Andrés Marín L. Feb de 2011 INTERNET.

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1 Andrés Marín L. Feb de 2011 amarin@udea.edu.co INTERNET

2 Ingeniería de Sistemas 2 TEMA: TCP/IP OBJETIVOS: Entender el funcionamiento interno de las redes basadas en TCP/IP SUBTEMAS: Introducción Nivel de red Protocolos: IP, ARP, ICMP y de enrutamiento Nivel de transporte Protocolos: UDP y TCP Nivel de aplicación Protcolos Dhcp y DNS Protocolo HTTP

3 Ingeniería de Sistemas 3 “Redes globales de información en Internet y TCP/IP. Principios básicos, protocolos y arquitectura”. Douglas E. Comer. Ed. Prentice- Hall, 1997 “TCP/IP ilustrated, vol. 1. The Protocols”. W. Richard Stevens, Addison Wesley, 1998. “TCP/IP Tutorial and Technical Overview”. A. Rodriguez, J. Gatrell, J. Karas Y R. Peschke, Ibm Redbooks, 2001. http://www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/gg2 43376.pdf REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

4 Ingeniería de Sistemas 4 Introducción Arpanet 1969-1990: respuesta al desarrollo soviético sputnik de 1957 Internet 1973: resultado experimental de interconexión de redes heterogéneas 1983 Arpanet se deja de considerar experimental y pasa a producción exigiendo tcp/ip a todos los nodos http://sixrevisions.com/resources/the-history-of-the-internet-in-a-nutshell/

5 Ingeniería de Sistemas 5 Introducción ¿Porqué es importante el protocolo IP? ¿Porqué si no una tecnología nueva, ha permanecido durante varios años? ¿Qué es un documento RFC?

6 Permitir la conexión entre redes de cualquier tecnología. Contar con un esquema de identificación propio independiente de la tecnología de red. Encontrar una ruta entre un origen y un destino Nivel de red: Objetivos

7 Versiones RFC 791 Internet Protocol, in September 1981: Ip versión 4 Ipv4. Direccionamiento de 32 bits RFC 2460 (Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification): Ip versión 6. Direccionameinto de 128 bits. December 1998 Nivel de red: protocolo IP

8 Características No orientado a conexión No garantiza entrega de mensajes No garantiza recuperación de errores No dispone de mecanismos de control de flujo Se puede dar: desórdenes en la recepción de paquetes, pérdidas, duplicaciones, etc. Nivel de red: protocolo IP

9 Qué provee IP? Un esquema de direccionamiento independiente de la tecnología. Un mecanismo de enrutamiento de paquetes entre diferentes redes Nivel de red: protocolo IP

10 Ingeniería de Sistemas 10 Nivel de red: protocolo IP: Direcciones en IPv4

11 Ingeniería de Sistemas 11 Nivel de red: protocolo IP: Direcciones en IPv4 Todo nodo en TCP/IP debe pertencer a una red y se identifica mediante la dirección IP Network ID: Identificación de la red Identifica la clase de la dirección No se permite todos los bits en 0 Hosto ID: Identificación de un nodo dentro de la red No se permite todos los bits en 0. Reservado para identificar la subred No se permite todos los bits en 1. Reservado para trasmisiones bradcast

12 Ingeniería de Sistemas 12 Nivel de red: protocolo IP: Direcciones en IPv4 Tipos de tráfico en IP Unicast: De un nodo a otro nodo de la red IP Broadcast: De un nodo a todos los nodos de la red IP Multicast: De un nodo a un grupo de nodos de la red IP

13 Ingeniería de Sistemas 13 Nivel de red: protocolo IP: Direcciones en IPv4 Las diferentes clases de direcciones, reservan diferentes cantidades de bits para los campos de subred y de Host Proporciona la flexibilidad requerida para soportar redes de diferentes configuraciones

14 Ingeniería de Sistemas 14 Nivel de red: protocolo IP: Direcciones en IPv4

15 Ingeniería de Sistemas 15 Nivel de red: protocolo IP: Direcciones en IPv4 ¿Qué es una Intranet? Direccionamiento privado RFC 1918. February 1996 ClaseDireccionesCaracterísticas A10.x.x.x/8 1 dirección de red de 2^24 nodos B172.16.x.x/12 16 direcciones de red de 2^16 nodos c/u. C192.168.x.x/16 256 direcciones de red de 2^8 nodos c/u.

16 Ingeniería de Sistemas 16 Nivel de red: protocolo IP: Direcciones IP especiales

17 Ingeniería de Sistemas 17 Nivel de red: protocolo IP: Direcciones IP especiales Subnetting División de redes, especialmentegrandes, en otras más pequeñas para: Reducir el tamaño del dominio broadcast Mejorar la seguridad de la red Facilitar la administración (jerárquica) El objetivo es subdividir “localmente” una subred en varias subredes pero que desde fuera se “nos vea” como una única subred.

18 Ingeniería de Sistemas 18 Nivel de red: protocolo IP: Direcciones IP especiales Cómo se hace subnetting “Robando” bits (normalmente los más significativos) del campo Host para enumerar las diferentes subredes. La máscara de red (NETMASK) indicará a cada equipo de la red, cuántos bits constituyen el campo de subred y cuántos el campo de Host. Todos los equipos de una misma subred, deben tener la misma dirección de subred

19 Ingeniería de Sistemas 19 Nivel de red: protocolo IP: Direcciones IP especiales Pará que sirve el netmask La subdivisión es transparente a los equipos de las subredes. Con la netmask, determinamos si la dirección ip de otro equipo está en mi propia subred o en otra diferente dir ip (AND) netmask = dir subred

20 Ingeniería de Sistemas 20 Nivel de red: protocolo IP: Direcciones IP especiales Ejemplo clase C # redes # bits de la máscara Máscara en notación decimal 124255.255.255.0 225255.255.255.128 426255.255.255.192 827255.255.255.224 1628255.255.255.240 3229255.255.255.248 6430255.255.255.252 12831255.255.255.254

21 Ingeniería de Sistemas 21 Nivel de red: protocolo IP: Ejemplo

22 Ingeniería de Sistemas 22 RouteDatagram ( Datagram, RoutingTable ) Extract destination IP address, D, from the datagram and compute the network prefix, N; if N matches any directly connected network address deliver datagram to destination D over that network else if the table contains a host-specific route for D send datagram to next-hop specified in table else if the table contains a route for network N send datagram to next-hop specified in table else if the table contains a default route send datagram to the default router specified in table else declare a routing error; Nivel de red: protocolo IP: Enrutamiento

23 Ingeniería de Sistemas 23 Nivel de red: protocolo IP: Datagrama IP

24 Ingeniería de Sistemas 24 VERSION (4):Versión del protocolo IP, debe ser verificada por el emisor, receptor y enrutadores para garantizar el buen entendimiento del formato. En caso de no soportar la versión se rechazan los paquetes. HLEN (4) LONGITUD: Longitud del encabezado medida en palabras de 32 bits LONGITUD TOTAL (16): Longitud total del datagrama Nivel de red: protocolo IP: Datagrama IP

25 Ingeniería de Sistemas 25 TIPO DE SERVICIO TOS (8): Especifica cómo el datagrama debe ser manejado. Nivel de red: protocolo IP: Datagrama IP PRECEDENCIA (3) 0: PRECEDENCIA NORMAL 7: CONTROL DE RED D (1): BAJA RETARDO T (1): ALTO FLUJO DE DATOS R (1): ALTA CONFIABILIDAD NO USADO (2)

26 Ingeniería de Sistemas 26 IDENTIFICACION (3): Entero único que identifica un datagrama (fragmentación) FLAGS (3): Control de fragmentación. Se puede fragmentar? Es el último fragmento? FRAGMENT OFFSET (13): Contiene la ubicación dentro del paquete original en donde queda el fragmento medido en grupos de 8 bytes Nivel de red: protocolo IP: Datagrama IP DF: no fragmentar MF: Hay mas fragmentos

27 Ingeniería de Sistemas 27 Nivel de red: protocolo IP: Fragmentación en IP

28 Ingeniería de Sistemas 28 Nivel de red: protocolo IP: Fragmentación en IP

29 Ingeniería de Sistemas 29 TIME (8):Tiempo de vida. Especifica el número máximo de saltos (de router a router) que el paquete puede dar en internet PROTO (8): Se espacifica el formato y el contenido de los datos para identificación del tipo del protocolo de nivel superior 01: ICMP 06: TCP 17: UDP Nivel de red: protocolo IP: Datagrama IP

30 Ingeniería de Sistemas 30 CHECKSUM DE ENCABEZADO (16):Asegura la integridad de los datos de la cabecera. Es el complemento a uno de 16 bits de la suma de complementos a uno de todas las palabras de 16 bits del encabezado. Nivel de red: protocolo IP: Datagrama IP

31 Ingeniería de Sistemas 31 DIRECCION IP FUENTE (32) DIRECCION DE DESTINO (32) Nivel de red: protocolo IP: Datagrama IP

32 Ingeniería de Sistemas 32 OPCIONES (variable) PADDING (variable) Nivel de red: protocolo IP: Datagrama IP

33 Ingeniería de Sistemas 33 COPY Controla cómo los routers tratan las opciones durante la fragmentación. Osea si son propagadas o no a todos los fragmentos OPTION CLASS 0: Datagrama o control de red 1: Reservada 2: Debugging and measurement 3: Reservada OPTION NUMBER VALOR Nivel de red: protocolo IP: Datagrama IP

34 Ingeniería de Sistemas 34 Clase de opción 2 4 (variable): Internet timestamp. Usado para grabar timestamp a largo de la ruta. Clase de opción 0 0 (1): Fin de la lista de opciones. Usada si las opciones no terminan al fin del datagrama 1 (1): No operación 2 (11): Restricciones de seguridad y manejo 3 (variable): Pérdida de la ruta de origen. Usada para enrutar datagramas a lo largo de una ruta específica. 7 (variable): Graba la ruta. Usada para depurar una ruta 8 (4): Identificador de flujo. 9 (variable): Enrutamiento fuente estricto. Nivel de red: protocolo IP: Datagrama IP

35 Ingeniería de Sistemas 35 DATOS (variable) Nivel de red: protocolo IP: Datagrama IP

36 Ingeniería de Sistemas 36 Nivel de red: protocolo IP: Encapsulación en IP

37 Ingeniería de Sistemas 37 Nivel de red: protocolo ARP Con el protocolo IP podemos llevar paquetes IP de una red a otra, pero ¿qué pasa dentro de nuestra LAN? Requerimos hacer un mapeo entre direcciones de nivel 3 (IP) a direcciones de nivel 2 ( MAC o Físicas ) El protocolo ARP permite que dada una dirección IP, obtengamos la dirección MAC correspondiente.

38 Ingeniería de Sistemas 38 Si el campo “Frame Type” tiene un valor <= 1518 (0x05FE), se considera del tipo 802.3, representanto la lonfigud de la trama. De lo contrario, se interpretara como trama del tipo Ethernet II, y este campo será un código de trama asignado por Xerox > 1518. –ARP (0x0806), IP (0x0800) Nivel de red: protocolo ARP

39 Ingeniería de Sistemas 39 Nivel de red: protocolo ARP

40 Ingeniería de Sistemas 40 Nivel de red: protocolo ARP

41 Ingeniería de Sistemas 41 Nivel de red: protocolo ARP

42 Ingeniería de Sistemas 42 Nivel de red: protocolo RARP

43 Ingeniería de Sistemas 43

44 Ingeniería de Sistemas 44 Las operaciones de Internet son monitoreadas por los routers Cuando algo ocurre inesperadamente es reportado por el ICMP Son alrededor de 12 tipos de mensajes Cada mensaje ICMP es encapsulado en un datagrama IP Nivel de red: protocolo ICMP

45 Ingeniería de Sistemas 45 Nivel de red: protocolo ICMP

46 Ingeniería de Sistemas 46 Nivel de red: protocolo ICMP

47 Ingeniería de Sistemas 47 Nivel de red: protocolo ICMP

48 Ingeniería de Sistemas 48 Nivel de red: protocolo ICMP

49 Ingeniería de Sistemas 49 Nivel de red: protocolo ICMP

50 Ingeniería de Sistemas 50 Nivel de red: protocolo ICMP

51 Ingeniería de Sistemas 51 Nivel de red: protocolo ICMP

52 Ingeniería de Sistemas 52 Nivel de red: protocolo ICMP

53 Ingeniería de Sistemas 53 Nivel de red: protocolo ICMP

54 Ingeniería de Sistemas 54