El Nivel de Red en Internet - sp WAN IP-ATM/capa_red_IP.pdf · 2014. 1. 20. · Title: El Nivel de...
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Redes 3-1
Tema 3
El Nivel de Red en Internet
Redes 3-2
Redes 3-3
Sumario• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-4
Nivel de red en Internet
• El Nivel de Red en Internet está formado por:– El protocolo IP: IPv4, IPv6– Los protocolos de control, ej.: ICMP, ARP,
RARP, BOOTP, DHCP, IGMP– Los protocolos de routing, ej.: RIP, OSPF, IS-IS,
IGRP, EIGRP, BGP• Toda la información en Internet viaja en
datagramas IP
Redes 3-5
Internet es un conjunto de redes interconectadas
El protocolo IP es el ‘pegamento’ que mantiene unidas esas redes
Redes 3-6
Principios de diseño de Internet (según Tanenbaum)
• Asegúrate de que funciona.• Mantenlo tan simple como sea posible.• Cuando tomes decisiones haz elecciones claras.• Aprovecha la modularidad.• Ten en cuenta la heterogeneidad.• Evita opciones y parámetros estáticos.• Busca un buen diseño (no necesita ser perfecto).• Piensa en la escalabilidad.• Sé estricto al enviar y tolerante al recibir
Redes 3-7
Sumario• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-8
Versión: siempre vale 4Longitud Cabecera: en palabras de 32 bits (mínimo 5, máximo 15)DS (Differentiated Services): Para Calidad de ServicioLongitud total: en bytes, máximo 65535 (incluye la cabecera)Campos de Fragmentación: Identificación, DF, MF, Desplaz. FragmentoTiempo de vida (TTL): cuenta saltos hacia atrás (se descarta cuando es cero)Checksum: comprueba toda la cabecera (pero no los datos)
32 bits
Cabecera de un datagrama IPv4
Versión Lon Cab DS (DiffServ) Longitud Total
Identificación DF MF Desplazamiento del Fragmento
Tiempo de vida (TTL) Protocolo Checksum
Dirección de origen
Dirección de destino
Opciones (de 0 a 40 bytes)
Redes 3-9
Valor Protocolo Descripción1 ICMP Internet Control Message Protocol2 IGMP Internet Group Management Protocol3 GGP Gateway-to-Gateway Protocol4 IP IP en IP (encapsulado)5 ST Stream6 TCP Transmission Control Protocol8 EGP Exterior Gateway Protocol17 UDP User Datagram Protocol29 ISO-TP4 ISO Transport Protocol Clase 480 CLNP Connectionless Network Protocol88 IGRP Interior Gateway Routing Protocol89 OSPF Open Shortest Path First
Algunos valores del campo Protocolo
Redes 3-10
Opción Función Máx. Ej. Windows
Ej. Linux
Record route Va anotando en la cabecera IP la ruta seguida por el datagrama
9 Ping –r Ping -R
Timestamp Va anotando la ruta y además pone una marca de tiempo en cada salto
4 Ping –s
Strict sourcerouting
La cabecera contiene la ruta paso a paso que debe seguir el datagrama
9 Ping –k
Loosesourcerouting
La cabecera lleva una lista de routerspor los que debe pasar el datagrama, pero puede pasar además por otros
9 Ping -j
El límite de 9 direcciones lo fija el tamaño máximo del campo opciones. En la opción Timestamp este valor se reduce a 4 porque cada anotació ocupa 8 bytes (4 de la dirección y 4 del timestamp)
Opciones de la cabecera IP
Redes 3-11
Sumario• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-12
0 Red(128) Host (16777216)
10 Red (16384) Host (65536)
110 Red (2097152) Host (256)
1111 Reservado
1110 Grupo Multicast (268435456)
Clase
A
B
C
D
E
Rango
0.0.0.0127.255.255.255
128.0.0.0191.255.255.255
192.0.0.0223.255.255.255
224.0.0.0239.255.255.255
240.0.0.0255.255.255.255
32 bits
Formato de direcciones IP
Redes 3-13
IP: 193.146.62.7Rtr: 193.146.62.1
IP: 193.146.62.12Rtr. 193.146.62.1
IP: 193.146.62.215Rtr: 193.146.62.1
147.156.0.1
IP: 147.156.145.17Rtr: 147.156.0.1
LAN A147.156.0.0
LAN C193.146.62.0
LAN B213.15.1.0
193.146.62.1
213.15.1.1IP: 213.15.1.2Rtr: 213.15.1.1
IP: 213.15.1.3Rtr: 213.15.1.1
Al estar todas las redes directamente conectadas no
hacen falta rutas
Un router conectando tres LANs
α
βγ
IP: 147.156.13.5Rtr: 147.156.0.1
IP: 147.156.24.12Rtr: 147.156.0.1
Redes 3-14
202.1.1.2Rtr 202.1.1.1 202.1.1.1
202.1.1.3Rtr 202.1.1.1
203.1.1.2
203.1.1.3Rtr 203.1.1.1
203.1.1.1
203.1.1.4Rtr 203.1.1.1
204.1.1.1
204.1.1.2Rtr 204.1.1.1
204.1.1.3Rtr 204.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
LAN A 202.1.1.0 LAN B
203.1.1.0LAN C
204.1.1.0
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
Dos routers conectando tres LANs
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
X
Y
H1
H2
Redes 3-15
Definición de rutas en hostsH1 (ruta por defecto):
windows: route add 0.0.0.0 202.1.1.1linux: route add default gw 202.1.1.1
H2 (rutas explícitas):
windows: route add 202.1.1.0 mask 255.255.255.0 203.1.1.1route add 204.1.1.0 mask 255.255.255.0 203.1.1.2
linux: route add -net 202.1.1.0 netmask 255.255.255.0 gw 203.1.1.1route add -net 204.1.1.0 netmask 255.255.255.0 gw 203.1.1.2
Ver rutas:
windows: route printlinux: route
Borrar una ruta:
windows: route delete 202.1.1.0linux: route del –net 202.1.1.0 gw 203.1.1.1 netmask 255.255.255.0
Redes 3-16
Rutas de H1:
> route -nRouting tablesDestination Gateway Flags Refcnt Use Interface
127.0.0.1 127.0.0.1 UH 4 34928 lo0Default 202.1.1.1 UG 76 2375425 le0202.1.1.0 202.1.1.2 U 45 2319834 le0
Rutas de H2:> route -nRouting tablesDestination Gateway Flags Refcnt Use Interface
127.0.0.1 127.0.0.1 UH 3 27394 lo0202.1.1.0 203.1.1.1 U 27 1945827 le0203.1.1.0 203.1.1.3 U 43 2837192 le0204.1.1.0 203.1.1.2 U 37 1392847 le0
Flags: U: ruta operativa (Up)G: Ruta gateway (router)H: Ruta host
Resultado del comando route en H1 y H2
Interfaz loopback
virtual
Interfaz Ethernet
Esta ruta se pone automáticamente al dar la dir. IP de la interfaz Ethernet (comando ifconfig)
Redes 3-17
LAN B203.1.1.0
LAN A 202.1.1.0
LAN C 204.1.1.0
202.1.1.2Rtr 202.1.1.1
202.1.1.3Rtr 202.1.1.1
203.1.1.3
204.1.1.2Rtr 204.1.1.1
204.1.1.3Rtr 204.1.1.1
202.1.1.1203.1.1.1 203.1.1.2
204.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2 A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
202.1.1.4 204.1.1.4
Rtr 202.1.1.1
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
Host ‘multihomed’
X Y
H6 no enruta paquetes entre A y C, no es un router.Cuando envíe un paquete a H5 lo mandará por α
H1
H2 H4
H5
H3
H6
αβ
α β
α β
Redes 3-18
LAN B 203.1.1.0
LAN A 202.1.1.0
LAN C 204.1.1.0
202.1.1.2Rtr 202.1.1.1
202.1.1.3Rtr 202.1.1.4
203.1.1.3
204.1.1.2Rtr 204.1.1.1
204.1.1.3Rtr 204.1.1.4
202.1.1.1203.1.1.1 203.1.1.2
204.1.1.1
204.1.1.4202.1.1.4
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2 A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
A 203.1.1.0 por 202.1.1.1
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
Red con caminos alternativos
αβ
α β
α β
H1
H2 H4
H5
H3X Y
ping 204.1.1.2
Z
Redes 3-19
165.12.0.2Rtr 165.12.0.1
165.12.0.1
165.12.0.3Rtr 165.12.0.1
192.168.2.1
A 213.1.1.0 por 192.168.2.2
LAN A165.12.0.0
LAN B213.1.1.0
213.1.1.1
213.1.1.2Rtr 213.1.1.1
213.1.1.3Rtr 213.1.1.1
192.168.2.2
A 165.12.0.0 por 192.168.2.1
Red 192.168.2.0
Conexión de dos LANs mediante una línea serie
X
Y
Redes 3-20
165.12.0.1 192.168.2.1
A 207.1.1.0 por 192.168.1.2A 213.1.1.0 por 192.168.2.2A 215.1.1.0 por 192.168.3.2
LAN A165.12.0.0
LAN C213.1.1.0
213.1.1.1192.168.2.2
A 0.0.0.0 por 192.168.2.1
LAN B207.1.1.0
LAN D215.1.1.0A 0.0.0.0 por 192.168.3.1
A 165.12.0.0 por 192.168.1.1A 213.1.1.0 por 192.168.1.1A 215.1.1.0 por 192.168.1.1
192.168.3.1
192.168.3.2
192.168.1.1
192.168.1.2
207.1.1.1
215.1.1.1 Ruta por defecto
Cuatro LANs, cuatro routers y tres líneas serie. Ruta por defecto
X
Y
W
Z
Redes 3-21
165.12.0.1 192.168.2.1
A 207.1.1.0 por 192.168.2.3A 213.1.1.0 por 192.168.2.2A 215.1.1.0 por 192.168.2.4
LAN A 165.12.0.0 LAN C
213.1.1.0
213.1.1.1192.168.2.2
LAN B207.1.1.0
LAN D215.1.1.0
192.168.2.4
192.168.2.3
207.1.1.1
215.1.1.1
A 165.12.0.0 por 192.168.2.1A 213.1.1.0 por 192.168.2.2A 215.1.1.0 por 192.168.2.4
A 165.12.0.0 por 192.168.2.1A 207.1.1.0 por 192.168.2.3A 215.1.1.0 por 192.168.2.4
A 165.12.0.0 por 192.168.2.1A 207.1.1.0 por 192.168.2.3A 213.1.1.0 por 192.168.2.2
PVCs o SVCs
Cuatro routers conectados en una red NBMA (Non Broadcast Multi Access)
Red RDSI, X.25, Frame Relay o ATM
X
Y
W
Z
Redes 3-22
193.146.62.7Rtr 193.146.62.1
193.146.62.1
193.146.62.12Rtr 193.146.62.1
193.146.62.215Rtr: 193.146.62.1
147.156.13.5Rtr 147.156.0.1
147.156.0.1
147.156.24.12Rtr 147.156.0.1
147.156.145.17Rtr 147.156.0.1
Internet
192.168.0.1
192.168.0.2192.168.1.2
A 0.0.0.0 por 192.168.0.2
A 193.146.62.0 por 192.168.0.1A 0.0.0.0 por 192.168.1.1
192.168.1.1
Oficina Principal
147.156.0.0
Sucursal 193.146.62.0
A 147.156.0.0 por 192.168.1.2A 193.146.62.0 por 192.168.1.2..................................................................................................
Conexión a Internet de oficina principal y sucursal
X
YZ
Redes 3-23
Dirección Significado Ejemplo
224.0.0.1 Todos los hosts multicast
255.255.255.255 Broadcast en la propia red o subred
0.0.0.0 Identifica al host que envía el datagrama
Usado en BOOTP
147.156.0.0
147.156.255.255
0.0.1.25
Host a ceros Identifica una red (o subred)
Host a unos Broadcast en esa red (o subred)
Red a ceros Identifica un host en la propia red (o subred)
127.0.0.1 Dirección Loopback
Direcciones IP especiales
Redes 3-24
Red o rango Uso127.0.0.0 Reservado (fin clase A)
128.0.0.0 Reservado (ppio. Clase B)
191.255.0.0 Reservado (fin clase B)
224.0.0.0 Reservado (ppio. Clase D)
192.0.0.0 Reservado (ppio. Clase C)
240.0.0.0 – 255.255.255.254 Reservado (clase E)
10.0.0.0 Privado
172.16.0.0 – 172.31.0.0 Privado
192.168.0.0 – 192.168.255.0 Privado
Direcciones IP reservadas y privadas (RFC 1918)
Redes 3-25
172.16.1.10
NAT
172.16.1.2
Empresa X172.16.0.0
147.156.1.2
Utilidad de las direcciones privadas
Empresa Y147.156.0.0
Internet
147.156.1.10
NAT
147.156.1.10
130.15.12.27202.34.98.10
152.48.7.5
172.16.1.1
Rtr 172.16.1.1Rtr 172.16.1.1
147.156.1.1
Rtr 147.156.1.1
Rtr 147.156.1.1
A B
Redes 3-26
Sumario• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-27
Subredes
• Dividen una red en partes mas pequeñas.• Nivel jerárquico intermedio entre red y host• ‘Roba’ unos bits de la parte host para la
subred.• Permite una organización jerárquica. Una
red compleja (con subredes) es vista desde fuera como una sola red.
Redes 3-28
Dividamos la red 147.156.0.0 (clase B) en cuatro subredes:
147 . 156 Subred Host
16 bits 2 bits 14 bits
Bits subred Subred Máscara Rango
00 (0)
01 (64)10 (128)
147.156.0.0 255.255.192.0
11 (192)
147.156.64.0 255.255.192.0
147.156.0.0 – 147.156.63.255
147.156.64.0 – 147.156.127.255147.156.128.0 – 147.156.191.255147.156.128.0 255.255.192.0
147.156.192.0 – 147.156.255.255147.156.192.0 255.255.192.0
Máscara: 11111111 . 11111111 . 11 000000 . 00000000
255 . 255 . 192 . 0
Ejemplo de Subredes
Redes 3-29
Subredes• La máscara identifica que parte de la dirección es red-
subred y que parte es host.• Si la parte host es cero la dirección es la de la propia
subred• La dirección con la parte host toda a unos esta reservada
para broadcast en la subred• En cada subred hay siempre dos direcciones reservadas, la
primera y la última.• Ejemplo:
– Red 156.134.0.0, máscara 255.255.255.0.– 256 subredes identificadas por el tercer byte: 156.134.subred.host– 156.134.subred.0 identifica la subred– 156.134.subred.255 es el broadcast en la subred.
Redes 3-30
Subredes• Red 156.134.0.0, máscara 255.255.255.0• 256 subredes (de 156.134.0.0 a 156.134.255.0) pero
– ¿Dirección 156.134.0.0 identifica red o subred?– ¿Dirección 156.134.255.255 identifica broadcast en la red o en la
subred?
• Solución: no utilizar la primera y la última subred (las que tienen el campo subred todo a ceros o todo a unos).
• Esta norma se puede infringir (se hace a menudo) con la declaración de ‘subnet zero’.
• Permite aprovechar mejor el espacio disponible (p. Ej. Red 147.156.0.0 con máscara 255.255.128.0).
Redes 3-31
Bitssubred
Nºsubredes
Nº subredes (subnetzero)
Bits host
Nº hosts
Máscara Último bytede la
máscara en binario
0 0 0 8 254 255.255.255.0 000000001000000011000000111000001111000011111000111111001111111011111111
1 0 2 7 126 255.255.255.1282 2 4 6 62 255.255.255.1923 6 8 5 30 255.255.255.2244 14 16 4 14 255.255.255.2405 30 32 3 6 255.255.255.2486 62 64 2 2 255.255.255.2527 126 128 1 0 255.255.255.2548 254 256 0 0 255.255.255.255
Posibles subredes de una red clase C
Redes 3-32
Subred Máscara Subred/bits156.134.0.0 255.255.255.0 156.134.0.0/24156.134.1.0 255.255.255.0 156.134.1.0/24156.134.2.0 255.255.255.0 156.134.2.0/24
156.134.15.0 255.255.255.0 156.134.15.0/24156.134.16.0 255.255.252.0 156.134.16.0/22156.134.20.0 255.255.252.0 156.134.20.0/22
156.134.76.0 255.255.252.0 156.134.76.0/22156.134.80.0 255.255.240.0 156.134.80.0/20156.134.96.0 255.255.240.0 156.134.96.0/20156.134.112.0 255.255.240.0 156.134.112.0/20156.134.128.0 255.255.128.0 156.134.128/17
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16 Subredes de 256 direcciones
16 Subredes de 1024 direcciones
3 Subredes de 4096 direcciones
Subred de 32768direcciones
Ejemplo de subredes con máscara de tamaño variable
Redes 3-33
158.42.20.12255.255.255.0
158.42.20.1255.255.255.0
158.42.30.1255.255.255.0
158.42.30.12255.255.255.0
A 158.42.30.0 255.255.255.0 por 192.168.1.2
192.168.1.1255.255.255.252
192.168.1.2255.255.255.252
A 158.42.20.0 255.255.255.0 por 192.168.1.1
Subred de cuatro direcciones(192.168.1.0 - 192.168.1.3)
158.42.30.25255.255.255.0
Enrutamiento de dos subredes
LAN A 158.42.20.0
255.255.255.0
LAN B 158.42.30.0
255.255.255.0
X Y
Redes 3-34
147.156.176.7/20Rtr 147.156.176.1
147.156.176.1/20
147.156.183.5/20Rtr 147.156.176.1
147.156.191.12/20Rtr: 147.156.176.1
147.156.13.5/17Rtr 147.156.0.1
147.156.0.1/17
147.156.24.12/17Rtr 147.156.0.1
147.156.14.17/17147.156.14.24/17Rtr 147.156.0.1
Internet
192.168.0.1/30
192.168.0.2/30 192.168.1.2/30
A 0.0.0.0/0 por 192.168.0.2
A 147.156.176.0/20 por 192.168.0.1A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.1
192.168.1.1/30
Oficina Principal
147.156.0.0/17
Sucursal 147.156.176.0/20
A 147.156.0.0/16 por 192.168.1.2....................................................................................................
Conexión a Internet de oficina principal y sucursal configurando subredes
Host multihomedvirtual
X
YZ
Redes 3-35
158.42.20.12/24
158.42.20.1/24 158.42.30.1/24
158.42.30.12/24
158.42.40.25/24158.42.30.25/32
A 158.42.30.0/24 por 192.168.1.2A 158.42.40.0/24 por 192.168.1.6A 158.42.30.25/32 por 192.168.1.6
192.168.1.1/30
192.168.1.2/30
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.1A 158.42.30.25/32 por 192.168.1.1
192.168.1.5/30
TokenRing
192.168.1.6/30
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.5A 158.42.30.25/32 158.42.40.25
158.42.40.1/24
Ejemplo de ruta host
Host multihomed
virtual
X Y
Z
W
LAN A 158.42.20.0/24
LAN B 158.42.30.0/24
LAN C 158.42.40.0
255.255.255.0
Redes 3-36
Superredes
• Problema: agotamiento del espacio de direcciones IP.• Causa: Clase A inaccesible, Clase B excesiva, C
demasiado pequeña. Muchas organizaciones solicitaban clases B y usaban solo una pequeña parte.
• Solución: asignar grupos de clases C a una organización.• Nuevo problema: explosión de las tablas de rutas.• Nueva solución: considerar un grupo contiguo de redes
clase C como una sola red. Hacer superredes.
Redes 3-37
Red Host
SubredesSuperredes
Las ‘superredes’ se definen mediante máscaras, igual que las subredes
Ej.: Red 195.100.16.0/21 (máscara 255.255.248.0)
Incluye desde 195.100.16.0 hasta 195.100.23.0
También se puede partir en trozos más pequeños partes de una clase A (de las que quedan libres). Por eso esta técnica se llama CIDR (Classless InterDomain Routing).
Superredes
Redes 3-38
• Además de asignar grupos de redes C a las organizaciones se hace un reparto por continentes y países:– Multi regional: 192.0.0.0 - 193.255.255.255 – Europa: 194.0.0.0 - 195.255.255.255– Otros: 196.0.0.0 - 197.255.255.255– Norteamérica: 198.0.0.0 - 199.255.255.255– Centro y Sudamérica: 200.0.0.0 - 201.255.255.255– Anillo Pacífico: 202.0.0.0 - 203.255.255.255– Otros: 204.0.0.0 - 205.255.255.255– Otros: 206.0.0.0 - 207.255.255.255
• Así se pueden ir agrupando entradas en las tablas de rutas
CIDR (RFC 1466)
Redes 3-39
Asignación de direcciones IP
• Las organizaciones obtienen sus direcciones IP del proveedor correspondiente
• Los proveedores pequeños (tier-2 a tier-n) las obtienen de los proveedores grandes (tier-1)
• Los proveedores grandes las obtienen de los registros regionales (RIR, regional internet registry)
• Cada RIR dispone de una base de datos (whois) para búsqueda de direcciones IP
Registro Regional Área geográfica
ARIN (American Registryfor Internet Numbers) www.arin.net
•América•Caribe•África Subsahariana
APNIC (Asia PacificNetwork Information Centre) www.apnic.net
•Asia oriental•Pacífico
RIPE (Réseaux IP Européenes) www.ripe.net
•Europa•Medio Oriente•Asia Central•África Sahariana
Redes 3-40
Asignación de direcciones y tarifas de APNIC
En RIPE lo mínimo que se asigna son redes /20 (4096 direcciones)
Redes 3-41
Evolución de la tabla BGP de Internet
Puesta en marcha de CIDR
Redes 3-42
Actual reparto de direcciones IPv40-2 Reservado IANA
3 General Electric
4 BBN
5 IANA Reservado
6 Army Info.Sys.Ctr.
7 IANA Reservado
8 BBN
9 IBM
10 IANA Privado
11 DoD Intel Inf. Syst.
12 AT&T
13 Xerox
14 IANA Publico
15 HP
16 DEC
17 Apple
18 MIT
19 Ford
20 Comp. Sci. Corp.
21 DDN-RVN
22 Def. Inf. Syst. Agen.
23 IANA Reservado
24 ARIN
25 Royal Sign.&Radar
26 Def. Inf. Syst. Agen.
27 IANA Reservado
28 DSI-North
29-30 Def. Inf. Syst. Agen.
31 IANA Reservado
32 Norsk Informasjons.
33 DLA Syst. Aut. Ctr
34 Halliburton Comp.
35 MERIT Comp. Net.
36-37 IANA Reservado
38 Perf. Syst. Int.
39 IANA Reservado
40 Eli Lili & Company
41-42 IANA Reservado
43 Japan Inet
44 Am.Radio Dig.Com.
45 Interop Show Net.
46 BBN
47 Bell-Northern Res.
48 Prudential Sec. Inc.
49-50 IANA
51 Dept. Soc. Sec. UK
52 DuPont de Nemours
53 Cap Debis CCS
54 Merck & Co.
55 Boeing Comp. Serv.
56 US Postal Serv.
57 SITA
58-60 IANA Reservado
61 APNIC
62 RIPE NCC
63-69 ARIN
70-79 IANA Reservado
80-81 RIPE NCC
82-127 IANA Reservado
128-192 Varios Registros
193-195 RIPE NCC
196 Variso Registros
197 IANA Reservado
198 Varios registros
199-200 ARIN
201 Res. Cent-Sud Amer.
202-203 APNIC
204-209 ARIN
210-211 APNIC
212-213 RIPE NCC
214-215 US DOD
216 ARIN
217 RIPE NCC
218-221 APNIC
222-223 IANA Reservado
224-239 IANA Multicast
240-255 IANA Reservado
Redes 3-43
Evolución de direcciones en IP
5 bits (RFC 1)
6 bits
8 bits
TCP 32 bits (RFC 675)
63 hosts en ARPANET
IP 32 bits (RFC 760)
Clases A, B, C (RFC 790)
CIDR(RFC 1518,1519)
IPv6(RFC 1883)
1970 1980 1990 2000
Redes 3-44
Sumario• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-45
Protocolos de Control de Internet
• Permiten realizar labores diversas:– ICMP (Internet Control Message Protocol):
mensajes de error y situaciones anómalas– ARP: Resolución de direcciones MAC– RARP, BOOT, DHCP: Resolución de
direcciones IP– IGMP: Gestión de grupos multicast
Redes 3-46
ICMP
• Permite reportar diversas incidencias que pueden producirse en el envío de un datagrama.
• Todos los mensajes ICMP se envían en datagramas IP (valor 1 en el campo protocolo).
Redes 3-47
Mensaje Explicación
Destination Unreachable(Destino inaccesible)
Red, host, protocolo o puerto (nivel de transporte) inaccesible o desconocidoDatagrama con bit DF puesto no cabe en la MTU
Source quench(apagar la fuente)
Ejerce control de flujo sobre el emisor en casos de congestión. No se utiliza.
Echo request y Echo reply
Sirve para comprobar la comunicación (comando ping).
Time exceeded(Tiempo excedido)
Datagrama descartado por agotamiento del TTL (usado en comando traceroute)
Redirect(Cambio de ruta)
El router nos sugiere un camino más óptimo
Principales mensajes de ICMP
Redes 3-48
Iluso_$ ping –s www.uv.es 64 4PING video.ci.uv.es: 64 bytes packets64 bytes from 147.156.1.46: icmp_seq=0. time=1. ms 64 bytes from 147.156.1.46: icmp_seq=1. time=1. ms 64 bytes from 147.156.1.46: icmp_seq=2. time=1. ms 64 bytes from 147.156.1.46: icmp_seq=3. time=1. ms ---video.ci.uv.es PING Statistics ----5 packets transmitted, 5 packets receivded, 0% packet lossRound-trip (ms) min/avg/max = 1/1/1
Iluso_$ ping –s www.cmu.edu 64 4PING server.andrew.cmu.edu: 64 bytes packets64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=0. time=287. ms64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=1. time=290. ms 64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=2. time=285. ms 64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=3. time=277. ms ---server.andrew.cmu.edu PING Statistics ----5 packets transmitted, 5 packets receivded, 0% packet lossRound-trip (ms) min/avg/max = 277/285/290
ICMP ECHO REQUEST y ECHO REPLY
Comando PING
Redes 3-49
Iluso_$ traceroute www.uniovi.estraceroute to dana.vicest.uniovi.es (156.35.34.1), 30 hops max,
40 byte packets1 cisco.ci.uv.es (147.156.1.11) 3 ms 3 ms 2 ms2 A1-0-2.EB-Valencia1.red.rediris.es (130.206.211.181) 2 ms 2 ms 2 ms3 A1-0-2.EB-Madrid1.red.rediris.es (130.206.224.5) 8 ms 7 ms 7 ms4 A3-0-1.EB-Oviedo1.red.rediris.es (130.206.224.34) 22 ms 17 ms 17 ms5 rcpd02.net.uniovi.es (156.35.11.205) 16 ms 17 ms 16 ms6 156.35.12.253 (156.35.12.253) 20 ms 19 ms 19 ms7 rest34.cpd.uniovi.es (156.35.234.201) 24 ms 26 ms 26 ms8 dana.vicest.uniovi.es (156.35.34.1) 28 ms 28 ms 28 msIluso_$
Comando Traceroute
ICMP TIME EXCEEDED
Redes 3-50
202.1.1.2Rtr 202.1.1.1
202.1.1.1
202.1.1.3Rtr 202.1.1.1
203.1.1.2203.1.1.1
203.1.1.4
204.1.1.1
204.1.1.2Rtr 204.1.1.1
204.1.1.3Rtr 204.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
LAN A202.1.1.0
LAN B203.1.1.0
LAN C204.1.1.0
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
Ruta no óptima hacia LAN C
203.1.1.3A 202.1.1.0 por 203.1.1.1A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
A 0.0.0.0 por 203.1.1.1
Uso del comando ICMP REDIRECT
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2Ruta añadida por ICMP REDIRECT
W
X Y
Z
Redes 3-51
> route -nRouting tablesDestination Gateway Flags Refcnt Use Interface
127.0.0.1 127.0.0.1 UH 6 62806 lo0Default 203.1.1.1 UG 62 2999087 le0203.1.1.0 203.1.1.4 U 33 1406799 le0
(recibido mensaje ICMP REDIRECT)
> route -nRouting tablesDestination Gateway Flags Refcnt Use Interface
127.0.0.1 127.0.0.1 UH 6 62806 lo0Default 203.1.1.1 UG 62 2999385 le0203.1.1.0 203.1.1.4 U 33 1406927 le0204.1.1.0 203.1.1.2 UGD 1 357 le0
Flags: U: ruta operativa (Up)G: Ruta gateway (router)H: Ruta hostD: ruta dinámica
Efecto de ICMP REDIRECT sobre el host 203.1.1.4 anterior
Ruta añadida por ICMP redirect
Redes 3-52
132.15.1.2/16Rtr: 132.15.1.1
132.15.1.3/16Rtr: 132.15.1.1
200.1.1.2/24Rtr: 200.1.1.1
200.1.1.3/24Rtr: 200.1.1.1
200.1.1.1/24132.15.1.1/16
1. X quiere mandar un paquete a Y. Como está en otra red y X no tiene ruta para llegar a ella manda el paquete a su router por defecto, Z.
2. El router envía el datagrama a su destino, pero además envía un ICMP REDIRECT a X indicándole que Y está en su misma LAN, por lo que puede hablar directamente. Como consecuencia X incorpora en su tabla de rutas una entrada para indicar que la red B está accesible directamente (por eth0)
Router con dos direcciones IP en la misma interfaz
Otro ejemplo de uso de ICMP REDIRECT
Red A 132.15.0.0/16
Red B 200.1.1.0/24
X Y
Z
Redes 3-53
Resolución de direcciones• Normalmente el paquete del nivel de red se ha de enviar en una trama
con una dirección de destino (p. ej. MAC en LANs). Dada la dirección de destino a nivel de red el emisor ha de saber que dirección de enlace le corresponde para ponerla en la trama.
• Imaginemos que X quiere hacer ping a Y. Comparando la dir. IP de Y con la suya y con la máscara sabe que Y está en su misma LAN. Ha de meter el paquete IP en una trama Ethernet con una MAC de destino, pero no sabe cual poner.
147.156.1.1/16
147.156.1.4/16Rtr: 147.156.1.1
147.156.1.3/16Rtr: 147.156.1.1
147.156.1.2/16Rtr: 147.156.1.1
InternetX Y Z
130.206.211.5/30
A 0.0.0.0/0 por 130.206.211.6
W
Redes 3-54
Resolución de direcciones• Algunas soluciones empleadas para resolver el problema de la
resolución de direcciones son las siguientes:– Fijar la dirección de enlace a partir de la de red. Ej.: en
DECNET la dir. MAC se pone a partir de la de red. (se usan direcciones MAC locales)
– Construir manualmente una tabla estática de equivalencias. Ej.: RDSI, X.25, FR, ATM.
– Crear una tabla dinámica que se mantiene de forma automática en un servidor en el que se registra cada equipo. Ej.: ATM.
– Lanzar una pregunta broadcast a la red para localizar al propietario de la dirección de red buscada. Solo se puede usar en las redes broadcast (LANs).Ej.: Protocolo ARP (Address Resolution Protocol).
Redes 3-55
1. El usuario X teclea ‘ping 147.156.1.3’
2. X genera ARP request (broadcast): ¿quién es 147.156.1.3?
3. Todos (Y, Z y W) capturan la pregunta y ‘fichan’ a X, es decir le incluyen en su ARP cache (esta parte es opcional).
4. Y responde ARP reply (unicast) diciendo que él es ese (y su dir. MAC)
5. X recoge la respuesta, la pone en su ARP cache y envía el ping
• La entrada ARP en X caduca pasados unos 15 minutos de inactividad• Cuando el mensaje es para una dirección de fuera el ARP de X busca al router;
si el router ya estaba en su ARP cache X le envía el ping directamente, sin más.
147.156.1.1/16
147.156.1.4/16Rtr: 147.156.1.1
147.156.1.3/16Rtr: 147.156.1.1
147.156.1.2/16Rtr: 147.156.1.1
InternetX Y Z
130.206.211.5/30
A 0.0.0.0/0 por 130.206.211.6
Funcionamiento de ARP
W
Redes 3-56
Iluso_$ /etc/arp -agong.ci.uv.es (147.156.1.1) at 8:0:9:d2:99:1b etherljgene.geneti.uv.es (147.156.5.2) at (incomplete)qfgate.quifis.uv.es (147.156.9.2) at 2:60:8c:2f:9:45 etherpower.ci.uv.es (147.156.1.3) at 2:60:8c:2f:bf:4d etherdewar.quiorg.uv.es (147.156.9.5) at 8:0:5a:c7:1b:1ffapr.fisapl.uv.es (147.156.7.6) at 0:80:a3:4:98:ed etherbecopr.sib.uv.es (147.156.11.6) at 0:80:a3:4:5e:c6 ethercisco.ci.uv.es (147.156.1.11) at 0:60:3e:99:7e:39 ethervideo.ci.uv.es (147.156.1.46) at 8:0:69:2:76:c0 etherroge.ci.uv.es (147.156.1.219) at 0:4f:56:1:10:f etherIluso_$
Tabla ARP en un host UNIX
A este host se le ha enviado el ARP request, pero aún no se ha recibido el ARP reply.
Probablemente está apagado.
Redes 3-57
• Se usa en todo tipo de LANs broadcast• Especificado en RFC 826. Diseñado para soportar
todo tipo de protocolos y direcciones de red, no solo IP.
• ARP tiene sus propios paquetes (no usa los de IP). En Ethernet usa Ethertype X’806’ (formato DIX).
• Los paquetes ARP contienen en la parte de datos las direcciones IP y MAC; las direcciones MAC que aparecen en la trama MAC no deben utilizarse
ARP (Address Resolution Protocol)
Redes 3-58
Resolución inversa de direcciones
• A veces se plantea el problema inverso al de ARP, es decir conocemos la MAC y queremos averiguar la IP que le corresponde. Ejemplos:– Estaciones ‘diskless’ que al arrancar solo saben su
MAC. No tienen información de configuración.– Red administrada de forma centralizada en la que se
quiere concentrar en un servidor la correspondencia IP-MAC para poder cambiar las IP cuando se quiera sin tener que tocar la máquina del usuario.
Redes 3-59
RARP (Reverse Address ResolutionProtocol)
• Debe haber un servidor en la red donde se registran todas las máquinas con su dir. MAC asignándole a cada una dir. IP
• El host (cliente) que quiere saber su IP envía un mensaje broadcast; el mensaje llega al servidor RARP que busca en sus tablas y devuelve un mensaje con la dirección IP
• RARP utiliza el Ethertype x’8035’ (distinto de ARP)• Problemas de RARP:
– Solo devuelve la dirección IP, no la máscara, router, MTU, etc.– El servidor RARP ha de estar en la misma LAN que el cliente
Redes 3-60
Tipo de hardware (1=Enet) Tipo de protocolo (800=IP)Lon. Dir. Hard. (6) Lon. Dir. Red (4) Operación (1-2: ARP, 3-4: RARP)
Dir. IP emisor (octetos 0-1)Dir. MAC destino (oct. 0-1)
Dir. MAC Emisor (octetos 0-3)Dir. MAC Emisor (oct 4-5)Dir. IP emisor (octetos 2-3)
Dir. MAC destino (octetos 2-5)Dir. IP destino
32 bits
Formato de mensaje ARP y RARP para IP en Ethernet.
Redes 3-61
BOOTP (Bootstrap Protocol)• Función análoga a RARP, pero:
– Permite suministrar todos los parámetros de configuración al cliente, no solo la dir. IP
– El servidor y el cliente pueden estar en LANs diferentes. En la LAN del cliente debe haber un agente responsable de capturar la pregunta BOOTP (broadcast) para reenviarla al servidor remoto
• A cada dirección MAC se le asigna una dirección IP de forma estática (correspondencia biunívoca)
• Los mensajes BOOTP viajan en datagramas IP
Redes 3-62
Funcionamiento de BOOTP• El host cliente cuando arranca envía un ‘BOOTP request’ a
la dirección 255.255.255.255 (broadcast en la LAN) con dirección de origen 0.0.0.0 (pues aun no sabe su IP)
• El servidor recibe el mensaje, busca en su tabla la MAC del solicitante y si la encuentra prepara el ‘BOOTP reply’
• Para enviar el BOOTP reply en unicast la MAC del cliente debe estar en la ARP cache del servidor, lo cual requiere que el cliente responda a un ARP request. Pero el cliente no puede responder pues aun no sabe su IP. Esto se resuleve de una de las dos maneras siguientes:– Enviar la respuesta en broadcast.– Si el kernel lo permite el proceso BOOTP modifica ‘ilegalmente’
la tabla ARP y responde entonces en unicast.
Redes 3-63
A 165.12.32.5
A
Tabla BOOTPA 165.12.32.5/24
Servidor BOOTP
4. b) B modifica su ARP cache para incluir en ella a A y le envía el BOOTP reply en unicast
BARP cache
Funcionamiento de BOOTP
1¿IP?D.O.: 0.0.0.0 (A)
D.D.: 255.255.255.255 (F)
2¿A?
4 aIP 165.12.32.5/24
D.O.: 165.12.32.2 (B)D.D.: 255.255.255.255 (F)
165.12.32.2
4 bIP 165.12.32.5/24
D.O.: 165.12.32 (B)D.D.: 165.12.32.5 (A)(F): Dirección MAC broadcast
Dirección MAC
3¿165.12.32.5?
1. A lanza BOOTP request en broadcast preguntando su IP
2. B busca en su tabla la MAC de A. Encuentra que su IP es 165.12.32.53. B no puede enviar un datagrama a 165.12.32.5 porque no esta en su ARP cache;
tampoco puede enviar un ARP request pues A no responderá4. a) B lanza BOOTP reply en broadcast, o bien
Redes 3-64
BOOTP con servidor remoto• Si el servidor BOOTP es remoto algún equipo de
la LAN (normalmente un router) actúa como BOOTP relay y redirige las ‘BOOTP request’ al servidor
• El router anota en el BOOTP request su dirección; así cuando vuelva el BOOTP reply sabe que lo ha de distribuir por broadcast
• En la LAN del cliente tanto el BOOTP requestcomo el reply viajan normalmente en tramas broadcast. En el resto de la red viajan en unicast (transporte UDP).
Redes 3-65
LAN A165.12.32.0/24
LAN B165.12.40.0/24
LAN C165.34.0.0/16
W X
U V Y
Tabla BOOTPU 165.12.32.5/24V 165.12.32.7/24Y 165.34.56.3/16
Funcionamiento de BOOTP entre LANs
Z
165.12.32.1/24
165.12.40.1/24165.34.0.1/24
BOOTP requests a 165.34.0.2
165.12.40.2/24Servidor BOOTP
local165.12.40.7/24X165.12.40.3/24W
Tabla BOOTP
192.168.1.1/30
192.168.1.2/30
A 165.34.0.0/16 por 192.168.1.2
A 165.12.32.0/24 por 192.168.1.1A 165.12.40.0/24 por 192.168.1.1
165.34.0.2/16 Servidor BOOTP
local y remoto
Redes 3-66
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)• Es como BOOTP pero en vez de dar direcciones IP ‘en
propiedad’ las ‘alquila’.• El alquiler puede ser:
– Indefinido y estático (fijado por el administrador), equivale a BOOTP.
– Automático (también estático, pero las da según le llegan peticiones)
– Dinámico (se asigna la dirección de un pool). • Si la IP puede variar el nombre del computador también.
Para asignar nombres permanentes el DHCP ha de interaccionar con el DNS (actualizaciones dinámicas).
• Usa el mismo mecanismo broadcast que BOOTP para acceder a servidores en otras LANs
• Es lo más parecido a la autoconfiguración
Redes 3-67
Parámetros BOOTP/DHCP
• Dirección IP del cliente• Hostname del cliente• Máscara de subred• Dirección(es) IP de:
– Router(s)– Servidor(es) de nombres– Servidor(es) de impresión (LPR)– Servidor(es) de tiempo
• Nombre y ubicación del fichero que debe usarse para hacer boot (lo cargará después por TFTP)
Redes 3-68
s_FarmaciaSotano:\ht=ether:\sm=255.255.254.0:\ds=147.156.1.1 147.156.1.3 147.156.122.64:\dn=uv.es:\gw=147.156.16.1:\nt=147.156.1.3:\ts=147.156.1.3:\hn:\to=auto:\na=147.156.1.46:
infsecre2:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a21f8:ip=147.156.17.135sdisco:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a24e7:ip=147.156.16.32pfc7:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a35d3:ip=147.156.17.133pfc5:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a35d8:ip=147.156.17.131pfc6:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a35df:ip=147.156.17.132sweb:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a44ab:ip=147.156.16.46
Configuración de un servidor BOOTP
Parámetroscomunes a
toda la subred
Redes 3-69
Subnet 239.252.197.0 netmask 255.255.255.0 {range 239.252.197.10 239.252.197.250;default-lease-time 600 max-lease-time 7200;option subnet-mask 255.255.255.0;option broadcast-address 239.252.197.255;option routers 239.252.197.1;option domain-name-servers 239.252.197.2, 239.252.197.3;option domain-name “isc.org”;}
Host haagen {hardware ethernet 08:00:2b:4c:59:23;fixed-address 239.252.197.9;filename “/tftpboot/haagen.boot”;option domain-name-servers 192.5.5.1;option domain-name “vix.com”;}
Configuración de un servidor DHCP
Excepcióna la ‘regla’
Redes 3-70
Sumario• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-71
Fragmentación en IP• El nivel de red ha de acomodar cada datagrama en una
trama (del nivel de enlace).• Cada tecnología de nivel de enlace tiene un valor máximo
de paquete que puede aceptar, Ej.:– Ethernet: 1500 bytes (DIX), 1492 (LLC-SNAP). – Token Ring: 4440 bytes (4 Mb/s, THT 8 ms).
• Este valor máximo es la MTU (Maximum Transfer Unit). • Si el datagrama no cabe se ha de fragmentar. Ej: datagrama
de 4000 bytes creado en red Token Ring que pasa a Ethernet. El router ha de fragmentar
• A veces el host ha de fragmentar de entrada pues genera datagramas demasiado grandes, ej: NFS construye datagramas de 8 KB, incluso en Ethernet
Redes 3-72
Nivel de enlace MTU (bytes)PPP normal 1500
PPP bajo retardo 296X.25 1600 (RFC 1356)
Frame Relay 1600 (normalmente)Ethernet DIX 1500
Ethernet LLC-SNAP 1492Token Ring 4 Mb/s 4440 (THT 8ms)
Classical IP over ATM 9180
MTU de algunos medios a nivel de enlace
Redes 3-73
Cab. ABCDEF GHIJKL MNOP
Cab. ABCDEF
Token Ring
E-net DIX Cab. GHIJKL Cab. MNOP
PPP Bajo Retardo
Cab. M Cab. N Cab. O Cab. P
Fragmentación múltiple
Redes 3-74
Fragmentación en IP• Los fragmentos reciben la misma cabecera que el
datagrama original salvo por los campos ‘MF’ y ‘Desplazamiento del Fragmento’.
• Los fragmentos de un mismo datagrama se identifican por el campo ‘Identificación’.
• Todos los fragmentos, menos el último, tienen a 1 el bit MF (More Fragments).
• La unidad básica de fragmentación es 8 bytes. Los datos se reparten en tantos fragmentos como haga falta, todos múltiplos de 8 bytes (salvo quizá el último).
• Toda red debe aceptar un MTU de al menos 68 bytes. El mínimo recomendado es de 576 bytes.
Redes 3-75
Id Long DF MF Desplaz. Datos
Fragmento 1 XXX 1500 0 1 0 ABCDEFFragmento 2 XXX 1500 0 1 185 GHIJKLFragmento 3 XXX 1060 0 0 370 MNOP
DatagramaOriginal
XXX 4020 0 0 0 ABCDEF GHIJKL MNOP
Fragm. 3a XXX 292 0 1 370 MFragm. 3b XXX 292 0 1 404 NFragm. 3c XXX 292 0 1 438 OFragm. 3d XXX 244 0 0 472 P
Ejemplo de fragmentación múltiple
Token Ring
E-net DIX
PPP Bajo
Retardo
Los bytes se cuentan en grupos de 8 bytes
Redes 3-76
Bit DF (Don’t Fragment)
• Indica que ese datagrama no se debe fragmentar. Ej.: ping –f (windows).
• Se usa:– Cuando un host no está capacitado para
reensamblar (ej.: estaciones ‘diskless’).– En la técnica de descubrimiento de la MTU del
trayecto o ‘Path MTU discovery’.
Redes 3-77
TokenRing
A
B
Ethernet1: A envía a B un paquete de 4020 bytes con DF=1.
4020 DFX
2: X descarta el paquete y responde a A con un ICMP ‘destino inaccesible’ indicando que si hubiera sido de 1500 o menos habría pasado.
Max 1500
3: A fragmenta la información y a partir de ahora no mandará a B paquetes de más de 1500 bytes. Sigue usando el bit DF.
1060 DF 1500 DF1500 DF
Funcionamiento del ‘Path MTU discovery’
Paquete normal
Mensaje ICMP
Redes 3-78
Preguntas sobre fragmentación
¿Cual es el tamaño mínimo posible de MTU en unared para que puedan pasar por ella datagramas IPv4?
En caso de fragmentación las opciones de la cabeceraIP (record route, timestamp, strict source route y loosesource route), ¿han de copiarse en todos los fragmentos o solo en uno?
Cuando se emite un datagrama IP, ¿se ha de marcar siempre el campo Identificación, o solo cuando el datagrama se vaya a fragmentar?
Redes 3-79
Preguntas sobre fragmentaciónSi un fragmento se pierde el host receptor no podrá reensamblar el datagrama original; ¿cuanto tiempo esperará el host antes de considerar que se ha perdidoy descartar los demás fragmentos?
Un datagrama de 4020 bytes pasa de una red Token Ring con THT 8 ms (MTU 4400) a una Ethernet (MTU 1500) y después pasa por un enlace PPP con bajo retardo (MTU 296). Si ese mismo datagrama pasara directamente de la red Token Ring al enlace PPP (sin pasar por la red Ethernet) ¿habría alguna diferencia en la forma como se produce la fragmentación?
Redes 3-80
Sumario• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-81
Protocolos de Routing
• Protocolos de routing dentro de un AS• Concepto de Sistema Autónomo (AS)• Protocolos de routing entre ASes• Arquitectura de Internet y puntos neutros de
interconexión
Redes 3-82
Protocolos de routing
• Vector distancia– RIP– IGRP y EIGRP– BGP (entre Sistemas Autónomos)
• Estado del enlace– IS-IS– OSPF
Redes 3-83
RIP (Routing Information Protocol)
• Sufre los problemas típicos del vector distancia (cuenta a infinito)
• Solo útil en redes pequeñas (5-10 routers)• Métrica basada en número de saltos únicamente. Máximo
15 saltos• La información se intercambia cada 30 segundos. Los
routers tienden a sincronizarse y la red se bloquea cuando ocurre el intercambio.
• RIPv1 no soporta subredes ni máscaras de tamaño variable (sí en RIPv2)
• No permite usar múltiples rutas simultáneamente• Disponible en máquinas UNIX
Redes 3-84
IGRP (Interior Gateway RoutingProtocol) y EIGRP (Enhanced IGRP)
• Protocolos propietarios de Cisco• Resuelven muchos de los problemas de RIP
– Métrica sofisticada– Uso de múltiples caminos
• Mejoras de EIGRP sobre IGRP– Soporta subredes– Solo transmite modificaciones
• Incluyen soporte multiprotocolo• Se utilizan en muchas redes (ej. UV)
Redes 3-85
Métrica típica de IGRP
‘Distancia’ = [k1 * bw + (k2 * bw) / (256 – carga) + k3 * retardo]Donde:
bw = 2,56*1012 / (ancho de banda en bits por seg.)carga = 255 * (tráfico real)/ (ancho de banda)retardo = (retardo en milisegundos)/10
• La distancia aumenta con la carga y el retardo, disminuye con el ancho de banda.
• Mediante otra fórmula más compleja se puede incluir también la fiabilidad
Redes 3-86
OSPF (Open Shortest Path First)• Desarrollado por el IETF entre 1988-1990• Estado del enlace, algoritmo de Dijkstra• Dos niveles jerárquicos (áreas):
– Area 0 o backbone (obligatoria)– Areas adicionales (opcionales)
• Resuelve los problemas de RIP:– Rutas de red, subred y host (máscaras de tamaño
variable)– Métricas complejas– Múltiples rutas
• Las rutas elegidas pueden no ser simétricas.
Redes 3-87
• Clases de routers en OSPF:– Routers backbone: los que se encuentran en el área 0– Routers internos: pertenecen únicamente a un área– Routers frontera de área: los que conectan dos o mas
áreas (una de ellas necesariamente el backbone)– Routers frontera de AS: los que conectan con otros
ASes. Pueden estar en el backbone o en cualquier otra área
• Tipos de rutas en OSPF:– Intra-área: las determina directamente el router– Inter-área: se resuelven en tres fases:
• Ruta hacia el router backbone en el área• Ruta hacia el área de destino en el backbone• Ruta hacia el router en el área de destino
– Inter-AS: se envían al router frontera de AS más próximo (empleando alguna de las dos anteriores).
Redes 3-88
A otros ASes
Router Backbone
Router Fronterade Sistema Autónomo
Router Frontera de Area
Router Interno
Area 0(Backbone)
Area 1Area 2
Ruta intra-área: D-G-HRuta inter-área: F-C,C-A-D,D-G-HRuta inter-AS: A-D,D-G-H, H-...
Funcionamiento de OSPF
A
F
G H
E
D
B
C
Redes 3-89
A
E
D C
B
A
E
D C
B
Sin router designado (RIP) Con router designado (OSPF)
Si hay varios routers en una red multiacceso (LAN, X.25, FR o ATM) uno de ellos actúa como designado y es el único que intercambia información con los demás:
A EDCB
Router designado en OSPF
Redes 3-90
IS-IS(Intermediate System- Intermediate System)
• Intermediate-System significa router en ‘ISOese’ (host es ES, End System)
• Muy similar a OSPF, pero no es estándar Internet. Es estándar OSI
• Ocho niveles jerárquicos posibles• Soporte Multiprotocolo (routing integrado). OSPF
no lo tiene.• Es el protocolo habitual en las grandes redes
(ISPs). Se utiliza en RedIRIS, por ejemplo.
Redes 3-91
Protocolo Algoritmo Subredes Métrica compleja
Notifica Actualiz.
Niveles jerárquicos
Estándar
RIPv1 Vector Distancia
NO NO NO NO (1) SI
RIPv2 Vector Distancia
SI NO NO NO (1) SI
IGRP Vector Distancia
NO SI NO NO (1) NO
EIGRP Vector Distancia
SI SI SI NO (1) NO
OSPF Estado Enlace
SI SI SI 2 SI
IS-IS Estado Enlace
SI SI SI 8 SI
Protocolos de routing de Internet
Redes 3-92
Sistema Autónomo• Un Sistema Autónomo (AS) está formado por un conjunto
de routers que tienen:– Un protocolo de routing común– Una gestión común
• Normalmente cada proveedor u operador tiene al menos un sistema autónomo (a veces varios).
• También las grandes organizaciones (las que están conectadas a más de un proveedor).
• El AS se identifica por un número de 16 bits. Los números de AS los asignan los RIR (Registros Regionales).
• Los valores del 64512 al 65535 están reservados para uso privado (RFC 1930). Equivalente a las direcciones privadas
• Ejemplos de AS: RedIRIS: 766. Univ. Valencia: 65432
Redes 3-93
Protocolo de routing externo (entre ASes): BGP (Border Gateway Protocol)
• Necesario incluir factores ‘políticos’ en el cálculo de rutas entre ASes. Otros protocolos.
• Hasta 1990 se usaba EGP (Exterior GatewayProtocol).
• En 1989 se desarrolló BGP. Hoy se usa la versión 4 (BGP-4 incluye soporte de CIDR)
• Usado por prácticamente todos los proveedores de Internet en la comunicación de rutas entre ASes.
Redes 3-94
BGP (Border Gateway Protocol)
• Algoritmo de vector distancia modificado: además de la interfaz y el costo se incluye la ruta completa en cada caso.
• El router descarta las rutas que pasan por él mismo. Así evita el problema de la cuenta a infinito.
• La métrica suele ser la más simple posible: número de saltos.
• Permite introducir restricciones o reglas ‘políticas’. Una ruta que viola estas reglas recibe una distancia infinito.
Redes 3-95
Red con BGP
Int. Dist. Rutai 3 BAEHj 4 CGIHk 2 GIHm 4 CGIH
Rutas descartadas
BA C
E
i
j
k
D
AS 1
H
AS 8
I
AS 9
AS 2
F
AS 6
AS 3
G
AS 7AS 5
mAS 4
Ruta óptima de C a H. Información recibida por
C de sus vecinos:
Ruta óptima
EL AS 6 intercambia tráfico con AS 3 y AS 8, pero no acepta tráfico de tránsito. Para ello F oculta su conexión con C cuandose anuncia a H y su conexión con H cuando se anuncia a C
Tr
Tr
ISP U
ISP X
ISP V
ISP W
ISP Y ISP Z
Redes 3-96
Proveedor Y Proveedor Z
Organización X
AS 147 AS 504
Organización conectada a dos ISPsEn caso de fallo de un proveedor los computadores que salen por él quedan sin servicio
A 201.201.201.0/24 por α
α
A 202.202.202.0/24 por β
β
Los computadores de la organización X se han de configurar con una IP de Y o de Z
Internet
A 0.0.0.0/0 por YA 0.0.0.0/0 por Z
Redes 3-97
Proveedor Y Proveedor Z
Organización X
AS 147 AS 504
AS 812
Con un AS propio la organización X puede elegir la ruta óptima en cada momento para cada destino
Organización ‘multihomed’En caso de fallo de un proveedor el tráfico se reencamina de forma automática
Las direcciones son de X, no pertenencen a Y ni a Z
Internet
AB
Redes 3-98
Redes 3-99
65432
(UV)
Redes 3-100
ISP de tránsito
ISP nacional
ISP regional
ISP local
ISP de tránsito
ISP de tránsito
ISP nacional
ISP nacional
ISP nacional
ISP regional
ISP regional
ISP regional
ISP regional
ISP local
ISP local
ISP local
ISP local
ISP local
Proveedor
Cliente
Modelo jerárquico de Internet
Redes 3-101
Telefónica
BT
La interconexión en otro país supone un uso innecesario de enlaces internacionales
Washington
Intercambio de tráfico entre ISPs en otro país
Redes 3-102
Puntos neutros de interconexión
• Los puntos de interconexión (o puntos neutros) permiten el fácil intercambio de tráfico entre ISPs.
• También se llaman CIX (Commercial Internet Exchange)
• El hecho de que dos ISPs estén conectados al mismo CIX no implica necesariamente que intercambien tráfico. Algunos CIX requieren que cada ISP establezca sus propios acuerdos de ‘peering’
Redes 3-103
Red IP cliente
Exchange
Red IP cliente
ISP
ISP
ISPISP
Exchange Exchange
ExchangeISP
ISP
Red IP cliente
Red IP clienteRed IP cliente
Clientes dialup Cliente Cliente
ProveedorProveedor Peer
Peer
Acuedo de Peering
Servicio al por mayor
Servicio minorista
Interconexiones y relaciones en Internet
Redes 3-104
Puntos neutros de interconexión en España
Nombre Ubicación Creación URL ProveedoresEspanix Madrid 2/1997 www.espanix.net
www.catnix.netwww.galnix.net
NAP Alcobendas 9/2002 www.napmadrid.com ?Mad-IX Madrid 3/2003 www.mad-ix.net 7
?
29Catnix Barcelona 6/1999 10Galnix Santiago de
Compostela7/2002 6
Euskonix Bilbao 2003? ?
Redes 3-105
Esquema de GALNIX
Redes 3-106
Acuerdos de peering en ESPANIX
Redes 3-107
Sumario• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-108
Protocolo IPv6• Desarrollado fundamentalmente para
resolver el problema de escasez de direcciones de IPv4
• De paso se incorporaron mejoras en seguridad, eficiencia, calidad de servicio, tráfico multicast, etc.
• Especificado en RFC 1883 (12/1995), modificado (campo DS) en RFC 2460 (12/1998)
Redes 3-109
Objetivos de IPv6• Direcciones: Pasa a direcciones de 128 bits.• Eficiencia: Simplifica cabeceras. Omite checksum.
Estructura jerárquica, reduce tablas de routing.• Seguridad: Incorpora mecanismos de privacidad y
validación mediante criptografía • Calidad de Servicio: Previsto soporte de tráfico en tiempo
real.• Multicast: Mejora soporte.• Sencillez: posibilidad de autoconfiguración de equipos• Movilidad: Permite movilidad manteniendo dirección.• Evolución: Contempla mecanismo para futuras opciones.• Compatibilidad: puede coexistir con IPv4
Redes 3-110
Principales novedades de IPv6
• Autoconfiguración y movilidad: el host asigna los 8 últimos bytes (dir. EUI-64) y toma los 8 primeros del router.
• Posibilidad de envíos unicast, multicast y anycast• Eficiencia (se suprime el checksum)• Opciones encadenadas: el campo de opciones se
reemplaza por el de Siguiente cabecera; esto simplifica el proceso en cada router y da un mecanismo de extensión de opciones.
• Fragmentación en ruta: prohibida. Todos los nodos han de soportar MTU mínima de 1280 bytes.
Redes 3-111
Versión DS Etiqueta de flujo Longitud de carga útil Sig. Cabecera Límite saltos
Dirección de origen
(16 bytes)
Dirección de destino (16 bytes)
Version Lon.Cab. DS Longitud total Identificación X D
FMF
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Dirección de origen Dirección de destino
Opciones
Cabecera IPv6
Cabecera IPv4
40 bytes
20 bytes
Redes 3-112
Autoconfiguración en IPv6
• En la autoconfiguración el host construye su propia dirección a partir de dos partes:– La parte red (8 bytes) que le indica el router– La parte host (8 bytes) es su dirección MAC extendida
o EUI-64 (Extended Unique Identifier). La crea a partir de su propia MAC de 6 bytes.
• Si el host no tiene MAC se inventa un identificador al azar (con suerte no coincidirá con ningún otro de la red).
• También es posible asignar manualmente una dirección cualquiera al host
Redes 3-113
Conversión de EUI-48 a EUI-64
OUI Equipo
3 5
Conversión EUI-48 → EUI-64 para IPv6:
xxxxxx00 cd ef gh ij kl
xxxxxx10 cd ef 0xFF 0xFE gh ij kl
Bit I/G (Individual/Grupo) 0/1Bit G/L (Global/Local) 0/1. (Este bit se cambia al hacer la conversión)
Formato EUI-64 (IEEE):
Redes 3-114
Autoconfiguración en IPv6
2
Host IPv6MAC: 0008:0267:5ccaEUI-64: 0208:02ff:fe67:5ccaIPv6: ??
1: Mensaje (multicast a todos los routers IPv6):
¿Me podeis decir el prefijo de esta red?
1
Router IPv6Prefijo red: 2001:0720:1014:00022: Respuesta (unicast):
El prefijo es 2001:720:1014:2
3: Entonces mi dirección IPv6 debe ser 2001:720:1014:2:208:2ff:fe67:5cca
Redes 3-115
Direcciones IPv6
• Inicialmente propuestas de 8, 16 y 20 bytes• 8 bytes: suficiente, pero no habría permitido
autoconfiguración con dirección MAC• 20 bytes: formato OSI (protocolo CLNP).
Impopular por ser OSI• 16 bytes: fue la solución aceptada
Redes 3-116
Direcciones IPv6
• Dirección IPv6 en decimal:128.0.0.0.0.0.0.0.1.35.69.103.137.171.205.239
• La misma en hexadecimal:8000:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEF
• Los ceros a la izquierda pueden omitirse; si uno o más grupos son todo cero se puede abreviar con dobles dos puntos:
8000::123:4567:89AB:CDEF• Para direcciones IPv4 se puede usar la notación decimal
con puntos simples:::147.156.11.11
Redes 3-117
Prefijo (binario) Uso0000 0000 Reservado (incluye IPv4)0000 0001 No asignado0000 001 Direcciones OSI NSAP0000 010 Direcciones IPX de Novell Netware0000 011, 0000 1, 0001 No asignado
001 Direcciones globales unicast agregables010, 011, 100, 101 No asignado110, 1110, 1111 0, 1111 10 No asignado1111 110, 1111 1110 0 No asignado1111 1110 10 Direcciones privadas para enlaces1111 1110 11 Direcciones privadas1111 1111 Direcciones multicast
Clases de direcciones IPv6(RFC 2373, 7/1998)
Redes 3-118
FP TLA Res NLA SLAToplogía pública Toplogía de
organizaciónInterfaz
Parte red Parte host
Interface ID
Direcciones unicast agregables en IPv6Formato estándar
FP TLA Sub TLA Res NLA SLAToplogía pública Toplogía de
organizaciónInterfaz
Parte red Parte host
Interface ID
Formato RIPE
3
3
8 24 16 6413
13 6 13 641613
FP: Format Prefix (siempre 001)TLA: Top Level AgregatorNLA: NExt Level AgregatorSLA: Site level Agregator
RIPE16 bits(2001)
RedIRIS19 bits(0720)
UV13 bits(1014)
Interno16 bits
Redes 3-119
Opciones en IPv6
Cabecera TCP+ Datos
Cabecera IPv6Siguiente Cab. = TCP
Cabecera TCP+ Datos
Fragmento de Cab. TCP + Datos
Cabecera IPv6Siguiente Cab.= Routing
Cabecera IPv6Siguiente Cab.= Routing
Cabecera RoutingSiguiente Cab. = TCP
Cabecera RoutingSiguiente Cab.= Fragment.
Cabecera Fragment.Siguiente Cab. = TCP
Las opciones se expresan como cabeceras adicionales encadenadas
Redes 3-120
Situación actual de IPv6
• Red experimental a nivel mundial (6Bone) desde 1995 mediante túneles.
• Las principales redes académicas del mundo participan en 6Bone.
• Decepción respecto a las expectativas que había en 1995-96. La mayoría de las mejoras de IPv6 se han incorporado por un proceso evolutivo en IPv4
• Fabricantes e ISPs han mostrado poco (o nulo) interés por IPv6.
Redes 3-121
Mejoras recientes en IPv4(o porqué no ha tenido más éxito IPv6)
• Direcciones: NAT (Network Address Translation), Proxies, Cortafuegos, direcciones privadas (RFC 1918).
• Reducción tablas de routing: CIDR (RFC 1817, 8/1995)• Seguridad: IPSEC (RFC 2410, 11/1998).• Calidad de Servicio: Intserv (RFC 1633, 6/1994) y
Diffserv (RFC 2475, 12/1998)• Multicast: ámbito administrativo: RFC2365 (7/1998)• Movilidad: DHCP (RFC 1534) y soluciones propietarias• Autoconfiguración: DHCP
Redes 3-122
Agotamiento del espacio de direcciones IPv4(predicciones más recientes)
232
Redes 3-123
Ejercicios
Redes 3-124
Ejercicio 2
• Tres routers unidos por tres líneas de 64 Kb/s
• Discutir diferencia entre routing dinámico o estático desde el punto de vista de:– Fiabilidad– Eficiencia
Redes 3-125
•Fiabilidad: Con Routing dinámico en caso de fallo de una línea el tráfico se reencamina por la ruta alternativa.
•Eficiencia: Routing dinámico permite repartir tráfico entre varios caminos posibles (no con RIP)
B
A
C
Ejercicio 2
64 Kb/s
64 Kb/s
64 Kb/s
Redes 3-126
Ejercicio 3
P: Un datagrama con la opción source routingse fragmenta. ¿Deberá copiarse esta opción en todos los fragmentos o solo en el primero?
R: Para que todos los fragmentos sigan la misma ruta la opción source routing ha de copiarse en todos ellos.
Redes 3-127
Ejercicio 4P: En IPv6 se modifica de forma sustancial la
cabecera del datagrama debido al aumento de longitud de las direcciones (de 32 a 128 bits). ¿Como afecta esto a los puentes transparentes? ¿Y a los puentes con encaminamiento desde el origen?
R: De ninguna forma. Los puentes solo manejan direcciones MAC (que no cambian en IPv6). Desde el punto de vista de los puentes la cabecera IP forma parte de los datos.
Redes 3-128
Ejercicio 5P: Diga cuales de los siguientes protocolos permiten
la asignación dinámica de direcciones:BOOTP DHCP RARPARP PPP SLIP
R: DHCP y PPP
Redes 3-129
Ejercicio 8
Internet
147.156.1.11/17
147.156.147.129/27
147.156.0.0-127.255
147.156.147.128-159
192.168.1.1/30192.168.1.5/30
192.168.1.2/30
192.168.1.6/30
130.206.211. 6/30
147.156.147.130
130.206.211.174
A 130.206.211.174/32 por 147.156.147.130A 147.156.198.0/23 por 192.168.1.2A 147.156.198.0/23 por 192.168.1.6A 193.145.246.0/24 por 147.156.15.9A 150.208.0.0/16 por 130.206.211.6A 0.0.0.0/0 por 130.206.211.1A 127.0.0.1/32 por Null0
130.206.211.5/30
147.156.15.9
IATA193.145.246.0/24
E0
E1
S1S0
UJI150.208.0.0/16
130.206.211. 1/30130.206.211.2/30
S2S3
147.156.198.0-199.255
Balanceo de tráfico
Redes 3-130
Ejercicio 9 • Suprimimos ruta por defecto.• Enviamos datagrama de 147.156.147.132 a
138.247.12.32. Que sucede?
R: El router descarta el datagrama y devuelve ‘ICMP Destination Unreachable’ al emisor
• Ahora enviamos datagrama de 138.247.12.32 a 147.156.147.132. Que sucede?
R: El datagrama llega correctamente
Redes 3-131
Ejercicio 11
194.125.1.63/26E0
E1
S0
S1195.0.0.195/25
195.0.0.128-255
194.125.1.0-63
Dirección de host inválida(Broadcast de la subred) 195.100.1.2/30
195.100.1.0-3
197.160.1.1/30
197.160.1.0-3
A 157.34.33.0/32 por 195.0.0.199A 160.87.34.0/21 por 195.100.1.1A 198.0.0.0/15 por 197.160.1.2A 0.0.0.0/0 por 195.100.1.1Agregación de
direcciones (CIDR)
Dirección de red inválida(parte host ≠ 0)
160.87.34.0: 10100000.01010111.00100010.00000000Máscara: 11111111.11111111.11111000.00000000
194.125.1.63: ---.----.---.00111111Máscara: 255.255.255.11000000
Redes 3-132
Ejercicio 12Internet
Madrid Barcelona
Sevilla
Bilbao
128 Kb/s
256 Kb/s 128 Kb/s
128 Kb/s
100ord.
20 ord.
50 ord.
25 ord.
Red 194.100.100.0/24
Redes 3-133
Ejercicio 12
Oficina Subred Máscara Rango Direcc.útiles
Madrid 194.100.100.0/25 255.255.255.128 194.100.100.0-127 126
Barcelona 194.100.100.128/26 255.255.255.192 194.100.100.128-191 62
Bilbao 194.100.100.192/27 255.255.255.224 194.100.100.192-223 30
Sevilla 194.100.100.224/27 255.255.255.224 194.100.100.224-255 30
Reparto de las direcciones (subnet-zero)
Redes 3-134
Ejercicio 12Internet
Ma Ba
Se
Bi
194.100.100.1/25 192.168.1.2/30
192.168.2.1/30
192.168.3.1/30Red 194.100.100.0/25
Red 194.100.100.224/27
Red 194.100.100.128/26 Red 194.100.100.192/27
A 194.100.100.128/26 por 192.168.2.2A 194.100.100.192/27 por 192.168.2.2A 194.100.100.224/27 por 192.168.3.2A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.1A 127.0.0.1/32 por Null0
192.168.2.2/30
192.168.3.2/30
192.168.1.1/30
Redes 3-135
Ejercicio 13
• Empresa con una LAN y dos redes IP:– 199.199.199.0/24, Proveedor X, lento– 200.200.200.0/24, Proveedor Y, rápido
• Se quiere conectar unos computadores a través del proveedor X y otros a través del proveedor Y
• Estudiar posibilidad de utilizar uno o dos routers
Redes 3-136
199.199.199.1/24200.200.200.1/24
Proveedor X
Proveedor Y
192.168.1.5/30
192.168.2.5/30
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.6A 0.0.0.0/0 por 192.168.2.6
Solución con un router
Red 199.199.199.0/24Rtr 199.199.199.1
Red 200.200.200.0/24Rtr 200.200.200.1
192.168.1.6/30
192.168.2.6/30
Reparto de tráfico entre proveedoresPosibilidad de caminos asimétricosPosibilidad de rechazo de datagramas
A 200.200.200.0/24 por 192.168.2.5A 199.199.199.0 por Internet
A 199.199.199.0/24 por 192.168.1.5A 200.200.200.0/24 por InternetEjercicio 13
Internet
Redes 3-137
199.199.199.1/24200.200.200.2/24
Proveedor X
Proveedor Y
192.168.1.5/30
Red 199.199.199.0/24Rtr 199.199.199.1
Red 200.200.200.0/24Rtr 200.200.200.1
Solución con dos routers
200.200.200.1/24199.199.199.2/24 192.168.2.5/30
A 0.0.0.0/0 por 192.168.2.6
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.6
192.168.2.6/30
192.168.1.6/30Internet
A 200.200.200.0/24 por 192.168.2.5A 199.199.199.0/24 por Internet
A 199.199.199.0/24 por 192.168.1.5A 200.200.200.0/24 por Internet
Ejercicio 13
Redes 3-138
IP:130.206.212.7/24Rtr: 130.206.212.1
IP: 130.206.220.5/24Rtr: 130.206.220.1
IP:130.206.212.1/24
IP:130.206.220.1/24
Switch LAN
Red B
Red E
Red F
Red C
Red A
Red D
Ping 130.206.220.5
Indique todas las tramas ethernet que genera el comando ping.Todos los equipos se acaban de encender.
Problema examen junio 2000
Redes 3-139
Ping 130.206.220.5
Solución Problema examen junio 2000
A
C
B
MACorig.
MACdest.
Ethertype Mensaje
A FF ARP (806) ARP Req. ¿quién es 130.206.212.1?
B A ARP (806) ARP Resp. 130.206.212.1 es B
A B IP (800) ICM ECHO Req. Para 130.206.220.5
C FF ARP (806) ARP Req. ¿quién es 130.206.220.5?
D C ARP (806) ARP Resp. 130.206.220.5 es D
C D IP (800) ICMP ECHO Req. para 130.206.220.5
D C IP (800) ICMP ECHO Reply para 130.206.212.7
B A IP (800) ICMP ECHO Reply para 130.206.212.7
IP:130.206.212.7/24Rtr: 130.206.212.1
IP: 130.206.220.5/24Rtr: 130.206.220.1
IP:130.206.212.1/24
IP:130.206.220.1/24Switch LAN
Red B
Red ERed F
Red C
Red A
Red D
D
Redes 3-140
Suceso Trama Red Emitida por Recibida por
1 1 B A Broadcast
2.1 1 A Sw LAN Broadcast
2.2 1 C Sw LAN Broadcast
3 2 C B Sw LAN
4 2 B Sw LAN A
5 3 B A Sw LAN
6 3 C Sw LAN B
7 4 D C Broadcast
8 4 E Sw LAN Broadcast
9 4 F Sw LAN Broadcast
IP:130.206.212.7/24Rtr: 130.206.212.1
IP: 130.206.220.5/24Rtr: 130.206.220.1
IP:130.206.212.1/24
IP:130.206.220.1/24Switch LAN
Red B
Red ERed F
Red C
Red A
Red D
Suceso Trama Red Emitida por Recibida por
10 5 F D Sw LAN
11 5 E Sw LAN Sw LAN
12 5 D Sw LAN C
13 6 D C Sw LAN
14 6 E Sw LAN Sw LAN
15 6 F Sw LAN D
16 7 F D Sw LAN
17 7 E Sw LAN Sw LAN
18 7 D Sw LAN C
19 8 C B Sw LAN
20 8 B Sw LAN AA
BC
D
Ping 130.206.220.5
Solución Problema examen junio 2000: tramas totales
Redes 3-141
Chicago Madrid
193.1.1.130
193.1.1.194
193.1.1.2
193.1.1.66
T1
128 Kb/s
B
C D
A
X
W
Z
Y
Aplicación Subred
Datos normales 193.1.1.128/26
Voz sobre IP 193.1.1.192/26
Aplicación Subred
Datos normales 193.1.1.0/26
Voz sobre IP 193.1.1.64/26
Problema examen septiembre 2000
Solo tráfico VoIP(Y-W)
Resto tráfico(X-Z,X-W,Y-Z)
Redes 3-142
Chicago Madrid
193.1.1.130/26Rtr: 193.1.1.129
193.1.1.194/26Rtr: 193.1.1.193
193.1.1.2/26Rtr: 193.1.1.1
193.1.1.66/26Rtr: 193.1.1.65
T1
128 Kb/s
B
C D
A
X
W
Z
Y
193.1.1.193/26193.1.1.131/26
193.1.1.65/26193.1.1.3/26
192.168.1.5/30
192.168.1.6/30
193.1.1.129/26193.1.1.195/26
193.1.1.1/26193.1.1.67/26
192.168.1.1/30 192.168.1.2/30
A 193.1.1.0/25 por 192.168.1.2 A 193.1.1.128/25 por 192.168.1.1
A 193.1.1.64/26 por 192.168.1.6A 193.1.1.0/26 por 193.1.1.129
A 193.1.1.192/26 por 192.168.1.5A 193.1.1.128/26 por 193.1.1.1
Aplicación Subred
Datos normales 193.1.1.128/26
Voz sobre IP 193.1.1.192/26
Aplicación Subred
Datos normales 193.1.1.0/26
Voz sobre IP 193.1.1.64/26
Solución problema examen septiembre 2000
Redes 3-143
Chicago Madrid
193.1.1.130/25Rtr: 193.1.1.129
193.1.1.194/25Rtr: 193.1.1.193
193.1.1.2/25Rtr: 193.1.1.1
193.1.1.66/25Rtr: 193.1.1.65
T1
128 Kb/s
B
C D
A
X
W
Z
Y
193.1.1.193/25 193.1.1.65/25192.168.1.5/30
192.168.1.6/30
193.1.1.129/25 193.1.1.1/25
192.168.1.1/30 192.168.1.2/30
A 193.1.1.0/25 por 192.168.1.2 A 193.1.1.128/25 por 192.168.1.1
A 193.1.1.64/26 por 192.168.1.6A 193.1.1.0/26 por 193.1.1.129
A 193.1.1.192/26 por 192.168.1.5A 193.1.1.128/26 por 193.1.1.1
Problema examen septiembre 2000: solución alternativa
Aplicación Subred
Datos normales 193.1.1.128/26
Voz sobre IP 193.1.1.192/26
Aplicación Subred
Datos normales 193.1.1.0/26
Voz sobre IP 193.1.1.64/26
Redes 3-144
Internet
Enlace LAN inalámbrico
A B C
X Y
Oficina Nueva Oficina Vieja
Z
Red 195.123.0.0Conexión a Internet: 192.169.15.6/30
Realizar la asignación de direccionesDetallar la configuración de los routers (X, Y y Z) y de los hosts (A, B y C)¿Cuántas tramas MAC atraviesan el radioenlace si ping de A a B?¿cuántas si ping de A a C?¿Que pasa si suprimimos el router X o el Y?
Se pide:Datos:
Problema examen junio 2001
Redes 3-145
Internet
Enlace LAN inalámbrico
A B C
X Y
Oficina Nueva195.123.0.128/25
Oficina Vieja195.123.0.0/25
Z
195.123.0.129/25
195.123.0.131/25GW 195.123.0.129
195.123.0.130/25GW 195.123.0.129
195.123.0.3/25GW 195.123.0.1
195.123.0.1/25195.123.0.2/25
192.169.15.6/30
192.168.0.2/24 192.168.0.1/24A 0.0.0.0/0 por 192.168.0.1 A 195.123.0.128/25 por 192.168.0.2
A 0.0.0.0/0 por 195.123.0.2
A 195.123.0.128/25 por 195.123.0.1A 0.0.0.0/0 por 192.169.15.5
192.169.15.5/30
Ping de A a B no genera ningún tráfico en radioenlace, es filtrado por router XPing de A a C genera cuatro tramas en radioenlace, dos ARP y dos ICMPSi suprimimos X o Y el broadcast/multicast de la oficina nueva o vieja inunda el radioenlace
Solución problema examen junio 2001
Redes 3-146
A C
D
B
Problema 1 examen septiembre 2001
Diseñar plan de direcciones para todas las LAN y las WANIndicar interfaces y rutas en A, B, C y D (routing estático)Calcular tráfico relativo para cada enlace WANIntentar un reparto lo más homogéneo posible de tráfico entre los cuatro enlaces
Se pide:
Redes 3-147
A C
D
B
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
192.168.3.0/24
192.168.2.0/24
192.168.0.1/24
192.168.1.1/24
192.168.3.1/24
192.168.2.1/24
192.169.0.5/30192.169.0.6/30
192.169.1.6/30
192.169.1.5/30
192.169.2.5/30192.169.2.6/30
192.169.3.6/30192.169.3.5/30
A 192.168.1.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.2.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.3.0/24 por 192.169.3.5
A 192.168.0.0/24 por 192.169.0.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.1.6A 192.168.3.0/24 por 192.169.1.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.1.5A 192.168.1.0/24 por 192.169.1.5A 192.168.3.0/24 por 192.169.2.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.3.6A 192.168.1.0/24 por 192.169.2.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.2.5
Problema 1 examen septiembre 2001: solución 1
Tráfico A-C y C-A por BTráfico B-D y D-B por C
Redes 3-148
A C
D
B
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
192.168.3.0/24
192.168.2.0/24
192.168.0.1/24
192.168.1.1/24
192.168.3.1/24
192.168.2.1/24
192.169.0.5/30192.169.0.6/30
192.169.1.6/30
192.169.1.5/30
192.169.2.5/30192.169.2.6/30
192.169.3.6/30192.169.3.5/30
A 192.168.1.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.2.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.3.0/24 por 192.169.3.5
A 192.168.0.0/24 por 192.169.0.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.1.6A 192.168.3.0/24 por 192.169.1.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.2.6A 192.168.1.0/24 por 192.169.1.5A 192.168.3.0/24 por 192.169.2.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.3.6A 192.168.1.0/24 por 192.169.3.6A 192.168.2.0/24 por 192.169.2.5
Problema 1 examen septiembre 2001: solución 2
Tráfico A-C por BTráfico B-D por CTráfico C-A por DTráfico D-B por A
Redes 3-149
A C
D
B
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
192.168.3.0/24
192.168.2.0/24
192.168.0.1/24
192.168.1.1/24
192.168.3.1/24
192.168.2.1/24
192.169.0.5/30192.169.0.6/30
192.169.1.6/30
192.169.1.5/30
192.169.2.5/30192.169.2.6/30
192.169.3.6/30192.169.3.5/30
A 192.168.1.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.2.0/25 por 192.169.0.6
A 192.168.2.128/25 por 192.169.3.5A 192.168.3.0/24 por 192.169.3.5
A 192.168.0.0/24 por 192.169.0.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.1.6A 192.168.3.0/25 por 192.169.1.6A 192.168.3.128/25 por 192.169.0.5
A 192.168.0.0/25 por 192.169.2.6A 192.168.0.128/25 por 192.169.1.5A 192.168.1.0/24 por 192.169.1.5A 192.168.3.0/24 por 192.169.2.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.3.6A 192.168.1.0/25 por 192.169.3.6A 192.168.1.128/25 por 192.169.2.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.2.5
Problema 1 examen septiembre 2001: solución 3
Tráfico A-C y C-A por B y DTráfico B-D y D-A por C y AReparto estático separando en subredes
Redes 3-150
A C
D
B
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
192.168.3.0/24
192.168.2.0/24
192.168.0.1/24
192.168.1.1/24
192.168.3.1/24
192.168.2.1/24
192.169.0.5/30192.169.0.6/30
192.169.1.6/30
192.169.1.5/30
192.169.2.5/30192.169.2.6/30
192.169.3.6/30192.169.3.5/30
A 192.168.1.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.2.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.2.0/24 por 192.169.3.5A 192.168.3.0/24 por 192.169.3.5
A 192.168.0.0/24 por 192.169.0.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.1.6A 192.168.3.0/24 por 192.169.1.6A 192.168.3.0/24 por 192.169.0.5
A 192.168.0.0/24 por 192.169.2.6A 192.168.0.0/24 por 192.169.1.5A 192.168.1.0/24 por 192.169.1.5A 192.168.3.0/24 por 192.169.2.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.3.6A 192.168.1.0/24 por 192.169.3.6A 192.168.1.0/24 por 192.169.2.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.2.5
Problema 1 examen septiembre 2001: solución 4
Tráfico A-C y C-A por B y DTráfico B-D y D-B por C y AReparto separando por paquetes en router
Redes 3-151
202.1.1.1/25 202.1.1.129/25
202.1.1.2/25Rtr.: 202.1.1.1
202.1.1.130/25Rtr.: 202.1.1.129
A B
Problema 2 examen septiembre 2001
A ejecuta ‘ping 202.1.1.130’ y recibe una respuesta.Describa la secuencia de tramas Ethernet producidas y su contenido
MAC Or. MAC Des. LAN Orig. Pasa puente Ethertype Mensaje
AA FF X SI ARP ARP Request ¿quién es 202.1.1.1
CC AA X NO ARP ARP Response: es CC
AA CC X NO IP ICMP ECHO REQUEST para 202.1.1.130
DD FF Y SI ARP ARP Request ¿quién es 202.1.1.130?
BB DD Y NO ARP ARP Response: es BB
DD BB Y NO IP ICMP ECHO REQUEST para 202.1.1.130
BB DD Y NO IP ICMP ECHO REPLY para 202.1.1.2
CC AA X NO IP ICMP ECHO REPLY para 202.1.1.2
C D