PDF de programación - Repaso de IP

REDES DE BANDA ANCHA
Área de Ingeniería Telemática

Repaso de IP

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Redes de Banda Ancha

5º Ingeniería de Telecomunicación

Contenido
• Encapsulación en TCP/IP
• Direccionamiento IP
• Tablas de rutas
• Comunicación en una LAN Ethernet

Encapsulación

Red

Red
Enlace
Físico

Red
Enlace
Físico

Aplicación
Transporte

Red
Enlace
Físico

Red

Red
Enlace
Físico

Red
Enlace
Físico

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R1
R1
R1

R5
R5
R5

R3
R3
R3

R2
R2
R2

R6
R6

R4
R4
R4

1/27

Aplicación
Transporte

Red
Enlace
Físico

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1

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R



Representación de las direcciones IP

bit 0

bit 31

Dirección IP

10000010110011101011100001010101

= 2194585685

130

206

184

85

130.206.184.85

• Números de 32 bits
• Representación “dotted-decimal”
• Parte identifica a la red, parte al host

bit 0

Network ID

Dirección IP

Host ID

bit 31

a Direccionamiento IP: CIDR



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Á

CIDR: Classless InterDomain Routing

– La parte que es el identificador de subred puede ser de

cualquier longitud

– Formato de direcciones: a.b.c.d/x, donde x es el número de

bits en el identificador de subred

– Otra forma de marcar la separación es mediante la máscara de

– Cada interfaz tiene configurado su IP (única) y la máscara de

subred

su subred

subred

host

Máscara

11001000 00010111 00010000 00000000
11111111 11111111 11111110 00000000
200.23.16.0/23

Máscara: 255.255.254.0

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¿Una IP en una Red?

¿Cómo se puede saber con facilidad si

una IP pertenece a una Red?

Aplicar la máscara:
200.23.17.42
200.23.16.0/23 ?

¿

pertenece

a

la

red

AND

11001000 00010111 00010001 00101010
11111111 11111111 11111110 00000000

11001000 00010111 00010000 00000000

Debe salir la dirección de la red: 200.23.16.0

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CIDR

¿Cómo actúan los hosts y los routers?

• Tienen configurado:

– IP en cada uno de sus interfaces
– Máscara en cada uno
– Tabla de rutas

Destino

Máscara

Next-hop

Interfaz

Dir.Red

…

Máscara

…

IP_next

…

If X
…

• Ojo: la máscara en una ruta no tiene por qué ser la de una red final
• Supongamos que tiene un paquete IP con IP destino IPD
•
IPD que no es ninguna de sus direcciones IP
• Comprueba con cada ruta si lleva hacia IPD:

– ( (IPD AND Máscara) == Dir.Red ) ? válida : no válida

• ¿ Ninguna ruta es válida ? ⇒ descarta paquete
• Escoge la ruta válida con prefijo más largo (máscara con más 1’s)
• Longest Prefix Match
• Un host tiene normalmente una tabla de rutas mínima con una ruta

por defecto: 0.0.0.0/0

6/27

CIDR

Ejemplo: IPd=130.206.58.129
R1

10.50.43.12 (R2)

(otro)
(otro)

Next-hop

if
1
0
2
…

…

Destino

130.206.0.0/17
131.57.0.0/18
131.58.0.0/18

R1

R2

R3

R4

Backbone

Red A

Red B

Red C

130.206.58.129

Red D

7/27

Red C

130.206.58.129

Red D

8/27

3

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…

Destino

130.206.0.0/17
131.57.0.0/18
131.58.0.0/18

…

CIDR

Ejemplo: IPd=130.206.58.129
R1
R2

130.206.16.0/20
130.206.56.0/21
130.206.64.0/18
201.24.16.0/23
201.0.0.0/10

10.50.43.12 (R2)

(otro)
(otro)

Next-hop

if
1
0
2
…

Destino

…

-

-
-

Next-hop

130.206.16.1 (R3)

10.50.44.1 (R4)
10.50.43.13 (R1)

0.0.0.0/0

R1

R2

R3

R4

Backbone

Red A

if
1
1
2
3
4
0

Red B

CIDR

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Ejemplo: IPd=130.206.58.129
R1
R2

130.206.16.0/20
130.206.56.0/21
130.206.64.0/18
201.24.16.0/23
201.0.0.0/10

10.50.43.12 (R2)

(otro)
(otro)

Next-hop

if
1
0
2
…

Destino

…

-

-
-

Destino

130.206.0.0/17
131.57.0.0/18
131.58.0.0/18

…

Destino

130.206.16.0/20
130.206.56.0/21

0.0.0.0/0

if

Next-hop

-
-

R3 0

130.206.16.2 (R2)

1
0

0.0.0.0/0

R1

R2
R3

R4

Backbone

Red A

Ojo a las diferentes rutas empleadas

Next-hop

130.206.16.1 (R3)

10.50.44.1 (R4)
10.50.43.13 (R1)

if
1
1
2
3
4
0

Red B

Red C

130.206.58.129

Red D

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¿Y dentro de una LAN Ethernet?

Cada tarjeta en la LAN tiene una dirección MAC única

PC1

Dirección de broadcast = FF-FF-FF-FF-FF-FF

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1A:2F:BB:76:09:AD
PC2

R5

LAN

00:65:F7:2B:08:53

0C:65:F7:2B:08:53

= tarjeta

0C:C4:11:6F:E3:98

PC3

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Nivel MAC
• Formato de la trama (estándar DIX)

– Direcciones MAC
– Ethertype
– Datos
– CRC

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Cabecera (header)

Dest
Addr

Src
Addr

Bytes:

6

6

e
p
y
T
r
e
h
t
E

2

Datos

Sentido de transmisión

Cola (trailer)

C
R
C

4

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R5

Comunicación IP en la LAN
• Ejemplo: Paquete

• ¿Cómo enviar un paquete
IP de un nodo a otro de la
misma red?

IP de
207.196.7.78 a 207.196.7.82
trama

ir en una

• Deberá

Ethernet (…)

(207.196.7.82)
dst_addr = IPPC3

PC1

207.196.7.78

1A:2F:BB:76:09:AD
PC2

LAN

(207.196.7.78)
src_addr = IPPC1

00:65:F7:2B:08:53

0C:65:F7:2B:08:53

PC3

0C:C4:11:6F:E3:98
207.196.7.82

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ARP: Address Resolution Protocol

• ¿Cómo enviar un paquete
IP de un nodo a otro de la
misma red?

PC1

207.196.7.78

1A:2F:BB:76:09:AD
PC2

R5

LAN

• Ejemplo: Paquete

IP de
207.196.7.78 a 207.196.7.82
trama

ir en una

• Deberá

Ethernet (…)
– Ethertype: 0x0800 (IP)
– MAC origen la de la tarjeta que

envía

– MAC destino (…)

00:65:F7:2B:08:53

0C:65:F7:2B:08:53

207.196.7.82

PC3

0C:C4:11:6F:E3:98
207.196.7.82

207.196.7.78

src_hwaddr = MACPC1
(1A:2F:BB:76:09:AD)

?

0x0800

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E
R



ARP: Address Resolution Protocol

• ¿Cómo enviar un paquete
IP de un nodo a otro de la
misma red?

ARP
1.

PC1

207.196.7.78

1A:2F:BB:76:09:AD
PC2

2.

ARP Request: El emisor
envía una trama ARP a la
dirección MAC de broadcast
( F F : F F : F F : F F : F F : F F ) .
Contiene la IP destino
Todos los interfaces de la
LAN leen esa trama (…)

R5

LAN

00:65:F7:2B:08:53

0C:65:F7:2B:08:53

PC3

0C:C4:11:6F:E3:98
207.196.7.82

¿Cuál es la MAC del interfaz
con IP 207.196.7.82?

(FF:FF:FF:FF:FF:FF)

dst_hwaddr = MAC Broadcast

(1A:2F:BB:76:09:AD)

src_hwaddr = MACPC1

0x0806

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5

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R



ARP: Address Resolution Protocol

• ¿Cómo enviar un paquete
IP de un nodo a otro de la
misma red?

ARP
3.

ARP Reply: El interfaz con
esa
IP responde con otra
trama ARP (…)

PC1

207.196.7.78

1A:2F:BB:76:09:AD
PC2

R5

LAN

00:65:F7:2B:08:53

0C:65:F7:2B:08:53

PC3

0C:C4:11:6F:E3:98
207.196.7.82

(1A:2F:BB:76:09:AD)
dst_hwaddr = MACPC1

Yo tengo la IP 207.196.7.82 y
mi MAC es 0C:C4:11:6F:E3:98

(0C:C4:11:6F:E3:98)

src_hwaddr = MACPC3

0x0806

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D
E
R



ARP: Address Resolution Protocol

• ¿Cómo enviar un paquete
IP de un nodo a otro de la
misma red?

PC1

207.196.7.78

1A:2F:BB:76:09:AD
PC2

R5

LAN

• Ahora puede colocar la MAC

destino (…)

• Y enviarla (…)

Entrega directa

00:65:F7:2B:08:53

0C:65:F7:2B:08:53

207.196.7.82

0C:C4:11:6F:E3:98
207.196.7.82

207.196.7.78

PC3

src_hwaddr = MACPC1
(1A:2F:BB:76:09:AD)

dst_hwaddr = MACPC3
(0C:C4:11:6F:E3:98)

?

0x0800

16/27

Formato del datagrama IP

IPv4 vs IPv6

P a l a b r a s
de 32bits

Type of
Service

Longitud en
bytes del
paquete

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r

Para
el
reensamblado

“Time To
Live”

Protocolo de
la siguiente
capa

8

0
4
Versión Header
Length TOS
16-bit identifier
TTL

16

D
F

31

Longitud
M
13-bit fragmentation
F

offset

Protocolo Header checksum
Dirección IP origen
Dirección IP destino

[opciones]

[Datos]

“ D o n ’ t
Fragment”

“More
Fragments”

Offset del
fragmento

17/27

6

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R



Ejemplo de encapsulado

0000000000000000000000000000000100100011010000000000000000100000000000000100000000000000000000000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000000000001000000000000000000000000011100000000000000000000000000000000000101000101001001
0110010100000000000000000010001001011000000000000000000000001000000000000000000000000000100111000000000000000000000000
0010011100000000000000000000000000000111000000110000000000000000000000000000000000110000100100110011000101011001000010
0000000000010001010000000000000010011000100101100110000011010000000000000001000000000001100000000000000000000001000000
010110000010100110010001010101011000000110010011000110