SEMANA 4Protocolo IP, ARP,

ICMP

El proceso de comunicación

NombreDirección

CorreosCorreos CorreosCorreos

NombreDirecciónNombreDirección

CorreosCorreos CorreosCorreos

NombreDirección

Capas de TCP/IP

Capa de Aplicación

Capa de TransporteCapa de Transporte

Capa de InternetCapa de Internet

Capa de Interfaz de redCapa de Interfaz de red

Capa deInternetIP ICMP IGMP ARP

Capa deInterfaz de RedEthernetATM

Capa deTransporteUDPTCP

Capa deAplicaciónFTPHTTP

Identificación de aplicaciones

UDPTCP

FTPHTTP

192.168.2.150

Servidor FTP

Servidor HTTP

Puerto TCP 20, 21

Puerto TCP 80

dirección IP + puerto TCP o puerto UDP = Socket

Familia de protocolos TCP/IP

Protocolo de control de transporte (TCP) Protocolo de datagrama de usuario (UDP) Protocolo de Internet (IP) Protocolo de mensaje de control de Internet (ICMP) Protocolo de administración de grupos de Internet

(IGMP) Protocolo de resolución de direcciones (ARP)

Protocolo de control de transporte (TCP)

IP ICMP IGMP ARP

UDPTCP

Protocolo de datagrama de usuario (UDP)

UDPTCP

IP ICMP IGMP ARP

Protocolo de Internet (IP)

RouterRouterUDPTCP

IP ICMP IGMP ARP

Protocolo de mensaje de control de Internet (ICMP)

UDPTCP

IP ICMP IGMP ARP

RouterRouter

Protocolo de administración de grupos de Internet (IGMP)

UDPTCP

IP ICMP IGMP ARP

Protocolo de resolución de direcciones (ARP)

UDPTCP

IP ICMP IGMP ARP

B

C

A

CachéARP

2

1

4

6

5

1. Se verifica el caché ARP2. Se envía petición ARP3. Se añade entrada ARP4. Se envía respuesta ARP5. Se añade entrada ARP6. Se envía paquete IP

CachéARP

3

Tipos de nombres

Nombresde Host

Asignados a la dirección IP del equipo255 caracteres de longitudPueden contener caracteres

alfanuméricos, guiones y puntosPueden tener diversas formas

Alias Nombre de dominio

Dirección de 16 bytes Usados para representar un equipo o

grupo de equipos15 de los caracteres pueden ser usados

para el nombre El 16o carácter se usa por los servicios

que un equipo ofrece a la redNombresNetBIOS

Componentes de la trama

CabeceraSe

ñal d

e al

erta Dirección

de origen

Direcciónde destino

Datos

0,5 KB - 4 KB0,5 KB - 4 KB

Cola

CRCCRC

Flujo de datos

UDPTCP

FTPHTTP

IP ICMP IGMP ARP

EthernetATM

UDPTCP

FTPHTTP

IP ICMP IGMP ARP

EthernetATM

Datos

AplicaciónAplicación

DatosFTPHTTP

TransporteTransporte

Datos

UDPTCP

FTPHTTP

InternetInternet

Datos

UDPTCP

IP ICMP IGMP ARP

PreámbuloPreámbulo

Datos

CRCCRC

IP ICMP IGMP ARP

EthernetATM

Datos

EthernetATM

Datos

EthernetATM

Datos

IP ICMP IGMP ARP

EthernetATM

Datos

UDPTCP

IP ICMP IGMP ARP

Datos

UDPTCP

FTPHTTP

PreámbuloPreámbulo

Internet

Transporte

Aplicación

Datos

CRCCRC

FTPHTTP

15

Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP)Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP)

Una computadora conectada a una red Ethernet tiene dos direcciones Dirección de NIC (dirección MAC)

Globalmente única y no modificable que se almacena en la NIC.El header Ethernet contiene la dirección MAC de las máquinas fuente y destino.

Dirección IPCada computadora en una red debe tener una dirección IP única.Virtual y asignada por software.

16

1. Paquetes Ethernet

1. Tienen un header Ethernet (delivery)

2. Los paquetes se fraccionan en frames

3. Se envían por el cable hacia un switch (por ej.)

4. El switch decide por cuál port debe mandar el frame. Para ello busca la dirección destino del frame en una tabla interna que mapea números de ports y direcciones MAC.

Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP)Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP)

17

En el momento en que el frame Ethernet es construido a partir de un paquete IP no se tiene idea de la MAC de la máquina destino.

La única información disponible es la dirección IP destino. Debe existir una forma para que el protocolo Ethernet

obtenga la MAC de la máquina destino dado el IP destino. Aquí es donde el protocolo ARP (Address Resolution

Protocol) aparece en escena.

Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP)Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP)

18

Adress Resolution & Reverse Adress ResolutionAdress Resolution & Reverse Adress Resolution

19

20

Encapsulamiento de ARPEncapsulamiento de ARP

21

1. Obtener la dirección IP del destino.

2. Crear un mensaje ARP de pedido (request).– Insertar la dirección física del emisor (sender).– Insertar la dirección IP del emisor.– Insertar la dirección IP del destino.– La dirección física del destino se llena con 0.

3. El mensaje se pasa a la capa link donde es encapsulado en un frame.

– Dirección fuente: dirección física del emisor.– Dirección destino: dirección broadcast.

Funcionamiento del ARP (1)Funcionamiento del ARP (1)

22

4. Cada host o router en la red recibe el frame.– Todos los equipos lo pasan al ARP.– Todas las máquinas, excepto la destino, descartan el

paquete.

5. La máquina destino responde con un mensaje ARP que contiene su dirección física.

– Mensaje unicast.

6. El emisor recibe el mensaje de respuesta y obtiene la dirección física de la máquina destino.

Funcionamiento del ARP (2)Funcionamiento del ARP (2)

23

24

25

Proxy ARPProxy ARP

26

27

Para evitar el envío de un paquete ARP request cada vez que se necesite un host puede mantener una cache con la dirección IP y su correspondiente dirección física en su tabla ARP (ARP cache).

Cada entrada en la tabla ARP suele ser “envejecida” para que luego de cierto tiempo de inactividad sea eliminada.

Cuando una computadora recibe un ARP reply se actualiza su entrada en la tabla ARP.

El protocolo ARP es stateless, por lo tanto la mayoría de los sistemas operativos actualizarán su cache si reciben una respuesta (reply), sin importar si enviaron o no un pedido (request).

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El ICMP (Protocolo de Mensajes de Control de Internet) es el sub protocolo de control y notificación de errores del IP.

Se usa para enviar mensajes de error como por ejemplo: que un servicio no está disponible o que un router o host no puede ser localizado.

Cada router que envía un datagrama IP tiene que disminuir el campo de tiempo de vida (TTL). Si TTL es cero ICMP notificará a la fuente del datagrama el error.

El mensaje ICMP route redirect es generalmente enviado por el default router al sistema para indicar que existe una ruta más corta para un destino particular.

InternetInternet ControlControl MessageMessage ProtocolProtocol (ICMP)(ICMP)

30

InternetInternet ControlControl MessageMessage ProtocolProtocol (ICMP)(ICMP)

El ICMP fue diseñado para hacer frente a las deficiencias del protocolo IP el protocolo IP no tiene mecanismos de reporte y corrección

de errores.Por ejemplo descartar un datagrama debido a que no se encuentra el router o el campo time-to-live tiene un valor 0.

31

Posición del ICMP en capa NetworkPosición del ICMP en capa Network

32

Formato general de un mensaje ICMPFormato general de un mensaje ICMP

33

Cuando un router o un host necesita enviar un paquete destinado a otra red, debe conocer la dirección IP apropiada del router próximo.

Cada router y cada host debe tener una tabla de ruteo. Por cuestiones de eficiencia usualmente los hosts no toman

parte en el proceso de actualización del ruteo.

Redirección (1)Redirección (1)

34

Habitualmente la tabla de ruteo de un host tiene un número limitado de entradas. Conoce el IP de un único router, el default router.

El host puede enviar un datagrama (a otra red) a un router equivocado.

El router que recibe estos datagramas hará un forward del datagrama hacia el router correcto.

una actualización de la tabla de ruteo del host enviándole un mensaje de redirección.

Redirección (2)Redirección (2)

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Redirección (3)Redirección (3)