para identificar cuál de los clientes registrados está arrancando.

Paquete DHCP

• Server Host Name: Nombre opcional del host servidor acabado en X'00'.

• Nombre del archivo de arranque: El cliente o bien deja este campo vacío o especifica un nombre genérico, como "router" indicando el tipo de fichero de arranque a usar. En la solicitud de DHCPDISCOVER se pone al valor nulo. El servidor devuelve el la ruta de acceso completa del fichero en una respuesta DHCPOFFER. El valor termina en X'00'.

Paquete DHCP

• Opciones: Los primeros cuatro bytes del campo de opciones del mensaje DHCP contienen el cookie(99.130.83.99). El resto del campo de opciones consiste en parámetros marcados llamados opciones.

• Remitirse al RFC 1533 para más detalles.

Wireshark(Análisis de trama DHCP)

Tarea

• Encontrar, analizar y comprobar la estructura de una o varias tramas DHCP usando el analizador de protocolos whireshark.

Enrutamiento

¿Cómo llegar a una computadora dada su dirección IP?

Se requiere conocer el siguiente salto para alcanzar una dirección de red en particular:

Esto es conocido como una tabla de enrutamiento, o de rutas.

Enrutamiento

Red 1 Red 2

Red 3

1.1

1.2

2.1

2.2

3.1

3.2

Rutas por default Estrictamente hablando, se requiere información

del siguiente salto en cada red de Internet. En lugar de ello, mantener rutas detalladas sólo

para el ambiente local. Para destinos desconocidos, usar un router por

default. Reduce el tamaño de las tablas de enrutamiento

a expensas de emplear rutas no óptimas

Ejemplo

Ejemplo

170.30.28.0 / 24 190.32.45.0 / 24

164.35.0.0 / 16

.254 .254

.200.254

200.10.10.0 / 24

200.20.20.0 / 24 200.30.30.0 / 24

.1

.1

.1

.2

.2

.2

C

A

B

123.34.0.0 / 16

.1

.2

D

200.

40.4

0.0

/ 24

.100.253

Ejercicio de rutas estáticas

Protocolos de Enrutados

• es cualquier protocolo de red que proporcione suficiente información en su dirección de capa de red para permitir que un paquete se envíe desde un host a otro tomando como base el esquema de direccionamiento

• El Protocolo Internet (IP) es un ejemplo de protocolo enrutado.

Protocolos de Enrutamiento

• Los protocolos de enrutamiento soportan un protocolo enrutado proporcionando mecanismos para compartir la información de enrutamiento. – RIP (Routing Information Protocol o Protocolo de

información de enrutamiento)– IGRP (Interior Gateway Routing Protocol o Protocolo

de enrutamiento de gateway interior) – OSPF (Open Shortest Path First o Primero la ruta

libre más corta)

Rutas dinámicas

• Se utiliza una ruta que el protocolo de enrutamiento de red ajusta automáticamente a los cambios de topología o tráfico.

Enrutamiento dinámico

• El éxito del enrutamiento dinámico depende de dos funciones básicas del router:

• el mantenimiento de una tabla de enrutamiento

• la distribución oportuna del conocimiento, bajo la forma de actualizaciones de enrutamiento, hacia otros routers

Enrutamiento dinámico

El enrutamiento dinámico se basa en un protocolo de enrutamiento para compartir el conocimiento entre los routers. Un protocolo de enrutamiento define el conjunto de reglas utilizadas por un router cuando se comunica con los routers vecinos. Por ejemplo, un protocolo de enrutamiento describe: • cómo enviar actualizaciones • qué conocimiento contienen esas actualizaciones • cuándo enviar ese conocimiento • cómo ubicar a los destinatarios de las actualizaciones

Enrutamiento dinámico

La mayoría de los algoritmos de enrutamiento se pueden clasificar como uno de dos algoritmos básicos:• vector-distancia, o • estado-enlace.

Enrutamiento dinámico

• El enrutamiento por vector-distancia determina la dirección (vector) y la distancia hacia cualquier enlace en la internetwork.

• El enrutamiento estado-enlace (también denominado primero la ruta libre más corta) recrea la topología exacta de toda la internetwork (o por lo menos la porción en la que se ubica el router).

Convergencia

Cuando todos los routers de una red se encuentran operando con el mismo conocimiento, se dice que la red ha convergido. La convergencia rápida es una función de red deseable, ya que reduce el período de tiempo durante el cual los routers continúan tomando decisiones de enrutamiento incorrectas o que causan desperdicio.

Enrutamiento Vector-distancia

Los algoritmos de enrutamiento basados en vector-distancia envían copias periódicas de una tabla de enrutamiento de un router a otro. Estas actualizaciones regulares entre routers comunican los cambios de topología.

Enrutamiento Vector-distancia

Enrutamiento Estado-Enlace

también conocidos como algoritmos SPF (primero la ruta libre más corta), mantienen una compleja base de datos de información de topología.

Enrutamiento estado enlace

Comparativos

Enrutamiento Interior-Exterior

• Los protocolos de enrutamiento interior se utilizan dentro de un mismo sistema autónomo.

• Los protocolos de enrutamiento exterior se utilizan para las comunicaciones entre sistemas autónomos.

Protocolos de Enrutamiento Interior

• RIP : (Routing Information Protocol) vector-distancia.

• IGRP : (Interior Gateway Routing Protocol) protocolo de enrutamiento vector-distancia de Cisco.

• OSPF : (Open Shortes Path First) protocolo de enrutamiento estado-enlace.

Protocolos de Enrutamiento exterior

• BGP (Border Gateway Protocol)

RIP

• Es un protocolo de enrutamiento por vector-distancia.

• Utiliza el número de saltos como métrica para la selección de rutas.

• Si el número de saltos es superior a 15, el paquete se descarta.

• Por defecto, se envía un broadcast de las actualizaciones de enrutamiento cada 30 segundos.

HANDS ON

Configuración RIPCisco

• Utilizando packet tracer, realizar una red de nos ruteadores que se comuniquen usando RIP.

Configuración RIPCisco

Monitoreo RIP

Monitoreo RIP

RESUMEN

Modulación Multiplexación Códigos de Línea

ARP SLIP PPP NCP

LCP

PAP/CHAP

OSI TCP/IP

FISICA FISICA

ENLACE ENLACE

ACCE

SO D

E RE

D

HDLC

RED RED / Internet

IPICMP

DHCP

IGRP

BGP

RIP

OSPF