Uni3_Clase8_0626

1Unidad 3:

Redes de ComputadoresProf. Ing. MSc. ANTONIO RIENZO RENATO

Escuela de Ingeniera Biomdica

Universidad de Valparaso

Estndares ISO e IEEE

UV ICB317 A. Rienzo 2

REDES DE COMPUTADORES

1.- INTRODUCCION

2.- EL MODELO O.S.I.

3.- METODOS DE ACCESO Y TOPOLOGIAS

4.- ESTANDARES IEEE 802.x

5.- FAMILIA TCP-IP

2Familia TCP - IP


PROTOCOLOS TCP / IP:

La denominacin TCP/IP recoge la descripcin de una serie deprotocolos, la topologa y la arquitectura que sirven de basepara una red de rea extensa (WAN) como es el caso deInternet. Entre los protocolos descritos bajo esa denominacinse encuentran el IP (Internet Protocol), que funciona en el nivelde Red (capa 3) del Modelo OSI, y el TCP (Transmision ControlProtocol), que funciona a nivel de la capa 4 (Transporte), juntocon varios ms. Todos ellos sirven de soporte a un conjunto deaplicaciones y servicios de interconexin, muy conocidos por suutilizacin en la red Internet.

Familia TCP - IP


PROTOCOLOS TCP / IP:

El modelo TCP-IP supone que existe un gran nmero de redesindependientes conectadas por equipos especializados (routers gateways). El usuario debera ser capaz de accesar acomputadores u otros recursos de cualquiera de estas redes.

Los paquetes generalmente pasarn por una docena dediferentes redes antes de llegar a su destino final. La rutina oaplicacin requerida para realizar esto debera ser completa-mente invisible para el usuario; todo lo que l necesita saberpara accesar otro sistema es una direccin IP Internet.

Esta es una direccin del tipo 128.6.4.194. (*)

3Familia TCP-IP


Familia TCP-IP


FTPTelnet SMTP POP3 . . . DNS SNMP RIP NFS . . .

TCP UDP

IP ICMP

ARPRARP

802.3 802.5FDDI Satlite

EGP

Red

Enlace

Transporte

Aplicacin

IGMP

BOOTP

PROTOCOLOS TCP - IP

4Familia TCP-IP


Para implementar el nivel de Transporte se utilizan dos protocolos :

UDP: Proporciona un nivel de transporte no fiable de datagramas, ya que apenas aade informacin al paquete que enva al nivel inferior; slo la necesaria para la comunicacin extremo a extremo. Lo utilizan algunas aplicaciones, pero sobre todo se emplea en tareas de control. Protocolo no orientado a la conexin; y se utiliza en aplicaciones que no requieren una conexin permanente (como correo electrnico).

TCP (Transport Control Protocolo): Es el protocolo orientado a la conexin, que proporciona un transporte confiable de flujo de bits entre aplicaciones. Est pensado para poder enviar grandes cantidades de informacin de forma confiable, liberando al programador de aplicaciones de la dificultad de gestionar la fiabilidad de la conexin (retransmisiones, prdidas de paquetes, orden en que llegan los paquetes, duplicados de paquetes, etc.) que gestiona el propio protocolo. Pero la complejidad de la gestin de la confiabilidad tiene un costo en eficiencia, ya que para ello se tiene que aadir bastante informacin a los paquetes a enviar.

Familia TCP-IP


Nivel de Red: tambin recibe el nombre de nivel Internet. Coloca la informacin que le pasa el nivel de transporte en datagramas IP, le aade cabeceras necesaria para su nivel y lo enva al nivel inferior. Este nivel busca la mejor ruta para encaminar los paquetes IP.

Para implementar el nivel de Red se utilizan los siguientes protocolos:IP (Internet Protocol): es un protocolo no orientado a la conexin, con mensajes de un tamao mximo . Cada datagrama se gestiona de forma independiente, por lo que dos datagramas pueden utilizar diferentes caminos para llegar al mismo destino, provocando que lleguen en diferente orden o bien duplicados. Es un protocolo no fiable, eso quiere decir que no corrige los anteriores problemas, ni tampoco informa de ellos. Este protocolo recibe informacin del nivel superior y le aade la informacin necesaria para su gestin (direcciones IP, checksum).

ICMP (Internet Control Message Protocol): comandos de control y errores.IGMP (Internet Group Management Protocol): casos mensajes multicast.

5Direcciones Fsicas y Lgicas


En toda red para interconectar equipos, se requieren adaptadores que permitan que los computadores puedan acceder al medio de comunicacin. Estos adaptadores, o interfaces de red (NIC), son tarjetas que incorporan en hardware gran parte del protocolo de red a utilizar. Las ms comunes son las tarjetas Ethernet.

Con el fin de poder identificar cada computador dentro de una red, las tarjetas Ethernet tienen asociada una direccin fsica, nica en todo el mundo, que consiste en 6 bytes que se representan en forma hexadecimal y separados por un punto. Conociendo esta direccin fsica es posible enviarle informacin a esta mquina, desde otro computador que est en la misma red.

En el tpico caso de Ethernet la informacin se enva en lo que se llaman tramas (frames), que son un conjunto de bytes (contienen 8 bits) que contienen las direcciones del remitente, del destinatario y la informacin a enviar.

Direcciones Fsicas y Lgicas


Las direcciones fsicas (o Ethernet, o MAC) son combinaciones de 48 bits, de forma que los tres primeros bytes de la izquierda corresponden al fabricante de la tarjeta de red, y los tres siguientes dependen de diversos factores. Esta direccin es nica e irrepetible. Toda tarjeta de red debe ser capaz de responder a dos direcciones: la suya propia y la direccin de broadcast ; sta ltima se caracteriza por tener los 48 bits a 1, con lo que queda como: FF:FF:FF:FF:FF:FF .

Ejemplo: 02 : 60 : 8C : 0D : 0A : 5C< fabric. 3Com >

Estas tramas son la base de la comunicacin entre computadores que se encuentran en una misma red local o LAN. Basta con conocer las direcciones fsicas de ambas mquinas, para que ellas se comuniquen. Si bien las direcciones fsicas identifican perfectamente a cualquier nodo, la necesidad de independizar los nodos de red del hardware que lo conforma han recomendado que stos sean designados mediante direcciones lgicas. Por ejemplo, si se cambia una NIC, o si el usuario se cambia de equipo. Esto permite reemplazar el hardware, pero la mquina lgica sigue existiendo con la misma identificacin que antes.



El protocolo TCP-IP se basa en estas direcciones lgicas. Las direcciones IP estn formadas por 4 octetos (en su versin v4), que se representan en forma decimal, separadas por puntos. Por ejemplo: 200.87.3.12. Como se explicar ms adelante, una direccin IP contiene la identificacin de la red (nmero que identifica la red a la cual pertenece el computador), y un identificador del host (o computador dentro de esta red). Dado que existen redes grandes y pequeas, se han creado varias clases de direcciones IP.

Destaquemos adems que, el TCP (transmission control protocol) es responsable de la divisin del mensaje en datagramas, del reordenamiento de ellos al otro extremo, de reenviar cualquier dato que se pierda, y de colocar los segmentos de vuelta en el orden correcto. Y el IP (internet protocol) es responsable de enrutar los datagramas individuales.

Familia TCP-IP (nivel Enlace de Datos)


ARP (Address Resolution Protocol): Cuando una mquina desea ponerse en contacto con otra debe conocer su direccin IP; entonces necesita un mecanismo dinmico que permite conocer su direccin fsica . Entonces enva una peticin ARP por broadcast (o sea a todas las mquinas). El protocolo establece que slo contestar a la peticin, la que lleva su direccin IP; y responder con un mensaje que incluya la direccin fsica . El software de comunicaciones debe mantener un cach con los pares IP-direccin fsica. De este modo la siguiente vez que haya que hacer una transmisin a esa direccin IP, ya conoceremos la direccin fsica.

direccin IP direccin fsica

RARP (Reverse Address Resolution Protocol): A veces el problema es al revs, o sea, una mquina slo conoce su direccin fsica, y desea conocer su direccin lgica. Esto ocurre, por ejemplo, cuando se accede a Internet con una direccin diferente, en el caso de PC que acceden por mdem a Internet, y se le asigna una direccin diferente de las que tiene el proveedor sin utilizar. Para solucionar esto se enva por broadcast una peticin RARP con su direccin fsica , para que un servidor pueda darle su correspondiente direccin IP.

direccin fsica direccin IP



El protocolo TCP/IP utiliza una direccin de 32 bits (4 grupos de 8 bits) para identificar una mquina y la red a la cual est conectada (en su versin v4). A nivel nacional e internacional, nicamente el NIC (Centro de Informacin de Red) asigna las direcciones IP (o Internet); aunque si una red no est conectada a Internet, dicha red puede determinar su propio sistema de numeracin (direcciones internas o privadas).

Bsicamente hay cuatro formatos para la direccin IP, cada uno de los cuales se utiliza dependiendo del tamao de la red. Los cuatro formatos, Clase A hasta Clase D se muestran en la siguiente figura.

Conceptualmente, cada direccin de una mquina est compuesta por un par { RED (netid), y Direc. Local (hostid) }

Clases de Direcciones TCP-IP


CLASE A

CLASE B

CLASE C

CLASE D

8Clases de Direcciones TCP-IP


En las redes TCP/IP como Internet, cada nodo tiene una direccin numrica que identifica a una red y a un host o nodo local de dicha red. Esta direccin consta de cuatro nmeros separados por puntos (Por ejemplo: 191.31.140.115). La asignacin de la direccin es arbitraria dentro de una empresa u organizacin, pero si esta empresa proyecta conectarse a la Internet, deber obtener una direccin registrada, mediante la solicitud a una Agencia u Organismo externo, que en Chile se conoce como NIC CHILE, de la Universidad de Chile en Santiago (para adecuarse a las normas internacionales de direccionamiento).

Cabe destacar que lo explicado en este Captulo, corresponde a la versin 4 (IPv4) RFC 791, la que ser reemplazada por la versin 6 (IPv6) definida en el RFC 2460.

Clases de Direcciones TCP-IP


El nuevo estndar mejorar el servicio globalmente; por ejemplo, proporcionar a futuras celdas telefnicas y dispositivos mviles sus direcciones propias y permanentes.

IPv4 posibilita 4,294,967,296 (232) direcciones de host diferentes, un nmero inadecuado para dar una direccin a cada persona del planeta, y mucho menos a cada PC, vehculo, telfono, PDA, etctera. En cambio, IPv6 admite 2128 340 sextillones de direcciones.

Las direcciones IPv6, de 128 bits de longitud, se escriben como ocho grupos de cuatro dgitos hexadecimales (en vez de 4 bytes como IPv4). Por ejemplo,2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334 es una direccin IPv6 vlida.

9Sub-Redes TCP-IP


Hay un procedimiento que permite que una red tenga varias direcciones IP internas (y tener un nmero reducido de direcciones IP vlidas hacia el exterior); y es el de crear sub-redes, lo que permite a los administradores distribuir los identificadores de host de una red dada en varias subredes. Es el concepto de segmentacin de redes.

La divisin de los 32 bits entre red y ordenador ha provocado que el espacio de direcciones se llene. Para paliar este problema se han desarrollado numerosas extensiones a IP. Dos de las ms importantes son:- Mscaras de subred- Enrutamiento entre dominios sin clase (CIDR)

Sub-Redes TCP-IP


La tcnica conocida cmo mscara de subred. Esta mscara se convierte en un nmero de 32 bits, donde: un 1 indica que el bit correspondiente de la direccin IP forma parte del identificador de la subred; y un 0 indica que el bit pertenece al identificador del host.

Siendo: (n + m) = 32 bits.N de subredes posibles (n bits para la subred) : 2 n -2N de equipos (m bits para los equipos) : 2 m -2

Ejemplos:

IP equipo, clase C : 148.206.250.2 Mscara: 255.255.255.0El equipo est en la subred: 148.206.250.0

IP equipo, clase C : 192.168.3.194 Mscara: 255.255.255.192El equipo est en la subred: 192.168.3.192

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Sub-Redes TCP-IP


Recuerde que la cantidad de direcciones posibles, viene dada en la prctica por el nmero resultante, menos 2. La direccin menor (ms baja - todos los bits de host a 0) del bloque se usa para identificar a la propia red (toda la red), y la direccin mayor (la ms alta - todos los bits de host a 1) se usa como direccin de broadcast.

De la mscara, considerar los dgitos en cero:

21 = 2 Direcciones (ninguna asignable)22 = 4 Direcciones (2 direcciones asignables)23 = 8 Direcciones (6 direcciones asignables)24 = 16 Direcciones (14 direcciones asignables)25 = 32 Direcciones (30 direcciones asignables)26 = 64 Direcciones (62 direcciones asignables)27 = 128 Direcciones (126 direcciones asignables)

Sub-Redes TCP-IP


EJEMPLO:

Sea la direccin IP en binario :(9.67.38.0) 00001001.01000011.00100110.00000000

Cuya mscara de red es :(255.255.255.192) 11111111.11111111.11111111.11000000

Los ltimos 6 bits han quedado a 0. Estos bits son los que definen las mquinas de la SubRed (26 = 64). De estas 64 mquinas quitamos la ltima de ellas (ser para el broadcast). Por lo tanto tendremos :

9.67.38.0 SubNet Address9.67.38.1 (1 mquina de la SubRed)9.67.38.2 (2 mquina de la SubRed). ........

9.67.38.62 (ltima mquina de la SubRed, la 62)9.67.38.63 Broadcast

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Sub-Redes TCP-IP


Sin embargo, IPv6 es una solucin a largo plazo, una solucin apremiante fue CIDR (Classless InterDomain Routing) definido en la RFC 1519. El objetivo de CIDR es disminuir la velocidad de agotamiento de las direcciones restantes no asignadas. CIDR permite asignar redes ms ajustadas al tamao necesario,

En consecuencia, CIDR reemplaza la sintaxis previa para nombrar direcciones IP, las clases de redes. En vez de asignar bloques de direcciones en los lmites de los octetos, que implicaban prefijos naturales de 8, 16 y 24 bits, CIDR usa la tcnica VLSM (variable lenght subnet mask, en espaol mscara de subred de longitud variable), para hacer posible la asignacin de prefijos de longitud arbitraria.

Sub-Redes TCP-IP


Recuerde que

Una direccin CIDR se escribe con un sufijo que indica el nmero de bits de longitud de prefijo, por ejemplo: 192.168.0.0/16 que indica que la mscara de red tiene 16 bits (es decir, los primeros 16 bits de la mscara son 1 y el resto 0). Esto permite un uso ms eficiente del cada vez ms escaso espacio de direcciones IPv4.

Decimos que una direccin IP est incluida en un bloque CIDR, y que encaja con el prefijo CIDR, si los N bits iniciales de la direccin y el prefijo son iguales. Por tanto, para entender CIDR es necesario visualizar la direccin IP en binario.

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Sub-Redes TCP-IP


Dado que la longitud de una direccin IPv4 es fija, de 32 bits, un prefijo CIDR de N-bits deja bits sin encajar, y hay combinaciones posibles con los bits restantes. Esto quiere decir que

direcciones IPv4 encajan en un prefijo CIDR de N-bits.

(*) En la prctica hay que restar 2 a este nmero. La direccin menor (ms baja - todos los bits de host a 0) del bloque se usa para identificar a la propia red (toda la red), y la direccin mayor (la ms alta - todos los bits de host a 1) se usa como direccin de broadcast.

Por tanto, en un bloque CIDR /24 podramos disponer de direcciones IP para asignar a dispositivos.

Sub-Redes TCP-IP


Ejemplos:

1.- Una empresa intermediaria de la ciudad de Antofagasta, contrat a Movistar-Chile una conexin a Internet, y recibi el bloque 208.130.28.0/22, capaz de admitir 1022 direcciones IP porqu?

2.- VTR entrega a la EICB, una conexin 164.56.0.0/20 (clase B)Equivale a la Mscara: 255.255.240.0porqu?

Ms ejemplos en Apuntes (y literatura).

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Sub-Redes TCP-IP


Prefijo de red CIDR Direcciones IP disponibles Equivalente de subred decimal con punto

/19 8,192 255.255.224.0

/20 4,096 255.255.240.0

/21 2,048 255.255.248.0

/22 1024 255.255.252.0

/23 512 255.255.254.0

/24 256 255.255.255.0

/25 128 255.255.255.128

/26 64 255.255.255.192

/27 32 255.255.255.224

Sub-Redes TCP-IP


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Direcciones IP


La asignacin de las direcciones a los computadores puede ser:

Esttica. Direcciones IP estticas (fijas). Un host que se conecte a la red con direccin IP esttica siempre lo har con una misma IP. En forma tpica (en Windows) se configuran en la opcin del Panel de Control. Las direcciones IP pblicas estticas son las que utilizan los servidores de Internet con objeto de que estn siempre localizables por los usuarios de Internet.

Dinmica. Direcciones IP dinmicas. Un host que se conecte a la red mediante direccin IP dinmica, cada vez lo podr hacer con una direccin IP distinta. Las direcciones IP pblicas dinmicas son las que se utilizan en las conexiones a Internet mediante lnea telefnica (un mdem). Los proveedores de Internet utilizan direcciones IP dinmicas debido a que tienen ms clientes que direcciones IP (es muy improbable que todos se conecten a la vez).

En una red de rea local, hay diferentes mtodos, para asignar direccin IPel ms conocido y utilizado es el DHCP.

Direcciones IP


El DHCP (sigla en ingls de Dynamic Host Configuration Protocol, en espaol protocolo de configuracin dinmica de host), es un protocolo de red, tipo cliente/servidor, que permite a los clientes de una red IP obtener sus parmetros de configuracin automticamente.

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Direcciones IP


Las direcciones IP se clasifican en:

Direcciones IP pblicas. Son visibles en todo Internet. Un computador con una IP pblica es accesible (visible) desde cualquier otro computador conectado a Internet. Para conectarse a Internet es necesario tener una direccin IP pblica. . (son limitadas, en IPv4)

Direcciones IP privadas (reservadas). Son visibles nicamente por otros hosts de su propia red o de otras redes privadas interconectadas por routers. Se utilizan en las empresas para los puestos de trabajo. Los computadores con direcciones IP privadas pueden salir a Internet por medio de un router(o proxy) que tenga una IP pblica. Sin embargo, desde Internet no se puede acceder a computadores con direcciones IP privadas.

Direcciones IP


El NAT (del ingls Network Address Translation; Traduccin de Direccin de Red) es un mecanismo utilizado por servidores y enrutadores IP para intercambiar paquetes entre dos redes que se asignan mutuamente direcciones incompatibles. Consiste en convertir en tiempo real las direcciones utilizadas en los paquetes transportados.

Las direcciones privadas pueden ser utilizadas por todos los hosts que empleen la conversin de direcciones de red NAT (Network Address Traslation), por hosts que no se conecten a Internet o junto con un servidor de conversin de direcciones de red (NAT). La conversin de direcciones de red NAT (RFC 1631) consiste en el proceso de cambiar una direccin por otra en la cabecera IP del datagrama para permitir que los hosts direccionados de forma privada accedan a internet.

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