PDF de programación - Tema 4.1. Encaminamiento en redes de datos - Redes y Servicios de Telecomunicaciones

Redes y Servicios de Telecomunicaciones

Tema 4.1. Encaminamiento en redes de

datos – “Internetworking” básico (IP)

Peterson - Davie:
3.2, 3.2.1, 3.2.2, 3.2.3, 3.2.4,
3.2.6, 3.2.7, 3.2.8.

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Contenido

• Qué es la interconexión de redes: Internetworking Protocol.

• Modelo de Servicio. Envío de datagramas, formato de

PDU, Fragmentación y re-ensamblado.

• Direccionamiento global y “forwarding” de datagramas.

• Traducción de direcciones (ARP)

• Configuración automática de Sistemas Finales (DHCP)

• Señalización de errores (ICMP).

2

Qué es la interconexión de redes: Internetworking Protocol

1

0

Inter-red:


Colección arbitraria de redes
interconectadas para entregar un
servicio de intercambio de
datagramas entre sistemas finales

Ejemplo de una inter-red. H - Sistemas finales, R - Routers

3

Qué es la interconexión de redes: Internetworking Protocol

IP:

• Protocolo nuclear para construir
redes heterogéneas escalables.

• Se ejecuta en sistemas finales y
Routers

Ejemplo de arquitectura de una inter-red (Torres de protocolos).

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Modelo de Servicio: Envío de datagramas.

Modelo de servicio IP:

• Modelo de envío de datos sin conexión


“CL (connection less)”

• Modelo de envío de datos “Best effort”

• Las PDUs se pueden perder

• Las PDUs se pueden desordenar

• Los paquetes se pueden recibir duplicados

• Los paquetes se pueden retardar de forma significativa.

• Mecanismo de direccionamiento (identificación) universal

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Modelo de Servicio: Formato de PDU.

Version: 4 en IPv4

Hlen: Número de palabras de 32-bit
en las cabeceras.

TOS: Tipo de servicios (QoS).

Length:
Número de bytes en el datagrama.

Ident: info para fragmentación

Flags/Offset:
info para fragmentación.

TTL: Contador de saltos.

Protocol:
Clave de demux (TCP=6, UDP=17).

Checksum:
Protección de la cabecera.

DestAddr & SrcAddr:

Direcciones destino y fuente.

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Modelo de Servicio: Fragmentación y re-ensamblado.

Fragmentación del paquete IP según cruza la red

IP-SDU: 1400 B ↓

MTU-LINK: 1500 B

MTU-LINK: 1500 B

MTU-LINK: 532 B

IP-SDU: 1400 B ↑

MTU-LINK: 1500 B

• MTU: Maximum Transfer Unit
• Para todo nivel “n”: MTU n == SDUmáx n
• Se fragmenta cuando la longitud de PDU n > MTU n-1
• La fragmentación se recupera en el sistema final destino.

376

• Si se pierde un fragmento se pierde la PDU completa.

376

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Modelo de Servicio: Fragmentación y re-ensamblado (2).

(ident) Se mantiene en todos los fragmentos.
(flag) “0” = No fragmento/fin fragmento.

“1” = Fragmento del paquete.

(Offset) Primer “8 x byte” en el fragmento

Cabeceras de un paquete IP fragmentado


(a) Paquete sin fragmentar.
(b) Fragmentos del paquete.

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Direccionamiento global

• Direcciones universales

• Jerarquía: nº subred + nº SF

• Sintaxis “dot” (dígitos decimales)

(a) ej. 10.3.2.4

(b) ej. 128.96.33.1

(c) ej. 192.12.69.77
. Formatos de direcciones IP:
(a) Tipo “A” => 128 redes de 16 777 216 SFs cada una.
(b) Tipo “B” => 16 384 redes de 65 535 SFs cada una.

(c) Tipo “C” => 2 097 152 redes de 256 SFs cada una.

. Classless subnetting

Mask = número de bits de identificación de red
=> 2mask redes de 232-mask SFs cada una.
Identificación de red =

Network number + Subnet ID

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“Forwarding” de datagramas IP

Tabla de “forwarding” de R2

1

0

Procedimiento
Cada datagrama tiene la dirección IP única del SF destino.

En la tabla de “forwarding” de cada Router,

Si SF destino en subred del router => se identifica el I/F del router correspondiente

En caso contrario => se identifica el router correspondiente al “Next Hop”

El “Encaminamiento” rellena las tablas de “forwarding”.

Cada SF tiene un “Default router”.

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Traducción de direcciones (ARP)

192.168.1.1

192.168.1.3

192.168.1.7

(1) ping 192.168.1.170

02:02:10:01:01:12

04:02:10:11:11:12

00:02:10:11:11:12

(2)

(3)

(4) (5)

04:02:10:01:01:22

08:02:10:11:11:22

00:02:10:11:11:22

(1) en 192.168.1.7

•

Comando: ping 192.168.1.170

(2) en 192.168.1.7

•

Difusión MAC: ARP ¿ quién es 192.168.1.170 ?

(3) en 192.168.1.170

192.168.1.170 192.168.1.175 192.168.1.250

•

Unicast MAC: Respuesta ARP ¡ soy 04:02:10:01:22 ! + MAC origen a cache ARP

(4) en 192.168.1.7

• MAC origen a cache ARP + PDU IP-PING a 192.168.1.7 usando MAC en cache ARP

(5) en 192.168.1.170

•

PDU IP-PING-RESPUESTA a 192.168.1.7 usando MAC en cache ARP

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Traducción de direcciones (ARP): PDUs

HardwareType: Tipo de la red física (e.j., Ethernet = 1)

ProtocolType: Tipo del protocolo del nivel superior (e.j., IP=0x0800)

HLEN & PLEN: Longitud de las direcciones de ambos protocolos

Operation: Petición o respuesta

Source/Target Physical/Protocol addresses a usar

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Configuración automática de Sistemas

Finales (DHCP)

• Los SFs cuando arrancan
envían DHCPDISCOVER a
255.255.255.255.

• El relé DHCP copia petición
y respuesta si DHCP server
fuera del dominio de difusión
(Opcional)

• Los SFs se auto-configuran
con la información recibida en
la respuesta

Responsable de
repetir la
petición/respuesta
en entornos no
difusivos

Responsable de
la provisión de
configuración a
los SFs:

• IP Address

• DNS servers

• OSs

• …

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Señalización de errores (ICMP)

• ICMP (Internet Control Message Protocol)

Define un conjunto de PDUs de señalización del nivel de Inter-red para
manejar las actividades de OAM (Operations, Administration and
Management) de la red.


• Los principales son (Type + Code):

• Destination Host unreachable

• Reassembly process failed

•TTL reached 0

• IP header checksum failed

• Redirect

• Source Quench

• Echo request/response (ping)…….



(Ver: http://en.wikipedia.org/wiki/Internet_Control_Message_Protocol)



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Resumen

Se ha visto:

• El concepto de Inter-red y el protocolo IP.

• El modelo del servicio y las funciones principales para

desarrollarlo.

• El direccionamiento global de los sistemas finales.

• ARP: servicio de traducción de direcciones Eth <-> IP

•

•

DHCP: configuración automática de sistemas finales.

ICMP: señalización de errores.

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