PDF de programación - Internetworking e IP

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Internetworking e IP

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación

Temario


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Introducción

1. 
2.  Arquitecturas, protocolos y estándares
3.  Conmutación de paquetes

• 
• 
• 

Arquitectura de protocolos para LANs
Ethernet
Protocolos de Internet
• 
• 
• 

Internetworking
Direccionamiento
IP en LAN. ICMP

4.  Conmutación de circuitos
5.  Tecnologías
6.  Control de acceso al medio en redes de área local
7.  Servicios de Internet

Objetivo

•  Conceptos básicos del nivel de red


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Contenido

•  Introducción
•  Internet Protocol
–  Características
–  Routing y forwarding
–  Formato del paquete IP

Nivel de red

•  Objetivo:


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–  Llevar paquetes del origen al destino
–  Usar los enlaces de forma “eficiente”

•  Direccionamiento:

–  Que permita identificar a los nodos
–  Tiene una estructura (no es plano)
–  Ésta reduce la información en los routers

Transporte

Red

Enlace

Físico
Medio

•  Enrutamiento

es la red

–  Elementos de encaminamiento deben “aprender” cómo

–  Deben calcular “buenos” caminos a los destinos
–  Esto se almacena en las “tablas de rutas”

Routing

•  “Ruta” es un camino (path) ! acíclico (…)
•  “Routing” = proceso de calcular los caminos que


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deben seguir los paquetes

•  Se pueden calcular en función de:

–  Flujo
–  Tipo de tráfico
–  (origen, destino)
–  Destino

Red D

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Red C

R2

Red B

R1

Red A

Conmutación

•  Circuitos virtuales (…)
•  Datagramas (…)


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•  Reenviar los bits por el camino
•  Servicios posibles

–  Circuitos (telefonía, longitud de onda)
–  Paquetes

Cada paquete del mismo flujo sigue
la misma ruta
paquete

conmutado

es

Cada
independientemente

Red D

R3

Red C

R2

Red B

R1

Red A


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Contenido

•  Introducción
•  Internet Protocol
–  Características
–  Routing y forwarding
–  Formato del paquete IP


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Características de IP

•  Nivel de red
•  Servicio de datagramas, sin conexión
•  Forwarding en función de la dirección destino
•  No fiable
•  Best effort
•  Provee:

–  Independencia de las tecnologías de cada red
–  Direccionamiento global
–  TOS
–  Fragmentación y reensamblado

Transporte

Red

Enlace

Físico
Medio

Otros aspectos


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•  Direccionamiento

–  Nivel 2: local, plano ! no escalable
–  Nivel 3: según lugar, jerárquico ! escalable
–  Direcciones temporales
–  Network Address Translation para reducir direcciones

•  Routing

–  Basado en la dirección destino
–  La red se descompone en dominios
–  Routing intradomain : calcula rutas dentro del dominio
–  Routing interdomain : rutas entre dominios

•  Más

–  Multicast; Ad-hoc; P2P; Sensores, etc

Routing en IP

•  Llevado a cabo por un proceso
(cálculo

router

cada

en
distribuido) (…)

•  Resultado: una “tabla de rutas”

en cada router (…)


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Routing
process

R3

Routing
process

Red C

R2

Red B

Red D

Routing
process

R1

Red A


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Tablas de rutas

•  Ruta por defecto

–  Por ella todo el tráfico
para el que no se tiene
una ruta mejor

–  Fácil de emplear con

estructura en árbol

•  ¿ Una ruta para cada

host ?:
–  232 entradas -> ¡¡¡ 4 mil
•  ¿ Una por host en

millones !!!

Internet ?:
–  Hoy aprox ¡ 480 millones !

Red

•  Continen una entrada por
(también
cada
llamada a veces subred)
•  De hecho hoy en día
puede contener menos
entradas


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•  Llevado a cabo por un proceso
(cálculo

router

en
cada
distribuido)

•  Resultado: una “tabla de rutas”

en cada router

Routing en IP

IP de if1 de R1

Destino Next-hop
Red A
Red B
Red C
Red D
…

-
-

IP de if0 de R3
…

Routing
process

if1

R3

if0

Red D

if1

Routing
process

Red C

if2

if0

R2

Red B

if1

Routing
process

if0

R1

Red A


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Encapsulación

Red

Red

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Enlace

Físico

Físico

Aplicación

Transporte

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Encapsulación

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Enlace

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Físico

Enlace

Enlace

Enlace

Enlace

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Físico

Físico

Físico

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Red

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Enlace

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Físico

Aplicación

Transporte

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Encapsulación

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Red

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Transporte

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Encapsulación

Aplicación

Transporte

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Red

Red

Enlace

Enlace

Físico

Físico

Red

Red

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Enlace

Físico

Físico

Aplicación

Transporte

Red

Enlace

Físico

Algunas características de IP


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•  Muy bueno en escalabilidad

–  Millones de nodos
–  Tablas de rutas deben ser “pequeñas”
–  Actualizaciones deben ser “manejables”

•  Bueno ante cambios de topología
–  Los routers calculan nuevas rutas
–  Los cambios no afectan a la mayoría

•  Pobre rendimiento

–  Utilización de los enlaces no se balancea
–  Las actualizaciones no son muy rápidas
–  Algunos flujos deberían tener garantías de calidad
–  No detecta errores de configuración
–  No se protege ante ataques

Representación y transmisión

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•  Palabras de 32 bits

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4

0
Campo Campo Campo

8

Campo

Campo

Campo

31

16

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B
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Campo

Campo

Campo

Campo
Campo
Campo

Campo

Representación y transmisión


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Representación de las direcciones


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bit 0

bit 31

Dirección IP

10000010110011101011100001010101

= 2194585685

130

206
184
130.206.184.85
•  Números de 32 bits

85

computadoras, no para humanos
•  Representación “dotted-decimal”

cómodos para

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Para
el
reensamblado

“Time To
Live”

Protocolo de la
siguiente capa
(www.iana.org)

Formato del datagrama IP

IPv4 vs IPv6

Palabras
de 32bits

“Type of
Service”

Longitud en bytes del
paquete (header+datos)

8

14

16

0
Versión Header

4
Length DSCP
16-bit identifier
TTL Protocolo Header checksum

Longitud
M
13-bit fragmentation
F

of