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William Stallings Data and Computer Communications Capítulo 15 Protocolos de Interconexión de redes ( Internetwork Protocols)

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Presentación del tema: "William Stallings Data and Computer Communications Capítulo 15 Protocolos de Interconexión de redes ( Internetwork Protocols)"— Transcripción de la presentación:

1 William Stallings Data and Computer Communications Capítulo 15 Protocolos de Interconexión de redes ( Internetwork Protocols)

2 Terminología (I) zRed de Comunicaciones yInstalación que provee transferencia de datos zinternet yColección de redes de comunicaciones interconectadas por bridges y /o routers zInternet – notar I mayúscula yLa colección global de máquinas individuales y redes zIntranet yinternet corporativa utilizada dentro de una organización yUsa Tecnología de Internet (TCP/IP y http) para compartir recursos internamente

3 Terminología (II) zEnd System (ES) yDispositivo conectado a una de las redes de una internet ySoporta aplicaciones o servicios para el usuario final. zIntermediate System (IS) yDispositivo utilizado para conectar dos o más redes. yPermite la comunicación entre End Systems conectados a distintas redes.

4 Terminología (III) zBridge yIS usado para conectar dos LAN que utilizan el mismo protocolo yFiltra por direcciones pasando paquetes a la red requerida solamente yOSI Capa 2 (Data Link) zRouter yConecta dos o más redes ( posiblemente utilizando distintos protocolos) yUsa protocolos de interconexión de red yOSI Capa 3 (Network)

5 Protocolos TCP/IP

6 Requirimientos de interconexión de redes zEnlace entre redes y( Al menos capa física y capa de enlace de datos ) (OSI capas 1 y 2) zEnrutamiento y entrega de datos entre procesos en redes diferentes zServicios de contabilidad e información de estado zIndependiente de las arquitecturas de red

7 Arquitectura de la red zDireccionamiento zTamaño de paquete zMecanismo de acceso zTimeouts zRecuperación de Errores zInforme de estado zEnrutamiento zControl de acceso a los Usuarios zBasado en conexiones o sin conexión

8 Basado en conexión zAsume que cada red es orientada a conexión zIS conecta dos o más redes yIS aparece como un DTE para cada red ySe establece una conexión lógica entre DTEs xConcatenación de conexiones lógicas entre redes yEl IS se conecta con circuitos virtuales individuales zEs complicada la interconexión con servicios de red local (LAN) y802.xx, FDDI son servicios de datagramas

9 Operación sin conexión zCorresponde al mecanismo de transmisión de datagramas en una red de paquetes conmutados zEl protocolo de Red es el mismo para ES y routers yConocido genéricamente como protocolo de internet zProtocolo de Internet yProtocolo desarrollado para ARPANET yRFC 791 zHace falta un protocolo de menor nivel para acceder a una red en particular

10 Redes basadas en conmutación de paquetes. zVentajas yFlexibilidad yRobustez yNo hay sobrecarga debida al establecimiento de la conexión zNo Confiable yNo hay entrega garantizada yNo está garantizado el orden de entrega xLos Paquetes pueden tomar distintas rutas yLa confiabilidad es responsabilidad e una capa superior ( por ej. TCP)

11 Operación IP

12 Temas de diseño zEnrutamiento zTiempo de Vida del datagrama zFragmentación y re- ensamblado zControl de Errores zControl de flujo

13 Routing zES y routers mantienen TABLAS DE ENRUTAMIENTO yIndican el proximo route al cual dirigir un datagrama yEstáticas( Pueden contener algunas rutas alternativas) xMay contain alternative routes yDinámicas ( respuesta flexible a congestión y errores) zEnrutamiento de origen ( Source route) yEl origen especifica la ruta como un secuencia de routers a ser seguidos ySeguridad yPrioridad zGrabación de la ruta yEl paquete aprende en el viaje de ida la ruta para volver al origen

14 Tiempo de vida del datagrama zLos datagramas pueden entrar en un loop infinito. yConsume recursos yEl protocolo de transporte puede necesitar un limite maximo de tiempo de vida del datagrama zSe marca el Datagrama con un tiempo de vida yCampo Time To Live en IP yUna vez que expira, se descarta el datagrama ySe cuentan los saltos xSe decrementa el tiempo de vida al pasar por cada router

15 Fragmentación y re- ensamblado zEn distintas redes existen distintos tamaños de paquete zCuando reensamblar? yEn el Destino xResulta en paquetes cada vez más pequeños al atravesar la internet yEn puntos intermedios xNecesita buffers enormes en los routers xLos Buffers pueden llenarse con fragmentos xTodos los fragmentos deben pasar por el mismo router Inhibe el enrutamiento dinámico

16 Fragmentacion IP (1) zIP re-ensambla solo en el destino zUsa campos en la cabecera yIdentificación de unidad de datos (ID) xIdentifica el ES que originó el datagrama Dirección de origen y de destino Capa de protocolo que generó el dato (por ej. TCP) La identificación es provista por esa capa yLargo de datos xLa longitud de los datos de usuario en octetos (bytes)

17 Fragmentacion IP (2) yOffset xPosición del fragmento de datos de usuario en el datagrama original xEn múltiplos de 64 bits (8 octetos) yMore flag xIndica que este no es el último fragmento

18 Ejemplo de Fragmentacion

19 Como tratar las fallas zEl reensamblado puede fallar si se pierden fragmentos zNecesidad de detectar fallas zSe asigna un Time-out de reensamblado ySe asigna al primer fragmento en llegar ySi se cumple el timeout antes que lleguen todos los fragmentos, se descartan los datos recibidos zUsar el tiempo de vida (time to live en IP) ySi el TTL llega a cero se descartan los datos

20 Control de Error zNo hay garantía de entrega zEl Router debería intentar informar al origen si se descartó el paquete yP. ej si expiró el TTL zEl origen podría modificar la estrategia de envío zO informar a las capas de protocolo superiores zSe necesita identificar el datagrama

21 Control de Flujo zLe permite a routers y/o ES limitar la tasa de datos que recibe zLimitado en sistemas sin conexión ( Red de paquetes conmutadas) zSe envían paquetes de control de flujo y(Pidiendo reducción del flujo entrante) zP. Ej. ICMP(obsoleto)

22 Internet Protocol (IP) zParte de TCP/IP yUsado en Internet zEspecifica Interfaz con capas superiores yP ej. TCP zEspecifica formato del protocolo y mecanismos

23 IP Services zPrimitivas yFunciones a realizar yDepende de la forma de la implementación de la primitiva xP.Ej. Llamado a subrutina, llamado a función ySend xRequiere la transmisión de una unidad de datos yDeliver xNotifica al usuario del arribo de una unidad de datos zParametros yUsados para pasar información de control y datos

24 Parámetros (1) zDirección de origen (Source address) zDirección de destino (Destination address) zProtocolo yReceptor. P. ej. TCP zTypo de Servicio yEspecifica el tratamiento de la unidad de datos durante el tránsito por las redes zIdentificación yDirección de origen y destino y protocolo de usuario yIdentifica unívocamentela unidad de datos del protocolo yNecesario para el informe de errores y re-ensamblado ySolo el que envía

25 Parámetros (2) zIndicator Dont fragment yIP puede fragmentar datos? ySi no, podria ser imposible la entrega ySolo el que envía zTime to live ySolo el que envía zLongitud de datos zDatos Optativos zDatos de Usuario

26 Type of Service zPrecedencia y8 niveles zConfiabilidad yNormal o Alta zRetardo yNormal o bajo zThroughput yNormal o bajo

27 Opciones zSecuridad zEnrutamiento de fuente zGrabación de ruta zIdentificación de Flujo zEstampado de tiempo

28 Protocolo IP. Cabecera

29 Campos de la Cabecera (1) zVersion yActualmente 4 yIP v6 zLongitud de la cabecera IP yEn Palabras de 32 bit yIncluyendo las Opciones zTypo de Servicio zLongitud Total yDel datagram, en octetos

30 Campos de la Cabecera(2) zIdentificación yNúmero de Secuencia ySe usa con las direcciones y el protocolo de usuario para identificar univocamente el datagrama zFlags yMore yDont fragment zOffset de Fragmentación zTime to live

31 Campos de la Cabecera(3) zProtocolo yCapa superior que debe recibir el campo de datos en el destino zChecksum de la Cabecera yReverificado y recalculado en cada router yComplemento a 1 de la suma complemento a 1 en 16 bits de todas las palabras de 16 bits en la cabecera ySe establece a cero durante el Source Address zDirección de Destino zOpciones zPadding yPara llenar la cabecera hasta obtener un largo múltiplo de 32 bits

32 Campo de Datos zTransporta los datos de usuario provistos por la capa superior zMúltiplo entero de 8 bits (octeto) zMaxima longitud del datagrama (Cabecera mas datos) 65,535 octetos

33 Direcciones IP - Clase A zDirección global de 32 bits zUna parte corresponde a red y la otra a Host zClass A yComienza con 0 en binario yTodos ceros reservada y (127) reservada para loopback yRango 1.x.x.x a 126.x.x.x yTodas utilizadas

34 Direcciones IP - Clase B zComienzan con 10 en binario zRango 128.x.x.x a 191.x.x.x zLa dirección de red tambien incluye el segundo octeto z2 14 = 16,384 direcciones clase B zTodas asignadas

35 Direcciones IP - Clase C zComienzan con 110 en binario zRango 192.x.x.x a 223.x.x.x zLa dirección de red tambien incluye el segundo y tercer octeto z2 21 = 2,097,152 direcciones zCasi todas Asignadas yVer IPv6

36 Subredes y máscara de subred zPermiten una complejidad arbitraria de LANs interconectadas dentro de la organización zAisla la internet corporativa y la Internet global del crecimiento de números de red y la complejidad de enrutamiento zLa organización se ve para el resto de la Internet como una sola red zPermite asignar una subred a cada LAN zLa porción de Host dela dirección se divide en un número de subred y un número de host zLos routers locales dirigen el tráfico entre las distintas subredes zLa Máscara de subred indica cuales bits son subred y cuales son número de host

37 Enrutamiento mediante subredes

38 ICMP zInternet Control Message Protocol zRFC 792 T zTransferencia de mensajes de control entre routers y hosts zPermite realimentación acerca de problemas yP. ej. time to live expiró zEncapsulado en un datagrama IP yNo confiable zCasi obsoleto

39 IP v6 - Version Number zIP v 1-3 definidos y reemplazados zIP v4 - version actual zIP v5 – protocolo de flujos zIP v6 – reemplazo para IP v4 y Next Generation

40 Por que cambiar IP? zEspacio de Direcciones casi agotado yDireccionamiento en dos niveles desperdicia espacio yLas direcciones de red se usan aun si no se conecta a internet yCrecimiento de redes y de la Internet yUso extendido de TCP/IP yUnica dirección por host zRequerimientos para nuevos tipos de servicio

41 IPv6 RFCs z Recommendations for the IP Next Generation Protocol z Overall specification z addressing structure zothers (find them)


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