PDF de programación - Direcciones IPv4 v6 + multicast

REDES
Área de Ingeniería Telemática

Direcciones IPv4 v6 + multicast

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Redes

4º Ingeniería Informática

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Hoy...

1. Introducción a las redes
2. Tecnologías para redes de área local
3. Conmutación de circuitos
4. Tecnologías para redes de área extensa y última milla
5. Encaminamiento
6. Arquitectura de conmutadores de paquetes
7. Control de acceso al medio
8. Transporte extremo a extremo

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Hoy...

• Recordando direccionamiento...



... IPv4

• Extras



... multicast
... IGMP
... IPv6

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Direcciones de red

• Nivel de red en redes de Datagramas

– Cada nodo debe dirigir el paquete hacia su destino
– Tiene que haber direcciones que identifiquen a un destino y

que sean unicas en toda la red (significado global)

• En Internet/IP (v4)

– Direcciones IP i.e. 130.206.159.45
– En cualquier punto de la red debe estar claro

como ir hacia esa dirección

– Cuando enviamos un mensaje queremos enviarlo

a UN destino (unicast)

– Enviando a mas destinos: multicast, broadcast,

anycast...

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Espacio de direcciones en IPv4

4 bytes

•
• Segun el primer byte

antes 0-127 clase A 128-191 clase B 192-223 clase C
excepciones reservadas para uso privado (sin significado global)
0.0.0.0 / 8 identificación en la red local

0-223 Direcciones unicast



224-239 Direcciones multicast (antes clase D)
240-255 Reservadas para futuro uso (antes clase E)


10.0.0.0 / 8 reservada para redes privadas
127.0.0.0 / 8 reservada para loopback
169.254.0.0 / 16 reservada para direccion local al enlace (link-local)
172.16.0.0 / 12 reservada para redes privadas
192.168.0.0 / 16 reservada para redes privadas
192.88.99.0 / 24 reservada para 6to4
192.0.0.0/24 , 192.0.2.0/24 , 198.18.0.0/15 , 198.51.100.0/24 , 203.0.113.0/24 reservadas

salvo la 255.255.255.255 que es limited broadcast

Vease:
http://www.iana.org/assignments/ipv4-address-space/ipv4-address-space.xml

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CIDR

• Las direcciones se asignan en bloques de longitud variable
• Una entidad que tiene asignado un bloque puede subdividirlo

de forma transparente

• Se puede asignar a otra entidad y que a su vez lo subdivida

(subnetting)

IANA
42.0.0.0/8

APNIC
42.0.0.0/8
42.1.0.0/16

X-Com
42.1.0.0/16
42.1.10.0/24

42.1.10.0 ??

Y-Industries
42.1.10.0/24

42.1.10.17 ??

42.1.10.0/24

42.1.10.17

42.1.0.0 ??

42.1.0.0/16

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NetID y HostID

• En cada punto se considera un identificador de red

o prefijo y el resto es dirección del host

• Para extraer el NetID/prefijo se utilizan máscaras

42.1.10.17

42.1.0.0 / 16 ??

42.1.10.0 / 24 ??

• Se puede hacer subentidades construyendo

prefijos dentro de su HostID
X-Com

Y-Industries
Z-Dept

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Configuración

• Los rangos de IPs se asignan por organizaciones y se

configuran en los routers

• La red de cada organizacion es su responsabilidad
configurar los hosts correctamente con su dirección IP
y máscara.

• Lo mismo que configurarles una tabla de rutas con un

router por defecto. Y ya puestos servidores de DNS

• Esta parte no podría ser automática?

42.1.10.2/24

42.1.10.0/24

42.1.10.17/24
+default = 42.1.10.7

42.1.10.7/24

42.1.10.42/24

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DHCP

• Un servidor encargado de dar IP, mascara, router, DNS... a

quien lo pida (No tiene por que ser el router)

• Petición y respuesta protocolo DHCP

Usa UDP (port 68) sobre IP (petición a la 255.255.255.255)
La concesión (lease) tiene un tiempo y debe renovarse

• Combinación de direcciones configuradas y otras (pools) por

DHCP

DHCP server
Escucha UDP 68

a 255.255.255.255
algún servidor DHCP
me da una IP??

42.1.10.0/24

42.1.10.7/24

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Multicast

• IP puede entregar un paquete a varios destinos
• Concepto: grupo multicast. La dirección etiqueta

un grupo no un destino.

225.1.3.10 ???

interesado

interesados

Quiero enviar este video
a quien quiera verlo...
Lo envio a la direccion
225.1.3.10

interesado

yo paso

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Multicast

• Los routers deben enviar el los paquetes que tienen
por destino un grupo multicast hacia cualquier sitio
donde haya alguien interesado
– Parece más dificil que unicast... y lo es
– En una red de area local es facil

interesado
en 224.1.20.2

envia a 224.1.20.2

interesado
en 224.1.20.2

• Necesitamos una forma (protocolo) de que los
interesados en los grupos multicast se declaren
interesados...

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IGMP

• Protocolo para declararse interesado en un grupo

multicast

• La pertenencia a un grupo multicast es dinámica
– Los interfaces de red pueden suscribirse o no al grupo.
– Un interfaz puede suscribirse a varios grupos
– No hay limites de localización o número de miembros
– No hace falta ser miembro para enviar paquetes al grupo.

El grupo son los interesados en escuchar los paquetes que van
a una determinada dirección multicast

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Grupos multicast con significados especiales

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• Multicast local [ 224.0.0.0 - 224.0.0.255 ]



224.0.0.1
224.0.0.2
224.0.0.4
224.0.0.5
...

All hosts todos los hosts multicast de la LAN
All multicast routers todos los routers multicast
Todos los routers DVMRP
Todos los routers OSPF

Los routers no los reenvían
Uso en ciertos protocolos que necesitan mandar multicast a la LAN unicamente
–
–
–
–
–
Direcciones reservadas para aplicaciones [ 224.0.1.xxx ]
Si se reenvian por los routers
–
–
–

224.0.1.1 NTP
224.0.1.33-34 RSVP
224.0.1.39-40 Cisco RP discovery

•

Varios reservados 224.0.0.0/8 , 225.0.0.0/8 , 232.0.0.0/8 , 233.0.0.0/8

•
• Multicast privado [ 239.0.0.0 239.255.255.255 ]

No se reenvían fuera de una entidad

Más detalle:
http://www.iana.org/assignments/multicast-addresses/multicast-addresses.xml

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Multicast en LAN Ethernet

• Caso: Paquete multicast a una

LAN con hosts miembros
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multidifusión

•

IANA posee el OID 01:00:5E

• MACs multicast octavo bit activo
•
• Reserva la mitad para multicast
• D e 0 1 : 0 0 : 5 E : 0 0 : 0 0 : 0 0 a

01:00:5E:7F:FF:FF

• En los 23 bits bajos se mapean
los 23 bits bajos del grupo
multicast destino
32 grupos colisionan en la misma
MAC multicast

•

• Al suscribir un interfaz a un grupo
multicast IP recibe los grupos
multicast cercanos y tendra que
descartar los que no quiera

224.1.129.1

11100000 00000001 10000001 00000001

00000001 00000000 01011110 00000000 00000000 00000000
00000001 00000000 01011110 00000001 10000001 00000001

01:00:5E:01:81:01

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Multicast entre LANs

• Los routers tienen que saber si hay interfaces interesados en la

LAN
– Para reenviar los paquetes recibidos a la red de área local
– Para hacer llegar los paquetes con destino multicast a todos los interesados

• Protocolo de gestión de grupos multicast

IGMP [RFC-2236 igmp v2][RFC-3376 igmp v3]
Internet Group Management Protocol
– Permite a los hosts informar a su router por defecto de que están interesados

en un grupo multicast

– Y mas funciones

interesado
en 224.1.20.2

IGMP

interesado
en 224.1.20.2

envia a 224.1.20.2

IGMP

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IGMP (v1)

• Solo 2 mensajes Query y Report
• Mantenimiento

– Periodicamente (1min) el router envia Querys a All-hosts (224.0.0.1)
– Los interesados mandan un Report de los grupos que quieren (tiempo de espera

aleatorio 0-10s)

– Si un interesado ve un Report de otro no se molesta en informar

Eficiente a costa de no mantener estado de todos los interesados en el router

• Unirse a un grupo: Enviar unsolicited report
• Dejar un grupo: Dejar de enviar reports

– Si un router no recibe reports en 3 intentos (3min) elimina el grupo

• Problemas:

– Tiempo de reacción a unirse a un grupo aceptable
– Tiempo de reacción a dejar un grupo... demasiado lento

¿Que pasa si uso esto en un sistema que envía canales de video en grupos
multicast y el usuario hace zapping?

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• Sobre IP (8 bytes)

– tipo de mensaje
– tiempo máximo de respuesta (x0.1s)

para algunos mensajes

– checksum (del mensaje IGMP sólo)
– dirección multicast (en algunos mensajes)

• 3 tipos de mensajes

IGMP (v2)

32 bits

Cabecera IP
...

tipo

tiempo
dirección multicast

checksum

– Membership report (tipo=0x16) informa de interes en un grupo
– Leave report (tipo=0x17) informa de que deja un grupo
– Query (tipo=0x11)

• group specific query pregunta si hay alguien interesado en un grupo
• general el router pide actualización de los grupos

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IGMP(v2)

• Unirse a un grupo

– Enviar unsolicited reports indicando el grupo

• Mantenerse en un grupo

– El router pide actualización de grupos con tiempo de respuesta indicados [por defecto 10s]
–
– Si alguien ya ha pedido el grupo se abstienen

Lo