PDF de programación - Protocolo TCP/IP – Aplicaciones

SISTEMAS OPERATIVOS

Protocolo TCP/IP – Aplicaciones

P.U.A: Vallejos Sofia

Índice:

• Introducción

• Video Modelo OSI

• Modelo OSI (7 Capas) vs. TCP/IP (4 capas)

• Direccionamiento IP

• TCP/IP (Capas) – Protocolos

•Topologías de Red

•Diagramas de Comunicación

•Conclusión

Introducción

En sus orígenes, INTERNET, se basaba en la Red Telefónica Conmutada, en
una tecnología denominada de conmutación de circuitos.

ARPA desarrolló una nueva tecnología denominada conmutación de
paquetes.

En 1972 se evolucionó en los servicios que ofrecía ARPAnet y se introdujo un
sistema de correo electrónico.

En 1974, se presentó el protocolo “Transmisión Control Protocol / Internet
Protocol” (TCP/IP) .

A principios de los ochenta la red ARPAnet se desdobla en Arpanet y Milnet.

Se fue evolucionando hacia una red llamada ARPA Internet. Este nombre
sufrió algunas modificaciones, hasta llegar a denominarse INTERNET.

A fines de los años ochenta, INTERNET creció dando lugar a la “RED DE
REDES”.

Introducción

Algunos de los motivos de su popularidad son:
•

Independencia del fabricante.
Soporta múltiples tecnologías.
Puede funcionar en máquinas de cualquier tamaño.
Estándar de EEUU desde 1983.

•

•

•

La arquitectura de un sistema en TCP/IP tiene una serie de metas:
•

La independencia de la tecnología usada en la conexión a bajo nivel y la
arquitectura del ordenador.

• Conectividad Universal a través de la red.
• Reconocimientos de extremo a extremo.
• Protocolos estandarizados.

Video

IP (Protocolo Internet)

Modelo OSI (7 Capas) vs. TCP/IP (4 capas)

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Aplicación

Transporte

Internet

Acceso al Medio

Acceso a la Red

Físico

- Define las especificaciones eléctricas, mecánicas, de procedimiento y funcionales
- Brinda un tránsito confiable de datos a través de un enlace físico
- Trabaja sobre Ethernet, Wireless Ethernet, Token Ring, ATM.
- Trabaja sobre los protocolos IP, ICMP, IGMP, ARP.
TCP, UDP, RTP, SCTP.
HTTP, FTP, DNS, POP, SMTP.

- Provee mecanismos para el establecimiento, mantenimiento, y terminación de circuitos
- Provee servicios a procesos de aplicaciones (como correo electrónico, transferencia de
- Provee conectividad y selección de rutas entre dos sistemas terminales
- Esta capa garantiza que la información enviada por la capa de aplicación de un sistema sea
- Establece, gestiona, y termina sesiones entre aplicaciones
virtuales, detección y recuperación de fallos en el transporte, y control de flujo de información
archivos y emulación de terminal)
legíble por la capa de aplicación de otro

Internet Direccionamiento Ip

· Es una dirección de 32 bits (IPv4) en formato binario, que por razones de practicidad se
exhibe en 4 grupos de 8 bits separados por puntos pero en formato decimal. Cada grupo
de 8 bits puede ir desde 0 a 255.

· Cada PC tiene asignada una dirección IP (que la identifica dentro de la red) y una máscara
de subred (Mask).

· La máscara le indica a la PC cuál será el rango de red que podrá ver desde su IP. A este
rango lo llamamos Subred (o subnet).

· Pueden definirse varios rangos de red con la máscara de Subred, pero hay tres rangos
clásicos que se definen llamadas Clase A, B y C.

Máscara para Clase A:

255.0.0.0 Ej. Rango de IP: 10.x.x.x

Máscara para Clase B:

255.255.0.0

Ej. Rango de IP: 192.168.x.x

Máscara para Clase C:

255.255.255.0

Ej. Rango de IP: 172.17.4.x

x = de 0 a 255

Direcciones IP

Se pueden tener subredes de una Subred.

siguiente
· Para saber qué rango de IPs puede ver una PC debemos hacer el
cálculo. Tomamos la IP y la máscara en formato binario y luego hacemos un AND
entre ellas, es decir, multiplicamos cada bit de la IP por cada bit de la mascara, y lo
que nos queda es la Subred:

Dirección IP

Máscara de
Subred
(MASK)

Subred
(SubNet)

11001100.00001000.00001010.10101010

204.8.10.170

11111111.11111111.11111111.00000000

255.255.255.0

11001100.00001000.00001010.00000000

204 . 8 . 10 . 0

Direcciones IP

Veamos un Ejemplo:

Dirección IP

11001000.00100000.01101000.10101100 200.32.104.172

Máscara de
Subred
(MASK)

Subred de
la clase C

11111111.11111111.11111111.11100000

255.255.255.224

11001000.00100000.01101000.10100000

200.32.104.160

Existe también una direccion de Broadcast, que es necesaria para encontrar una PC
dentro de la red. Al enviar datos al Broadcast, éstos son recibidos por todas las PCs
del rango de red correspondiente.

Direcciones IP

Veamos un Ejemplo:

Dirección IP

11001000.00100000.01101000.10101100

200.32.104.172

Máscara de
Subred
(MASK)

Subred de
la clase C

11111111.11111111.11111111.11100000

255.255.255.224

11001000.00100000.01101000.10100000

200.32.104.160

Para calcular el Broadcast de una red tomamos el final de la subred y le ponemos tantos “unos”
como “ceros” halla en el final de la mascara, así:

11001000.00100000.01101000.10111111

200.32.104.191

Los Hosts (equipos) disponibles son los que quedan entre la red y
el broadcast. En este caso desde 200.32.104.161 hasta 200.32.104.190

Seguridad en las Comunicaciones

Cabecera IP

Internet

-

ICMP

Internet Control Message Protocol

El Protocolo de Mensajes de Control de Internet:
• Es el sub protocolo de control y notificación de

errores del Protocolo de Internet (IP).

• Se utiliza para enviar mensajes de error y no toma

acciones sobre éste.

• Difiere del propósito de TCP y UDP ya que
generalmente no se utiliza directamente por las
aplicaciones de usuario en la red:
– La única excepción es la herramienta ping y

traceroute.

Internet

-

ICMP

Formato ICMP:

Internet

-

IGMP

Internet Group Management Protocol

• Se utiliza exclusivamente por los miembros de una
red multicast para mantener su status de miembros, o
para propagar información de direccionamiento.

• Un Gateways multicast manda mensajes una vez

por minuto como máximo. Un Host receptor responde
con un mensaje IGMP, que marca al Host como
miembro activo. Un Host que no responde al mensaje
se marca

inactivo

como

en

las

tablas

de

direccionamiento de la red multicast.

Internet

- ARP

Address Resolution Protocol

• Se utiliza para traducir las direcciones IP (lógicas) en direcciones de la

red local.

• Este protocolo utiliza una tabla denominada Tabla de Direcciones ARP,
contiene la correspondencia entre direcciones IP y direcciones físicas
utilizadas recientemente.
– Si la dirección solicitada se encuentra en esta tabla el proceso se
termina en este punto, puesto que la máquina que origina el
mensaje ya dispone de la dirección física de la máquina destino.

– Si la dirección buscada no está en la tabla el protocolo ARP envía
un mensaje a toda la red. Cuando un ordenador reconoce su
dirección IP envía un mensaje de respuesta que contiene la
dirección física. Cuando la máquina origen recibe este mensaje ya
puede establecer la comunicación con la máquina destino, y esta
dirección física se guarda en la Tabla de direcciones ARP.

Transporte - TCP

Transmission Control Protocol

• Proporciona un circuito virtual el cual es

llamado una conexión.

• Al contrario que los programas que utilizan

UDP, los que utilizan el TCP tienen un servicio
de conexión entre los programas llamados y
los que llaman, chequeo de errores, control de
flujo y capacidad de interrupción.

Cabecera TCP

0

4

8

Bits
1
2

1
6

2
0

2
4

2
8

3
1

Source Port

Destination Port

Sequence Number

Acknowledgment Number

Offset

Reserved

Flags

Window

Checksum

Options

Urgent Pointer

Padding

data begins here....

r
e
d
a
e
H

1
2
3

4
5
6

s
d
r
o
W

Seguridad en las comunicaciones

Nivel transporte

• Funcionamiento TCP: Handshake TCP (Saludo a tres vias)

Host C

Host S

Transporte – UDP

User Datagram Protocol

• Basado en el intercambio de datagramas.
• Permite el envío de datagramas a través de la red sin

que se haya establecido previamente una conexión.

• El datagrama incorpora suficiente información de

direccionamiento en su cabecera.

• No tiene confirmación ni control de flujo, por lo que los
paquetes pueden adelantarse unos a otros; y tampoco
se sabe si ha llegado correctamente, ya que no hay
confirmación de entrega o recepción.

• Su uso principal es para protocolos como DHCP, BOOTP,

DNS.

UDP

• UDP es generalmente el protocolo usado en la transmisión

de vídeo y voz a través de una red. Esto es porque no hay
tiempo para enviar de nuevo paquetes perdidos cuando se
está escuchando a alguien o viendo un vídeo en tiempo
real.

• Ya que tanto TCP como UDP circulan por la misma red, en
muchos casos ocurre que el aumento del tráfico UDP daña
el correcto funcionamiento de las aplicaciones TCP.

• Por defecto, TCP pasa a un segundo lugar para dejar a los

datos en tiempo real usar la mayor parte del ancho de
banda. El problema es que ambos son importantes para la
mayor parte de las aplicaciones, por lo que encontrar el
equilibrio entre ambos es crucial.

Transporte – SCTP

Stream Control Transmission Protocol

• Es una alternativa a los protocolos de

transporte TCP y UDP.

• Provee confiabilidad, control de flujo y

secuenciación como TCP.

• Opcionalmente permite el envío de mensajes
fuera de orden y a diferencia de TCP, SCTP es
un protocolo orientado al mensaje (similar al
envío de datagramas UDP).

SCTP

Las ventajas de SCTP son:

• Capacidad de Multihoming, en la cual uno (o dos) de los
extremos de una asociación (conexión) pueden tener más de
una dirección IP.
en forma
transparente ante fallos en la red.

Esto permite reaccionar

• Entrega de los datos en trozos que forman parte de flujos
independientes y paralelos (eliminando así el problema de
head of the line blocking que sufre TCP).

• Es capaz de seleccionar y monitorizar caminos, seleccionando
un camino "primario" y verificando constantemente la
conectividad de cada uno de los caminos alternativos.

• Mecanismos de validación y asentimiento como protección
ante ataques por inundación, proveyendo notificación