PDF de programación - Redes practica1

Redes (9359). Curso 2010-11

Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas (plan 2001)

Carlos A. Jara Bravo ([email protected])

Grupo de Innovación Educativa en Automática

© 2010 GITE – IEA

Redes (9359). Curso 2010-11

Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas (plan 2001)

PRACTICAS DE LABORATORIO DE REDES.

Práctica 1: Introducción a Redes y a TCP/IP sobre tecnología Ethernet.
Práctica 2: Protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP).
Práctica 3: Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP.
Práctica 4: Encaminamiento de paquetes con IP.

Carlos A. Jara Bravo ([email protected])

Grupo de Innovación Educativa en Automática

© 2010 GITE – IEA

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Redes (9359). Curso 2010-11

Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas (plan 2001)

PRÁCTICA Nº1

PROTOCOINTRODUCCIÓN A REDES Y A TCP/IP SOBRE

TECNOLOGÍA ETHERNET

1. Arquitectura de red TCP/IP
2. Dispositivos de interconexión de redes
3. Tecnología Ethernet
4. El protocolo ARP
5. El datagrama de Internet
6. Arquitectura de red L-24

1ª sesión

2ª sesión

Carlos A. Jara Bravo ([email protected])

Grupo de Innovación Educativa en Automática

© 2010 GITE – IEA

Arquitectura de red TCP/IP

• Esquema arquitectura TCP/IP (modelo de transmisión de datos)

4 capas

Servicios al usuario

Permite la comunicación

extremo a extremo

Errores

Encamina los paquetes

Conecta el host a la red
para enviar paquetes IP

Cable, fibra óptica

Direccionamiento MAC

Ethernet, PPP

Práctica 1. Introducción a redes y a TCP/IP sobre Tecnología Ethernet

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Arquitectura de red TCP/IP

• Flujo de datos por la arquitectura TCP/IP

Datos de usuario

(servicio)

Equipo A

Aplicación

Transporte

Internet IP

Enlace

Física

Emisión de
información

RED

Equipo B

Aplicación

Transporte

Internet IP

Enlace

Física

Recepción de
información

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Práctica 1. Introducción a redes y a TCP/IP sobre Tecnología Ethernet

Arquitectura de red TCP/IP

• Formación de paquetes

Formato de datos

Equipo A

Paquete

Aplicación

Transporte

Internet IP

Enlace

Física

Datagrama (IP)

Header 3

DATOS

Trama (Ethernet)

Header 2

DATOS

Header 1

DATOS

DATOS

Equipo B

Aplicación

Transporte

Internet IP

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Física

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RED

Práctica 1. Introducción a redes y a TCP/IP sobre Tecnología Ethernet

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Dispositivos de interconexión

 Repetidor (función a nivel físico)

 Regenera las señales de la red.

 Los repetidores funcionan sobre el nivel más bajo de la jerarquía de protocolos.

 Los segmentos conectados a un repetidor forman parte de la misma red.

 Hub (función a nivel físico)

 Centraliza las conexiones a nivel físico.

 Dispositivo con entradas/salidas a la capa física

 Suele regenerar la señal.

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Práctica 1. Introducción a redes y a TCP/IP sobre Tecnología Ethernet

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Dispositivos de interconexión

 Bridge (función a nivel de enlace)

 Dispositivo para la ampliación de red (aumentar el número de nodos).

 Posee un nivel de inteligencia de capa de enlace.

 Une redes con la misma topología. Reduce la carga en una red.

 Switch (función a nivel de enlace-bridge con muchos puertos)

 Dispositivo para enviar información de una red a otra (LAN1-LAN2).

 Filtrado de señales a nivel de enlace.

 Permite transmisiones simultáneas entre pares de estaciones.
 Router (función a nivel de red)
 Encamina los paquetes según la dirección IP.

 Posee tablas de encaminamiento para

redireccionar los paquetes.

 Si no encuentra una dirección, envía los

paquetes al router más próximo.

Práctica 1. Introducción a redes y a TCP/IP sobre Tecnología Ethernet

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Tecnología Ethernet

 Trama Ethernet II (formato de datos trama)



Trama entre 64-1518 bytes

Dir. Destino

Dir. Fuente

Tipo

6

6

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Datagrama IP

46-1500

CRC

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Datos IP: MTU marca el tamaño máximo

Si el datagrama IP > MTU  fragmentación

Protocolo transportado

0x0800 > IP4
0x0806 > ARP

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Dirección MAC: 02:60:8C:0D:0A:5C
Fabricante ID Tarjeta

48 bits

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Ejemplo

La MAC de un PC es una dirección única

Práctica 1. Introducción a redes y a TCP/IP sobre Tecnología Ethernet

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

Un trama Bradcast será atendida por todos los

equipos del mismo segmento o LAN

Protocolo ARP

 Definición

Cuando se envía un datagrama hacia un host se necesita conocer la MAC de ese equipo.
El protocolo ARP (Address Resolution Protocol-RFC 826) permite establecer la dirección
física (MAC) correspondiente a la dirección lógica (IP) de cada host en una red local.

Correspondencia dinámica MAC-IP

Dirección IP de 32 bits

• Direcciones IP son direcciones lógicas (32 bits).
• Direcciones MAC son direcciones físicas (48 bits).

ARP

 Trama ARP (encapsulado en Ethernet)

Dirección MAC de 48 bits

Dirección Broadcast

Protocolo nivel enlace

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Práctica 1. Introducción a redes y a TCP/IP sobre Tecnología Ethernet

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Protocolo ARP

 Funcionalidad

• Enviar petición broadcast (“ARP Request”).
• Recibir respuesta de la máquina buscada. (“ARP Reply”).
• Los paquetes ARP son los primeros enviados en una comunicación IP.

Tengo la MAC

00:0a:5e:76:8f:7b

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172.20.43.198

172.20.43.204

172.20.43.212

172.20.43.227

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Ejemplo

¿Quién tiene la IP 172.20.43.212?

MAC: ff:ff:ff:ff (Broadcast)

Práctica 1. Introducción a redes y a TCP/IP sobre Tecnología Ethernet

Protocolo ARP

 Paquete ARP

Trama Ethernet

Dir. Destino

Dir. Fuente

Tipo

ARP Request / Reply

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28 (para IP)

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15 16

31

Tipo de Hardware

Tipo de Protocolo

Long. Hardware

Long. Protocolo

Operación ARP

Dirección MAC del emisor (bytes 0 a 3)

Dirección MAC del emisor (bytes 4 y 5)

Dirección IP del emisor (bytes 0 y 1)

Dirección IP del emisor (bytes 2 y 3)

Dirección MAC del destino (bytes 0 y 1)

Dirección MAC del destino (bytes 2 a 5)

Dirección IP del destino (bytes 0 a 3)

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Práctica 1. Introducción a redes y a TCP/IP sobre Tecnología Ethernet

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Protocolo ARP

 Caché del protocolo ARP

• El Broadcast de los ARP Request (petición) es costoso ya que todos los receptores
tienen que procesar este paquete.
• Mantiene la conversiones recientes entre direcciones de red y direcciones Hardware.
• Evita enviar un ARP request por cada datagrama IP.
• El tiempo normal de vida de una línea de la caché es de 20 seg. (desde que se creó la
entrada).
• En un mensaje ARP Request, si la IP del emisor ya está en la cache, se actualiza con la
dirección MAC del emisor.
• Comando:

arp –a
arp –d
arp –s

Muestra la tabla de caché.
Borra la caché o una línea si se especifica una IP.
Inserta una línea ARP estática en la caché.

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ARP sólo actuará cuando la MAC

es desconocida

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Ejemplo

Práctica 1. Introducción a redes y a TCP/IP sobre Tecnología Ethernet

Protocolo de nivel de red IP

 El datagrama Internet

• Consigue que los paquetes puedan ser encaminados a través de una red de
computadores formada por la interconexión de diferentes segmentos físicos (Internet).
• El protocolo IP establece un sistema de direccionamiento global para todos los equipos
mediante la dirección lógica o software IP (IPv4).

• Cada dirección IP consta de dos partes diferenciadas: parte de red y parte de máquina.
• Parte de red: mismo valor para los equipos dentro del mismo segmento de red.
• Parte de máquina: sirve para distinguir a los equipos en un mismo segmento.

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Práctica 1. Introducción a redes y a TCP/IP sobre Tecnología Ethernet

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Protocolo de nivel de red IP

 Protocolo IP

• Toda interfaz IP posee tres parámetros: dirección IP, máscara de subred, puerta de enlace.
• La identificación de la parte de red y máquina de una dirección IP se realiza a través de
la máscara de subred  valor de 32 bits.

Bits a 1 (parte de red)

Dupla IP / Máscara de subred  se puede determinar qué

direcciones IP pertenecen a la misma red

• La parte de máquina determina el número de máquinas que pueden estar asociadas a
una misma red  2n – 2 (direcciones reservadas)
• Dirección de red: todos los bits de la parte de máquina a 0.
• Dirección de broadcast: todos los bits de la parte de máquina a 1.
• El valor de la máscara de red asociado a una IP no es arbitrario  ver Fig. 17.

No son válidas para
numerar máquinas

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Práctica 1. Introducción a redes y a TCP/IP sobre Tecnología Ethernet

Protocolo de nivel de red IP

 Protocolo IP

• Ampliación de la máscara de subred para crear subredes dentro de una red.
• Mecanismo para que se emplea cuando en una red