PDF de programación - Introducción a TCP/IP

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INTRODUCCIÓN

A TCP/IP

Sistemas de Transporte de Datos

Luis Miguel Crespo Martínez
Francisco A. Candelas Herías

TEXTOS DOCENTES

© Luis Miguel Crespo Martínez

Publicaciones de la Universidad de Alicante, 1998

Portada: Gabinete de Imagen y Comunicación Gráfica

Universidad de Alicante

ISBN: 84-7908-435-9

Depósito Legal: A-1394-1998

Fotocomposición:

Imprime: INGRA Impresores

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Edición electrónica:

Índice

Portada
Créditos
Prólogo
1. Introducción a TCP/IP
2. Topología
3. El primer protocolo

3.1 RFC
3.2 Ethernet
3.3 MTU
3.4 Direcciones MAC

4. El protocolo IP

4.1 Direcciones IP
4.2 SLIP
4.3 PPP
4.4 Interface de bucle local (Loopback Driver)
4.5 Máscara de Subred
4.6 Cabecera IP
4.7 Administración de una red IP

5. Caso práctico
6. Configuración de TUN (MS-DOS)
7. Cuestionario 1

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Índice

8. Estructura de la serie de protocolos TCP/IP

8.1 Número de Puerto
8.2 Socket
8.3 Pequeño Inciso
8.4 Ping
8.5 Servidores de terminales

9. Configuración en Unix

9.1 Tabla de hosts
10. El Protocolo ARP

10.1 La memoria Caché de ARP

11. ICMP
12. Encaminamiento IP

12.1 Mecanismo de encaminamiento
12.2 Creación de Rutas
12.3 Error de Redirección ICMP
12.4 Encaminamiento Dinámico
12.5 Routing Information Protocol (RIP)
12.6 Comprobando el funcionamiento de RIP
12.7 Registro de Ruta de «Ping»

13. TCP y UDP

13.1 Introducción

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Índice

13.2 TCP
13.3 UDP

14. Cuestionario 2
15. Protocolos de Aplicación en TCP/IP
16. Protocolo de aplicación sobre TCP: TELNET
17. Protocolo de aplicación sobre TCP: FTP
17.1 FTP desde MS-DOS a través de TUN

18. Protocolo de aplicación sobre TCP: POP3
19. Protocolo de aplicación sobre TCP: SMTP
20. Protocolos de aplicación sobre UDP: TFTP
21. Protocolos de aplicación sobre UDP: SNMP
22. Protocolos de aplicación sobre UDP: NFS

22.1 Configuración de NFS desde TUN (MSDOS)
22.2 Configuración de NFS desde UNIX
22.3 Unix - Unix NFS

23. Cuestionario 3
24. Anexo A
25. Glosario de Términos
26. Bibliografía

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Luis Miguel Crespo Martínez - Francisco A. Candelas Herías

Introducción a TCP/IP. Sistemas de Transporte de Datos

El objetivo fundamental del presente libro es proporcio-

nar una visión adaptada a la realidad en cuanto al
diseño e implementación de redes basadas en la pila

de protocolos TCP/IP.

Para ello, se utiliza como soporte de trabajo una configura-
ción típica en instalaciones industriales y empresa privada.
Éste será el punto de partida para los numerosos ejemplos
prácticos que vienen propuestos a lo largo de la obra.

Es conveniente, aunque no necesario, disponer de un mínimo
de conocimientos referentes al sistema operativo Unix, así
como nociones básicas en Redes de Computadores, puesto
que de este modo se logrará una asimilación más sencilla a
nivel conceptual y práctico.

Este libro, dadas sus características, es recomendable como
manual de prácticas en estudios de Ingeniería Informática,
Telecomunicación o Industrial.

ÍNDICE

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Prólogo

En el primer capítulo se realiza una introducción a los niveles
físicos y de enlace empleados en la configuración de refe-
rencia, es decir, Ethernet y Slip.

A continuación, se describen los aspectos más funcionales
del protocolo de red IP, y su configuración sobre Unix y
MSDOS. Se emplea un producto comercial denominado TUN,
que permite la integración de aplicaciones basadas en
TCP/IP entre ambas plataformas.

Por último, se describe el funcionamiento de los protocolos de
transporte TCP y UDP para poder abordar, a continuación,
algunas de las aplicaciones TCP/IP más usuales a nivel pro-
fesional, tales como Telnet, Snmp, Nfs y Ftp.

Para que el lector pueda evaluar el nivel de comprensión
adquirido, se han intercalado a lo largo del libro una serie de
cuestionarios con propuestas referentes a la materia expues-
ta.

ÍNDICE

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Luis Miguel Crespo Martínez - Francisco A. Candelas Herías

Introducción a TCP/IP

Introducción a TCP/IP

Trataremos de tomar contacto con lo que hoy en día es

el protocolo de red más extendido y con mayor acep-
tación a nivel mundial, es decir, TCP/IP.

Este protocolo que comenzó a finales de los años 60 como
un proyecto de investigación financiado por el gobierno de
EE.UU., sobre la conmutación de paquetes, se ha convertido
en la década de los 90 en la estructura de red más amplia-
mente utilizada.

Se trata verdaderamente de un sistema abierto en la medida
en que la definición de la serie de protocolos, así como mu-
chas de sus implantaciones se encuentran disponibles al pú-
blico, gratuitamente o a un módico precio. Ello constituye la
base para lo que se conoce como la red Internet mundial,
una red de larga distancia (WAN), con más de 1 millón de or-
denadores que literalmente invade el planeta.

ÍNDICE

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1. Introducción a TCP/IP

Aunque actualmente y con motivo del creciente desarrollo
tecnológico están surgiendo nuevos protocolos basados en
tecnologías «Fast Paquet» (ATM, Frame Relay), TCP/IP se ha
convertido en un estándar utilizado como protocolo de red na-
tivo para sistemas Unix, estando sujeto de forma continua a
nuevas implementaciones y mejoras.

Para abordar la materia, utilizaremos el sistema operativo
Unix de SCO en los Servidores y MS-DOS en las estaciones

50Ω

RS232

RS232

SLIP o PPP

50Ω

TUN

TUN

TUN

TUN

Servidor 1
SCO Unix

Open Server

Línea Telefónica

Servidor 2
SCO Unix

Open Server

TCP/IP

Ethernet IEEE 802.3

Ethernet IEEE 802.3

50Ω

50Ω

Figura 1. Topología de Referencia

TUN

TUN

TUN

TUN

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Luis Miguel Crespo Martínez - Francisco A. Candelas Herías

Introducción a TCP/IP

de trabajo. La forma de integrar ambos sistemas operativos
se realizará a través de un producto comercial denominado
TUN, cuya finalidad es la de realizar las funciones de cliente
en las conexiones TCP (o UDP) que se establezcan.

La topología de referencia sobre la que realizaremos nues-
tros ensayos, queda representada en la figura 1.

El objetivo de la presente documentación, es proporcionar
una visión general sobre la mecánica de funcionamiento de
los distintos protocolos que conforman TCP/IP utilizando co-
mo soporte físico la encapsulación Ethernet.

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2. Topología

2. Topología

Puesto que nos encontramos con una configuración

compuesta de 2 segmentos en cable coaxial fino tipo
10Base2, sería conveniente comprobar algunas de las
prescripciones definidas en la normativa IEEE802.3 (Todas,
sería muy complicado), como lo son:

Impedancia característica del cable 50Ω +/- 2Ω
Atenuación del segmento: 8.5dB a 10Mhz (Oscilador
10Mhz y osciloscopio)

Velocidad de propagación mínima 0.65C (fabricante o

Scaner)

Flanco de subida de la señal 25 +/- 5nS para pasar del
10% al 90%

* Resistencia en cortocircuito del cable R < 50mΩ /m
* Resistencia en cortocircuito del segmento

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Luis Miguel Crespo Martínez - Francisco A. Candelas Herías

Introducción a TCP/IP

(Cable+conectores+malla)< 10Ω

* Resistencia de la interfaz de red sin alimentación R > 100
KΩ

Resistencia de la interfaz de red con alimentación R > 7.5

KΩ

Capacidad de entrada de la interfaz de red sin alimentación
C < 6pF

* Resistencias de terminación de 50Ω +/- 2Ω

Longitud máxima del segmento de 185m

Las tarjetas de red utilizadas están provistas de dos tipos
diferentes de interfaces Ethernet.

El utilizado en la mayoría de los casos es el tipo BNC para
cable 10Base2. Esto quiere decir que la placa tiene integra-
dos los dos módulos que conforman el nivel físico en las LAN:
el PSS (Phisical Signaling Sublayer) o también conocido
como C/D cuya principal finalidad es la codificación y decodi-
ficación de la señal (Manchester diferencial) así como la
generación y detección de funciones especiales de control; y
el PMA (Phisical Medium Attachement) o AM (Adaptación al
medio) que tiene por objeto aplicar las señales eléctricas o

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2. Topología

modular, según sea banda ancha o banda base, sobre el
medio utilizado.

En nuestro caso, por tratarse de cable 10Base2, se trabaja
directamente en banda base mediante una señal cuadrada
con amplitudes del orden de 2.5 Voltios.

El PMA se encuentra conectado físicamente con el PSS a tra-
vés de un tipo de interface denominado AUI, consistente en
una serie de señales implementadas sobre controladores de
línea en modo balanceado y con par trenzado en el caso de
que la unión sea externa (Cable Drop). Esta conexión se exte-
rioriza mediante un conector de 15 polos situado junto a la
salida BNC de la tarjeta. (Figura 2)

La ventaja de disponer de este tipo de salida alternativa, es
la flexibilidad que proporciona al poder elegir un PMA o
Transceptor para el tipo de medio que queramos utilizar, ya
sea fibra óptica, par trenzado, radioenlace, etc.

Lógicamente, para poder hacer uso de la salida AUI o la BNC
se necesita indicar la opción deseada a la tarjeta, en nuestro
caso por la activación de un pequeño puente situado sobre
ella. En otro tipo de tarjetas esta tarea se realiza mediante un
software suministrado por el fabricante.

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Luis Miguel Crespo Martínez - Francisco A. Candelas Herías

Introducción a TCP/IP

]

Enlace

LLC

MAC

PSS

AUI

]

Físico

Tranceiver

[

PMA

Medio

BNC
AUI

Figura 2. Estructura interna de la placa

Cuando se sobrepasa la