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Publicado el 14 de Enero del 2017
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Introducción a TCP/IP

¿Cómo funciona Internet?

Alejandro Castán Salinas

[email protected]

INTERNET (I)
Dos ordenadores se comunican a través de Internet. La información puede
atravesar decenas de nodos antes de llegar a su destino.

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GET /~acastan/index.html HTTP/1.1
Host: www.lsi.upc.es



= Router

Servidor

web



HTTP/1.1 200 OK
Date: Fri, 26 Sep 2003 12:38:06
Server: Apache/2.0.43 (Unix)
Accept-Ranges: bytes
Content-Length: 2227
Content-Type: text/html;
charset=ISO-8859-1
<html>
<head>
title>¡Hola!</title>
</head>
<body>
...

INTERNET (II)
Dos ordenadores se comunican a través de Internet. La información puede
atravesar decenas de nodos antes de llegar a su destino.
La capacidad de enviar información de un extremo puede sobrepasar con
creces la capacidad de recibir información del otro extremo, que puede ser
más lento o estar saturado.
• ¿Cómo encuentra la información el camino desde el origen hasta el

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destino?

• ¿Por qué llega la información sin errores?
• ¿Por qué llega la información en el mismo orden que se envió?
• ¿Por qué no se pierde parte de la información?
• ¿Por qué no se mezcla la información, cuando un ordenador tiene al

mismo tiempo abiertas dos aplicaciones que reciben datos de Internet?

INTERNET (III)
• Conecta ordenadores, independientemente del sistema operativo,

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formando redes.

• Conecta redes, independientemente de sus diferentes topologías y del

hardware de red, formando redes más amplias.

• TCP/IP es la familia de protocolos (IP, TCP, UDP, ICMP, ...) encargados de

la transmisión de los paquetes de información.
• Es una especificación abierta y no propietaria.


IETF: desarrolla estándares y protocolos.
NIC: asigna nombres de dominio y direcciones únicas.
IANA: asigna nombres de servicios.

INTERNET (IV)
• El encaminamiento de paquetes fuera de la red local lo

realiza un router, buscando en la tabla de encaminamiento
y decidiendo por cual interfaz de red enviarlos.

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INTRANET (I)
• Es una Internet corporativa, aislada de Internet.
• Aprovecha la tecnología de Internet (aplicaciones, protocolos, ...) para

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una red corporativa.

• Utiliza direcciones IP privadas.
• Se puede conectar a Internet mediante algún dispositivo de red que

transforme las direcciones IP privadas en públicas:
- Un router con NAT (Network Adress Translation) o PAT (Port Adress
Translation).
- Un ordenador que realize IP masquerading, que además puede
incormorar un cortafuegos y un proxy-cache.

INTRANET (II)

7 de 60

I
N
T
E
R
N
E
T

10.15.0.1

194.46.78.12

Router

I.S.P.

10.15.0.x

Bridge

10.15.1.x

I
N
T
R
A
N
E
T

HISTORIA DE INTERNET1 Y TCP/IP2
• 1957 USSR Sputnik, USA funda

ARPA

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• 1986 4.3BSD - mejoras de

rendimiento

• 1969 ARPA funda ARPANET
• 1971 Red con 15 nodos
• 1974 Protocolo Cerf/Kahn
• 1973 Ethernet
• 1982/83 TCP/IP protocolo central
• 1983 4.2BSD - primera
implementación TCP/IP
disponible

• 1988 4.3BSD Tahoe - añade inicio

lento, control de congestión y
retransmisión rápida.

• 1990 4.3BSD Reno - añade

predicción de cabecera TCP,
compresión SLIP y una nueva
tabla de encaminamiento.

• 1993 4.4BSD - añade

multicasting.


1 Historia de Internet: http://www.isoc.org/internet/history/
2 Historia de TCP/IP: http://www.cs.utexas.edu/users/chris/think/Early_Days_Of_TCP/index.shtml

NIVELES Y PROTOCOLOS(I)

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NIVELES Y PROTOCOLOS (II)


IP: encargado de que los datos lleguen a su destino, escogiendo el
camino por el que enviar los paquetes de información.

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• TCP: encargado de que la información se reconstruya de forma correcta

cuando llegue a su destino, para pasarla a la aplicación.

• UDP: lo mismo que TCP pero en sencillo (más inseguro pero más

rápido).
ICMP: mensajes de error que ayudan al nivel IP.


• DNS: convierte nombre de Internet (nombre_máquina.nombre_dominio)

en dirección de Internet (IP).

• ARP: convierte dirección de Internet (IP) en dirección física (MAC).

NIVELES Y PROTOCOLOS (III)

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NIVELES Y PROTOCOLOS (IV)

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NIVELES Y PROTOCOLOS (V)

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DIRECCIONES FÍSICAS
Normalmente, en redes locales se usa una dirección física de 48 bits (6
bytes), escrita como 12 dígitos hexadecimales separados dos a dos por un
guión. Es la dirección hardware (MAC) asignada a la tarjeta de red.

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La dirección MAC está “grabada” en hardware
dentro de la tarjeta de red3.
En UNIX se puede consultar la dirección de red
con los comandos ifconfig -a y netstat -ie.


3 Se pueden consultar los datos del vendedor de la tarjeta de red, en http://standards.ieee.org/cgi-bin/ouisearch?xx-xx-xx (donde xx-xx-xx son 6 primeros dígitos hex MAC)

DIRECCIONES IP (I)
En IPv4, la dirección IP tiene una longitud de 32 bits, expresada como
cuatro números decimales de un byte separados por un punto.

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Por ejemplo: 132.24.75.9

Una máquina puede tener más de una dirección IP, cada una asociada a su
interfaz de red. En UNIX se puede consultar la dirección IP con los
comandos ifconfig -a y netstat -ie.
• Públicas: Son asignadas por el N.I.C. (se paga por su utilización) y hacen

que el ordenador sea “visible” en Internet.

• Privadas: me las asigno yo mismo y el ordenador no es “visible” en

Internet.

10.0.0.0 fi
172.16.0.0 fi
192.168.0.0 fi

10.255.255.255
172.31.255.255
192.168.255.255

• Loopback: usadas para comunicarse una aplicación cliente con una

aplicación servidor en la misma máquina: 127.x.x.x

DIRECCIONES IP (II)
• El identificador de equipo “todo ceros” está reservado para especificar el

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número de red. Por ejemplo: 192.150.30.0

• El identificador de equipo “todo unos” está reservado para especificar la

dirección de broadcast de la red. Por ejemplo: 192.150.30.255

166.777.214 direcciones usables

65.534 direcciones usables

254 direcciones usables

Clase A:0.0.0.0 a 127.255.255.255
0id. red (7 bits)id. equipo (24 bits)
Clase B:128.0.0.0 a 191.255.255.255
10id. red (14 bits)id. equipo (16 bits)
Clase C:192.0.0.0 a 223.255.255.255
110id. red (21 bits)id. equipo (8 bits)
Clase D:224.0.0.0 a 239.255.255.255
1 110dirección multicast
Clase E:240.0.0.0 a 247.255.255.255
1 1110no usados de momento




DIRECCIONES IP (III)
• Las subredes se asignan dividiendo el identificador de equipo en dos

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piezas de longitud apropiada: la dirección de subred más la dirección de
equipo.

id. reddir. subreddir. equipo



id. equipo fi

Por ejemplo, la dirección de clase B 158.108 puede utilizar su tercer byte
para identificar la subred: 158.108.1.X , 158.108.2.X , ... donde X es una
dirección de equipo que va de 1 a 254.

• La máscara de subred es un número de 32 bits que indica al router cómo
reconocer el campo de subred. Este número se crea cubriendo con bits 1
la dirección de red y subred, y con bits 0 la dirección de equipo.
1111 111 111 1 11111111111110000000 0
En el ejemplo anterior, la máscara de subred seria 255.255.255.0

DIRECCIONES IP (IV)

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19 de 60

DIRECCIONES DE PUERTOS (I)
Un usuario puede a la vez utilizar varias aplicaciones que trabajen a través
de Internet. Por ejemplo puede:
- Estar consultando una o más páginas Web (protocolo HTTP)
- Estar recuperando su correo electrónico (protocolo POP3)
- Estar bajando un fichero (protocolo FTP)
- Estar conectado a otro ordenador (protocolo TELNET)
Recibirá una serie de paquetes con información de distinto tipo que es
necesario distinguir a qué aplicación pertenecen. La dirección IP solo vale
para saber que van dirigidos a nuestro ordenador. Necesitamos información
extra en el paquete para identificar el tipo de información que contiene.

IP

10.0.0.1

80
80
110
21
23
1048 ‹
1049 ‹

1047
1048OrigenDestino
1049
1050
1051
1052OrigenDestino
1053

10.0.0.2

IP

‹ Petición

10.0.0.2:104710.0.0.1:80mensaje

Respuesta fi

10.0.0.1:8010.0.0.2:1047mensaje




















DIRECCIONES DE PUERTOS (II)
La dirección de un puerto es un número de 16 bits, expresado como un
número decimal.
• Los números de puertos están divididos en tres rangos:

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- puertos bien conocidos (del 0 al 1023),
- puertos registrados (del 1024 al 49151) y
- puertos dinámicos y/o privados (del 49152 hasta el 65535).

• En UNIX se puede consultar el estado de los puertos abiertos con el
comando netstat -apen, y ver la lista de puertos bien conocidos
consultando el fichero /etc/services.

• Un mismo puerto de un

servidor puede ser
accedido
simultáneamente por
varios clientes.

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DIRECCIONES DE PUERTOS (III)
Ejemplos de puertos bien conocidos con sus protocolos/aplicaciones asoc.:
FTP21tcpProtocolo de transferencia de ficheros
SSH22tcpConexión de terminal segura
TELNET23tcpConexión de terminal
HTTP80 y 80xxtcpWorld Wide Web
HTTPS443tcpWorld Wide Web segura
SMTP25tcpProtocolo de transporte de correo
POP3110tcpTransferencia de correo
IMAP143tcpConsulta de correo
DNS53udp/tcpServidor de nombres de dominios
DHCP server67tcp/udpServidor de configuración de IP
DHCP client68tcp/udpCliente de configuración de IP
PORTMAP/RPCBIND111tcp/udpLlamada a procedimiento remoto
LDAP389tcp/udpProtocolo de acceso
NFS2049tcp/udpCompartición de ficheros en Unix
NetBIOS/SAMBA137-139tcpCompartición de ficheros en Windows
X116000-6255tcpServidor X Windows

DIRECCIONES DE PUERTOS (IV)

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TRANSFORMAR DIRECCIONES

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nontri.ku.ac.th

DNS

158.108.2.71

ARP

00:00:0C:06:13:4A

• Transformar el nombre en dirección IP:

- En la red local: tabla ‘hosts’ o servidor DNS.
- En Internet: servidores DNS.

• Transformar la dirección IP en dirección de red

- En la red local: ARP
- En Internet: dirección de red del router.



DNS4
• El servidor DNS (puerto 53) guarda la relación de los nombres e IPs en

24 de 60

un dominio. Utiliza una cache para reducir el
  • Links de descarga
http://lwp-l.com/pdf138

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