Fundamentos de TCP/IP

¿ Que es TCP/IP? Conjunto o familia de protocolos desarrollados para permitir a computadores cooperativos y heterogeneos compartir recursos a través de una red. Se diseñó teniendo en cuenta como elemento básico la existencia de muchas redes interconectadas por medio de pásarelas (gateways, routers). Los protocolos TCP e IP son los más conocidos y de allí el nombre generalizado.

Arquitectura TCP/IP TCP UDP IP (Incluyendo ICMP) ARP RARP NFS FTP XDR CMOT SMTP TELNET DNS SNMP TFTP BOOTP RPC TCP UDP IP (Incluyendo ICMP) ARP RARP Interface de Red y Hardware

Inter-red ARP RARP Inter-red Aplicación Hardware Interface Red Inter-red Transporte Aplicación ARP Permite a un nodo (Host) de una red encontrar la dirección física de otro nodo de la misma red utilizando únicamente la dirección IP. RARP Orientado a solucionar el problema de las estaciones de red que no cuentan con almacenamiento externo (Disco). Requiere la existencia de computadores autorizados para la asignación de direcciones IP.

Inter-red IP Inter-red Inter-red Hardware Interface Red Transporte Aplicación Aplicación IP Sistema de distribución o entrega de paquetes Sistema NO Confiable Se realiza "el mejor esfuerzo" No orientado a conexión No garantiza la entrega El paquete se puede perder, duplicar, demorar o entregar en diferente orden Define la unidad básica de transmisión (DATAGRAMA), el enrutamiento y las reglas de procesamiento de paquetes. Transporte Inter-red Hardware

Inter-red ICMP Inter-red Inter-red Hardware Interface Red Transporte Aplicación Aplicación ICMP Es parte de toda implementación de IP Permite a los elementos enrutadores de la red enviar mensajes de error y/o control Utilizado en la parte de administración de las redes para detectar problemas Aún cuando utiliza los servicios provistos por IP, no es considerado protocolo de nivel superior sino parte de IP Transporte Inter-red Hardware

Direcciones IP Inter-red Inter-red Hardware Interface Red Transporte Aplicación Aplicación Cada computadora (host) tiene una dirección única, de 32 bits, que se utiliza en toda comunicación con ella. Ej:169.158.180.25 Las direcciones se dividen en dos partes, la primera identifica a la red y la segunda al nodo dentro de esa red. Existen 4 clases de direcciones IP Transporte Inter-red Hardware

Clases de direcciones IP Hardware Interface Red Inter-red Transporte Aplicación Aplicación Clase A : Usada para redes de más de 2**16 Hosts Clase B : Usada para redes Intermedias de hasta 2**16 Hosts Clase C : Usada para redes de pocos hosts, menos de 2**8 Classless : Usada para definir Grupos de Hosts Transporte Inter-red Hardware

Clases de Direcciones IP Hardware Interface Red Inter-red Transporte Aplicación Aplicación Clases de Direcciones IP Transporte Inter-red 1 8 16 24 32 Hardware Clase A Red Interface Red Interface Clase B 1 Clase C Red 1 1 Interface

Un paquete IP Versión Log. TOS Longitud Total Identificación Banderas Identificador de Fragmentos TTL Pro Suma de Chequeo Cabecera Dirección IP Origen Dirección IP Destino Opciones Relleno Datos

Paquete Re-ensamblado Fragmentos Paquete de 1500 B Destino Red 4 Paquete Re-ensamblado Fragmentos de 750B Red 1 MTU =1500 Red 4 MTU= 1500 2 1 Red 2 MTU= 750 2 Red 3 MTU= 1500 1

Redes y Subredes RED 1 Subred 1 Subred 2

Interfaces Interface 1 Interface 2

Mascaras El paso de la información entre las redes que conforman a Internet se hace en base de la red a la que va dirigida la información Por tanto es necesario poder saber que parte de la dirección IP representa a la red y cual a las interfaces

Mascaras cont... Existe una segunda dirección de igual estructura a la IP (32 bits, separados en 4 octeto) llamada MASCARA y que nos sirve para definir que bits de la Dirección IP representa a REDES y cuales a INTERFACES

Mascaras cont... La máscara se obtiene poniendo en 1 todo bit cuyo bit correspondiente en la dirección IP forma parte de la direción de red En 0 se pone todo bit cuyo bit correspondiente en la D.IP forme parte de la dirección de Interface Ej: 150.184.250.10 Mascara:255.255.0.0 RED: 150.184.0.0 Interface: 250.10

Direcciones de broadcast En ocaciones (muchas desgraciadamente) es necesario (?) enviar mensajes a toda la red Para poder hacer eso necesitamos una dirección común a todas las interfaces de la red La dirección de broadcasts se arma poniendo en 1 todos aquellos bits en la dirección IP que formen parte de la dirección de interfaz Ej: Dir. Interfaz 150.185.130.1 Máscara: 255.255.255.0 Dirección de broadcast: 150.185.130.255

Direcciones de Red Definen el enrutamiento de la información en Internet Se forman poniendo en 0 todos los bits de la parte de interface de la D.IP Ej: D.IP 150.185.140.20 Mascara: 255.255.255.0 Dirección de Red:150.185.140.0

Classless Por classless se conocen a aquellas subredes que no pertenecen a clases puras (A,B,C,D). Ej: 150.185.128.5 Máscara:255.255.192.0

Enrutamiento F G H Tabla en G 20.0.0.5 30.0.0.6 40.0.0.7 a b a a Red 10.0.0.0 20.0.0.0 30.0.0.0 40.0.0.0 10.0.0.5 20.0.0.6 30.0.0.7 Interfaz de Red Destino Siguiente Saldo Por Métrica Salida Tabla en G 20.0.0.0 Entrega Directa a 30.0.0.0 Entrega Directa b 10.0.0.0 20.0.0.5 1 a 40.0.0.0 30.0.0.7 1 b

Un enrutador Siempre obtendrá de la cabecera del datagrama IP la dirección de destino. A partir de la direción IP de destino obtendrá la direción de la red de destino. Con la direción IP de la red de destino buscará en su Tabla de enrutamiento la “MEJOR” ruta.

Rutas Directamente conectadas Estáticas Dinámicas Por omisión

Classless Inter-Domain Routing (CIDR) 204.71.0.0/24 204.71.1.0/24 204.71.2.0/24 204.71.3.0/24 204.71.4.0/24 Internet Suministrador de Servicios 204.71.0.0/16

Transporte UDP Aplicación Transporte Hardware Interface Red Inter-red Transporte Aplicación UDP Servicio de entrega de paquetes NO orientado a conexión Las aplicaciones desarrolladas que utilizan UDP deben ser responsables de la confiabilidad Varias aplicaciones pueden utilizar simultáneamente los servicios de UDP La forma de diferenciar las aplicaciones consiste en la asignación de PUERTOS Algunos puertos se denominan PUERTOS BIEN CONOCIDOS y se asignan a aplicaciones específicas

Transporte Hardware Inter-red Transporte Aplicación Aplicación Interface Red Inter-red Transporte Aplicación Aplicación Transporte Transporte Puerto l Puerto n Puerto m Inter-red Interface Red Hardware UDP Mux Datagrama UDP Nivel IP

Transporte TCP Hardware Inter-red Transporte Aplicación Aplicación Interface Red Inter-red Transporte Aplicación Aplicación Transporte TCP Servicio de entrega de paquetes orientado a conexión Es confiable y se basa en el establecimiento de Circuitos Virtuales Maneja el concepto de puertos Las conexiones se identifican por dos pares : (Dirección IP Host 1, Puerto Host 1) (Dirección IP Host 2, Puerto Host 2) Se pueden tener varias conexiones simultáneas al mismo puerto en un host Transporte Inter-red Interface Red Hardware

Transporte TCP continuación Hardware Inter-red Transporte Aplicación Interface Red Inter-red Transporte Aplicación Aplicación Transporte TCP continuación Transporte Existen (al igual que en UDP) Puertos BIEN CONOCIDOS que son asignados a aplicaciones específicas Los bloques de información que entrega la aplicación son divididos en segmentos de datos y manejados óptimamente El tamaño de los segmentos es independiente del tamaño de los bloques de información Estos segmentos de datos son entregados al nivel IP para su transmisión Inter-red Interface Red Hardware

Aplicación Esquema Cliente-Servidor Aplicación Transporte Inter-red Mecanismo utilizado frecuentemente en redes TCP/IP para la interacción de aplicaciones cooperativas Un Servidor corresponde a un programa o proceso que ofrece un servicio que puede ser requerido a través de la red Un Cliente es una aplicación o proceso que envía requerimientos de servicio, a algún servidor, haciendo uso de la red Interface Red Hardware

Aplicación Esquema Cliente-Servidor Aplicación Transporte Inter-red Requerimiento enviado a un puerto Bien Conocido Interface Red Hardware Host 1 Cliente Servidor Host 2 Respuesta enviada al puerto del cliente

Protocolos de Aplicación Telnet :  Ejecución Remota FTP: File Transfer Protocol Transferencia de ficheros SMTP: Simple Mail Transfer Protocol Correo Electrónico SNMP: Simple Network Management ProtocolAdministración NFS: Network File System  Compartir Sistemas de archivo NIS : Network Information Services Homogenizar información de usuarios DNS: Domain Name Services  Servicio de nombres

¿Donde está la Información? RFC: Request for Comments RFC 793: TCP RFC 768: UDP RFC 791: IP RFC 826 :ARP RFC 959: FTP RFC 854 :TELNET RFC 821 :SMTP RFC 1058 :RIP RFC 1035: DNS RFC 1094:NFS