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Aspectos avanzados de la arquitectura TCP/IP

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Capítulo 3Aspectos avanzados de la arquitectura TCP/IP

Departamento deTecnología Electrónica

Algunas de las transparencias tienen copyright:

Redes de computadoras: Un enfoque descendente

5th edition. Jim Kurose, Keith RossAddison-Wesley, Abril 2009.

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Tema 3: Aspectos avanzados de la arquitectura TCP/IP Objetivos:

Entender el control de la congestión en TCP Entender los principios avanzados tras los

servicios de la capa de red:• Traducción de direcciones• Enrutamiento• Control de errores en la capa de red• Configuración dinámica de direcciones en IPv4• IPv6.


3

Tema 3. Aspectos avanzados de la arquitectura TCP/IP

3.1 Control de la congestión en TCP

3.2 Traducción de direcciones: NAT

3.3 Enrutamiento en internet RIP OSPF BGP

3.4 Control de errores en IPv4: ICMP

3.5 Configuración dinámica de direcciones en IPv4: DHCP

3.6 IP versión 6


4







3.6 IP versión 6


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Principios del control de la congestión

Congestión: informalmente: “demasiados emisores enviado

demasiados datos demasiado rápido para que la red los gestione”

diferente del control de flujo Señales de congestión:

Paquetes perdidos (desbordamiento de los buffers de los routers)

retrasos (debidos a las colas en los buffers de los routers)


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Causas/costes de la congestión

Dos tx: IN = Tasa de

envío OUT = Tasa de

recepción C= capacidad del

router

Teoría de colas Grandes retrasos cuando hay congestión

Existe un máximo de tasa de transferencia

unlimited shared output link buffers

Host Ain : original data

Host B

out


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Suposición: El tx retransmite los paquetes perdidos Ahora, no se tx IN, sino una tasa mayor IN’ “Costes” de la congestión:

mayor trabajo (retx) que para un caso ideal retransmisiones innecesarias: un enlace puede llevar múltiples copias de

un paquete

Causas/costes de la congestión:

unlimited shared output link buffers


Host B

out


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Causas/costes de la congestión Dos tx con el mismo destino Suposición: congestión en el router entre A y el destino Otro “coste” de la congestión:

Cuando un paquete se descarta en la ruta, la capacidad empleada en cualquier ruta atravesada anteriormente, se desperdicia

finite shared output link buffers


Host B

out

'in : original data, plus retransmitted data


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Causas/costes de la congestión Resumen de costes de la congestión

Grandes retrasos cuando la tasa de entrada a un router se acerca a la capacidad del enlace.

El tx debe retx los segmentos perdidos por el desbordamiento del router.

Se usa un BW innecesario por la retx de copias duplicadas de segmentos (por los retrasos)

La capacidad de los routers usados previamente se desperdicia cuando se descarta un paquete


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Aproximaciones al control de la congestión

Control de la congestión terminal a terminal:

Sin soporte explícito a la capa de transporte

La congestión se detecta por la pérdida de paquetes o los retardos

Un ejemplo es TCP

Control de la congestión asistido por la red:

Los routers proporcionan realimentación explícita a la red Ej: un bit indica la

congestión

Dos posibles aproximaciones al control de la congestión:


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Control de la congestión en TCP

El emisor limita la transmisión:

ÚltimoByteEnviado-ÚltimoByteAck CongWin

¿Cómo percibe el tx la congestión? Suceso de pérdida =

timeout o 3 acks duplicados

El tx TCP reduce la velocidad (CongWin) tras el suceso de pérdida

Host A

tim

eout

Host B

time

X

resend 2nd segment

Host A

Seq=92, 8 bytes data

ACK=100

loss

tim

eout

Escenario de pérdida de

ACK

Host B

XSeq=92, 8 bytes data

ACK=

100

timeReenvío de un

segmento tras tres ACKs duplicados


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Control de la congestión TCP: crecimiento aditivo, decrecimiento multiplicativo (AIMD)

8 Kbytes

16 Kbytes

24 Kbytes

time

congestionwindow

Resumen: incrementar la tasa de transmisión (tamaño de ventana), sondeando el BW hasta que ocurra una pérdida Crecimiento aditivo: se incrementa CongWin en 1 MSS

cada RTT hasta que se detecta una pérdida Decrecimiento multiplicativo: se divide CongWin por la

mitad tras una pérdida

timecong

estio

n w

indo

w s

ize

Comportamiento en diente de sierra: sondeo

de BW


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Control de la congestión TCP: detalles

A grandes rasgos,

Cuando empieza la conexión, CongWin = 1 MSS Ejemplo: MSS = 500 bytes & RTT =

200 ms Velocidad inicial = 20 kbps

Tres fases: Arranque lento (slow

start, SS) Evasión de la

congestión (Congestion avoidance, CA): ej: AIMD

Recuperación rápida (Fast recovery, FR)

Las dos primeras son obligatorias en TCP, mientras que la última es recomendable

velocidad = CongWin

RTT Bytes/sec


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Arranque lento TCP

El BW disponible debe ser >> MSS/RTT

Cuando comienza la conexión, la tasa crece exponentialmente hasta el primer suceso de pérdida

La velocidad inicial es lenta pero crece rápidamente de forma exponencial

Host A

one segment

RTT

Host B

time

two segments

four segments


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Evasión de la congestión, CA Tras 3 ACKs duplicados:

CongWin se divide por 2 La ventana empieza a crecer

linealmente

Sin embargo, tras un fin de temporización: CongWin se pone 1 MSS; La ventana crece exponencialmente Hasta un umbral, luego crece linealmente

3 ACKs duplicados indican que la red es capaz de entregar algunos segmentos

El fin de temporización indica un escenario de congestión “más alarmante”

Filosofía:


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Resumen: Control de la congestión TCP Cuando CongWin está por debajo del Umbral, el tx está en la

fase de arranque lento; la ventana crece exponencialmente.

Cuando CongWin está por encima del Umbral, el tx está en la fase de evasión de la congestión; la ventana crece linealmente.

Cuando ocurren tres ACKs duplicados, el Umbral se pone a CongWin/2 y CongWin se pone a Umbral.

Cuando ocurre un fin de temporización, Umbral se pone a CongWin/2 y CongWin se pone a 1 MSS.

Nota: La versión de TCP utilizada hace variar la forma en la que se aplica el control de la congestión. TCP Tahoe, p.e., siempre reduce la ventana de congestión al valor incial tras un evento de pérdida, mientras que en TCP Reno se aplican todas las fases de la congestión.


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3.6 IP versión 6


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Traducción de direcciones: NAT Problema: Número limitado de direcciones IP Soluciones

o Subnetting o Dir IP privadas

• 10.0.0.0/8• 172.16.0.0/12• 192.168.0.0/16• 169.254.0.0/16


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Traducción de direcciones: NAT Dir IP privadas: ¿cómo puede el destino

encontrar una dir IP privada? Solución: NAT (Network Address Translation)

o Mecanismo para modificar la dir IP de los paqueteso Permite que la comunicación de las dir IP privadas

(inside networks) con las dir IP públicas (outside networks)

o Los routers NAT deben tener una tabla NAT con la traducción en ambos sentidos


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NAT: funcionamiento básico Un router NAT reserva una o más dir IP addr para NAT -> para traducir

IP privadas en IP públicas El router NAT modifica el campo “Source IP addr” de la cabecera IP y

almacena la equivalencia entre las dir privada y pública en la tabla NAT

El destino responde a la dir modificada El router NAT busca en su tabla NAT la equivalencia entre las dir

pública y privada, enviando el paquete a la dir IP privada

NAT Router

Host A192.168.1.10

Host Z150.214.141.20

Inside network Outside network

192.168.1.1 150.214.141.1

192.168.1.10 150.214.141.20 150.214.141.2 150.214.141.20

IP packet IP packet

Source addr Dest addr Source addr Dest addr

150.214.141.20 150.214.141.2

IP packet

Source addr Dest addr

NAT Table


21

Tipos de NAT

NAT dinámico

NAT estático

NAPT (Network Address Port Translation)


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NAT dinámico La traducción es unidireccional El tráfico proviene de la inside network La traducción es temporal Una vez que la dir IP no está en uso, se borra de la tabla NAT

NAT Router

Host A192.168.1.10

Host Z150.214.141.20


192.168.1.1 150.214.141.1

192.168.1.10 150.214.141.20 150.214.141.2 150.214.141.20

IP packet IP packet


150.214.141.20 150.214.141.2

IP packet


NAT Table

150.214.141.20 150.214.141.2

IP packet


Private IP Public IP192.168.1.10 150.214.141.2


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NAT dinámico

NAT Router

Host A192.168.1.10

Host Z150.214.141.20


192.168.1.1 150.214.141.1

192.168.1.10 150.214.141.20 150.214.141.2 150.214.141.20

IP packet IP packet


150.214.141.20 150.214.141.2

IP packet


NAT Table

150.214.141.20 150.214.141.2

IP packet


Private IP Public IP192.168.1.10 150.214.141.2

Ventaja Ahorra dir IP públicas

Inconveniente El tráfico siempre es iniciado desde la inside network -> no permite

servidores


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NAT estático Las traducciones están en la tabla NAT desde que se configuran los

routers La comunicación puede ser iniciada por las inside & outside networks La dir IP pública debe ser conocida (via DNS) por los hosts de la outside

network

NAT Router

Host A192.168.1.10

Host Z150.214.141.20


192.168.1.1 150.214.141.1

192.168.1.10 150.214.141.20 150.214.141.2 150.214.141.20

IP packet IP packet


150.214.141.20 150.214.141.2

IP packet


NAT Table

150.214.141.20 150.214.141.2

IP packet


Private IP Public IP 192.168.1.10 150.214.141.2 static


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NAT estático Ventaja

Permite servidores

Inconveniente Una dir IP pública por cada dir IP privada… pero los NAT dinámico y

estático pueden combinarse

NAT Router

Host A192.168.1.10

Host Z150.214.141.20


192.168.1.1 150.214.141.1

192.168.1.10 150.214.141.20 150.214.141.2 150.214.141.20

IP packet IP packet


150.214.141.20 150.214.141.2

IP packet


NAT Table

150.214.141.20 150.214.141.2

IP packet


Private IP Public IP 192.168.1.10 150.214.141.2 static


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NAPT Se usan los identificadores de puerto de la capa de transporte Varias dir IP privadas pueden ser convertidas en una única dir IP

privada

NAPT Router

Host B192.168.1.12

Host Z150.214.141.20

Inside networkOutside network

192.168.1.1 150.214.141.1

192.168.1.11 1576 150.214.141.19 80

IP packet


NAPT Table

Private IP Public IP local 192.168.1.11:1576 global 150.214.141.2:1576 local 192.168.1.12:1576 global 150.214.141.2:1577

Host A192.168.1.11

Host Y150.214.141.19

Source port Dest port

150.214.141.2 1576 150.214.141.19 80

IP packet

Source addr Dest addrSource port Dest port

192.168.1.12 1576 150.214.141.20 21

IP packet


150.214.141.2 1577 150.214.141.20 21

IP packet



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Consideraciones sobre NAT No todas las aplicaciones funcionan

correctamente cuando atraviesan un router NAT (ej: BOOTP)

Es difícil seguir el tráfico que atraviesa varios routers NAT

NAT incrementa el tiempo de procesado en el router

NAPT es un tipo de NAT -> también hay NAPT estático y NAPT dinámico. También se pueden combinar ambos


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3.6 IP versión 6


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Enrutamiento en internet

Funciones de la capa de red Direccionamiento Enrutamiento

Enrutamiento: búsqueda de la MEJOR ruta La mejor ruta depende de

diferentes criterios: número de saltos, velocidad de transferencia, carga del enlace, fiabilidad, coste…

Diferentes rutas• Rotura de enlaces• Enlaces lentos

Which route?


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Enrutamiento en internetConcepto: Sistema Autónomo (AS) AS: Redes IP con una política de enrutamiento común Dos clases de protocolos

IGP (Interior Gateway Protocols): definen el enrutamiento dentro de un AS. (RIP, OSPF…)

EGP (Exterior Gateway Protocols): definen el enrutamiento entre diferentes AS (BGP).


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Enrutamiento en internetConceptos a tener en cuenta en el enrutamiento: Circuito virtual vs. datagrama Flujo de datos

Unicast Broadcast Multicast


Algoritmos de enrutamiento unicast Estáticos Adaptativos

• Centralizados• Aislados• Distribuidos

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Circuito virtual vs. Datagrama

Dos aproximaciones para el enrutamiento Circuito virtual

• La ruta se establece en el inicio de la conexión

Datagrama• La dirección del rx está en

todos los paquetes

Which route?


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Circuito virtual vs. Datagrama

Circuito virtual Control de errores y

flujo; orden de los datos Orientado a conexión

• Tres fases: establecimiento, transferencia y fin

Ventajas• Eficiencia• QoS

Datagrama Cada paquete es una

unidad independente• Dir. dest. en cada

paquete • Los paquetes pueden

llegar al dest. desordenados

• No hay control de flujo ni de errores

Ventajas• Más simple• Sin conexión-> mejor

para tx cortas• Más fiable• Mejor para redes

heterogéneasAspectos avanzados de la arquitectura

TCP/IP

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Flujo de paquetes Unicast Broadcast Multicast


35

A

B

C D E F

4 flujos

2 flujos

Unicast Flujos individuales: un tx, un rx


36

Broadcast un tx, todos rx

A

B

C D E F

1 flujo

1 flujo


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Multicast Un flujo, solo rx deseados

A

B

C D E F

1 flujo

1 flujo


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Enrutamiento unicast Objetivo

Llevar los paquetes de emisor a receptor

Enrutamiento en la capa de red Direccionamiento

jerárquico: primero se encuentra la red y luego el host

Algoritmo de enrutamiento El router calcula cómo

se debe enrutar

Características del algoritmo de enrutamiento Correcto Simple Robusto Ecuánime Óptimo


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Algoritmos de enrutamiento Router

Dispositivo de red que interconecta redes e implementa el algoritmo de enrutamiento

El algoritmo de enrutamiento decide la interfaz por la que sale el paquete

RouterEntradas Salidas

Tabla deenrutamiento

Motor deenrutamiento


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Algoritmos de enrutamiento Clasificación

Enrutamiento estático Enrutamiento adaptativo

• Centralizado• Aislado• Distribuído: más utilizado en internet (RIP/OSPF)


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Enrutamiento estático No considera las condiciones actuales de la red Las rutas se determinan antes de la puesta en

servicio de la red

Ventajas Simple Buenos resultados para tráfico y topología constantes

Inconvenientes Inapropiado para redes con topología cambiante Inapropiado para grandes redes-> no escalable


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Enrutamiento adaptativo Decisiones basadas en

Topología actual Estado de la red (congestión de enlaces)

Mejor que el enrutamiento estático, pero más difícil de implementar

Tres subgrupos Enrutamiento adaptativo centralizado Enrutamiento adaptativo aislado Enrutamiento adaptativo distribuído


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Enrutamiento adaptativo centralizado Centro de Control de Enrutamiento (RCC) Los nodos (routers) mandan info sobre su estado al RCC

Lista de nodos vecinos Long de cola Uso de los enlaces

RCC Recibe esta info Calcula la ruta óptima para cada dos nodos Calcula la tabla de enrutamiento para cada nodo Distribuye las tablas a los nodos

Problemas RCC y enlaces a RCC -> cuellos de botella Cálculo inexacto


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Enrutamiento adaptativo aislado Sin intercambio de info entre nodos Decisiones basadas solo en info local -> sencillo Ejemplo

Flooding


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Enrutamiento adaptativo distribuido

Utilizado en internet Dos subgrupos

Algoritmos de vectores de distancias• Decisiones basados en la información recibida de los nodos

vecinos. Ej: RIP (Routing Information Protocol) Algoritmos de estado de enlaces

• Todos los nodos conocen el estado de la red• Cuando hay un cambio, tarda un tiempo en propagarse• Ej: OSPF (Open Shortest Path First)


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RIP: Routing Information Protocol Routing Information Protocol

(RIP) – RFC 1058 (RIP), RFC 1723 (RIPv2):

Protocolo de enrutamiento (protocolo de aplicación sobre UDP – puerto 520 -)

Para el enrutamiento interno de AS (Sistema Autónomo)

RIPv2 es idéntico a RIP, pero con dos extensiones: Permite CIDR Mecanismo de autenticación

Métrica: número de saltos Máximo número de saltos->

15 Mejor para redes

homogéneas Tablas de enrutamiento

basadas en vectores de distancias

Actualizaciones de la tabla de enrutamiento: Actualizaciones periódicas:

via broadcast (en RIPv2: multicast to 224.0.0.9)

Actualizaciones cuando cambia la topología de la red


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RIP: Routing Information ProtocolRIP: Funcionamiento La actualización de un vecino V llega a un router R:

Las redes conocidas por V, y no por R, se incluyen en la tabla de enrutamiento de R.

Si V conoce una ruta mejor para una red conocida por ambos, la tabla de enrutamiento de R se actualiza

Métrica (nº saltos): incrementada en uno El router R publica información aumentando en una

unidad lo que publica con respecto a lo que introduce en su tabla de enrutamiento

Mensajes de actualización tx a los vecinos. Dos formas:• Sin usar la técnica del horizonte dividido: las actualizaciones

se envían a todos los vecinos. • Usando la técnica del horizonte dividido: las actualizaciones

se envían a todos los vecinos, excepto a aquellos que han informado acerca de la mejor ruta


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RIP: Routing Information Protocol

RIP: temporizadores (timers)

Routing-update timer: 30 segundos – tiempo aleatorio

Route-timeout timer: tras el timeout -> ruta inválida

Route-flush timer: tras el timeout -> borra la ruta de la tabla de enrutamiento


49

RIP: Routing Information Protocol

Mensajes RIP

Comandos Petición (1) Respuesta (2): más habitual (actualizaciones)

Versión: v1 or v2 RIP versión 2: campo más importante -> subnet mask

-> permite CIDR (subnetting)


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OSPF: Open Shortest Path First

Open Shortest Path First (OSPF)

Para el enrutamiento interno de AS Para redes más grandes que con RIP (normalmente) Protocolo abierto (RFC 2328)


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OSPF: Características básicasOpen Shortest Path First

(OSPF)

Protocolo de enrutamiento de estado de enlaces

Algoritmo de Dijkstra para encontrar la MEJOR ruta

El router construye un grafo Los pesos del grafo los

configura el administrador de la red. Ej:

Todos iguales a 1 (similar a RIP) Inversamente proporcional al

BW (criterio habitual) Se puede fijar cualquier criterio

Open Shortest Path First (OSPF)

Las actualizaciones se difunden a todo el AS (via flooding)

Cambios en la topología Periódicamente (una vez cada

30 min, al menos) Van en mensajes OSPF

directamente sobre IP (en vez de TCP ó UDP) -> campo protocolo: 89

La conectividad del enlace se comprueba con mensajes HELLO a los vecinos


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OSPF: características avanzadas (no en RIP)

seguridad: todos los mensajes OSPF están autenticados

Para cada enlace, puede haber diferentes métricas para diferentes TOS

OSPF jerárquico en dominios grandes.


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Cabecera OSPF

Checksum: control de errores

Autenticación

Valor Tipo

1 HELLO

2 Descripción de la base de datos

3 Petición de estado de enlace

4 Actualización de estado de enlace

5 ACK de estado de enlace


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BGP: Border Gateway Protocol

Problema: Redes IP diferentes no tienen por qué usar el mismo protocolo de enrutamiento

Dos clases de protocolos IGP (Interior Gateway Protocols): definen el

enrutamiento dentro de un AS. (RIP, OSPF…) EGP (Exterior Gateway Protocols): definen el

enrutamiento entre diferentes AS.

BGP (Border Gateway Protocol): EGP más común (RFC 4271)


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BGP: Características principales

BGP proporciona a cada AS medios para:

1. Obtener info acerca de como alcanzar una subred por parte de otros AS vecinos.

2. Propagar la info sobre el alcance a todos los routers internos del AS.

Permite a una subred anunciar su existencia al resto de Internet


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BGP: Características principales

Cada AS: ASN = Autonomous System Number)

Dentro de cada AS -> Protocolo de enrutamiento del AS

Fuera del AS -> “router frontera”: los routers frontera de diferentes AS intercambian sus tablas de enrutamiento

BGP funciona sobre TCP (puerto 179)


57

BGP: Ejemplo


58







3.6 IP versión 6


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ICMP: Internet Control Message Protocol

Utilizado por hosts y routers para comunicar información del nivel de red Informe de errores:

host, red, puerto o protocolo inalcanzable

Avisos de los routers o los receptores

Funcionamiento sobre IP: Los mensajes ICMP

van en datagramas IP (¡pero ICMP no es un protocolo de transporte!)

Todos los nodos que usen IP deben implementar ICMP

Los mensajes ICMP se crean solo para el primer fragmento IP


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Formato de mensaje Los mensajes ICMP

van en datagramas IP• Campo Protocolo = 1

en la cabecera IP

• Dir. IP fuente = host que manda el mensaje ICMP

Tipo Código Descripción0 0 Respuesta de eco (ping)3 0 Red inalcanzable3 1 Host inalcanzable3 2 Protocolo inalcanzable3 3 Puerto inalcanzable5 0 Redireccionamiento8 0 Petición de eco (ping)11 0 TTL excedido


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Ping envía un paquete de datos y espera la respuesta de un paquete

de contestación se basa en mensajes ICMP tipo 8 y 0 Funciones:

• Comprobar la conectividad de un host• Ping envía los paquetes con números únicos de secuencia y notifica el

número de secuencia del mensaje de respuesta: – Detección de paquetes duplicados, reordenados o eliminados

• Ping utiliza checksums en cada paquete:– Detección de paquetes corruptos

• Ping permite calcular el RTT (Round Trip Time)• Ping permite detectar otros mensajes ICMP.


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Ping

Solicitud de Eco y Respuesta a solicitud de Eco

1 byte 1 byte 2 bytes

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Tipo | Código | Checksum |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Id | Número de Secuencia |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Tipo: 8 (Solicitud de Eco) o 0 (Respuesta a solicitud de Eco)Código: 0

Id: número de identificación (opcional), típicamente se usa como número de sesión

Número de secuencia (opcional)


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Ping

Uso: ping [-t] [-a] [-n cuenta] [-l tamaño] [-f] [-i TTL] [-v TOS] [-r cuenta] [-s cuenta] [[-j lista-host] | [-k lista-host]] [-w tiempo de espera] nombre-destino

Opciones: -t Ping al host especificado hasta que se pare -a Resolver direcciones en nombres de host -n cuenta Número de peticiones eco para enviar. -l tamaño Enviar tamaño del búfer. -f Establecer No fragmentar el indicador en paquetes. -i TTL Tiempo de vida.-v TOS Tipo de servicio.-r cuenta Ruta del registro para la cuenta de saltos.-s count Sello de hora para la cuenta de saltos.-j lista-host Relaja la ruta de origen a lo largo de la lista- host.-k lista-host Restringir la ruta de origen a lo largo de la lista- host.-w tiempo de espera Tiempo de espera en milisegundos para esperar cada

respuesta.


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Tracert (Trace route)

El emisor manda peticiones de eco al destino

• En el primero, TTL =1• En el segundo, TTL=2,

etc. Cuando el enésimo

datagrama llega al enésimo router:

• El router descarta el datagrama

• Y manda al emisor un mensaje ICMP (tipo 11, código 0)

• El mensaje incluye la IP del router

o Tracert hace esto 3 veces por router

Final del proceso

La petición de eco llega finalmente al host destino

El destination devuelve una respuesta de eco

Cuando el emisor recibe este mensaje ICMP, el proceso termina.


65


Tracert (Trace route)

Echo requestTTL = 1

Echo requestTTL = 1

Echo requestTTL = 1

Echo requestTTL = 1

Echo requestTTL = 2

Echo requestTTL = 2

Echo requestTTL = 2

Echo requestTTL = 3

Echo requestTTL = 4

Echo requestTTL = 3

ICMP messageTTL exceeded (type 11)

ICMP messageTTL exceeded (type 11) ICMP message

TTL exceeded (type 11)

Echo reply

X X

X


66


Destino inalcanzable (tipo 3)

Valores más comunes del campo código (causas)• Código 1: host inalcanzable• Código 3: puerto inalcanzable• Código 4: fragmentación necesaria


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RED B

RED A

Router A

Router B

(1)

(3)

(2)

ICMP Redirect (type 5)

Útil cuando hay distintas puertas de enlace posibles Pasos

Se manda el paquete a la puerta de enlace por defecto

La puerta de enlace por defecto manda el paquete al router B

La puerta de enlace por defecto manda un ICMP redirect al host


68







3.6 IP versión 6


69

Configuración dinámica de direcciones

Configuración de direcciones estática dinámica: automática y más eficiente

Protocolos para la configuración automática de direcciones: RARP: Reverse Address Resolution

Protocol BootP: Bootstrap Protocol DHCP: Dynamic Host Configuration

Protocol


70

Dynamic Address Configuration

RARP RARP: Reverse Address Resolution

Protocol Dada una MAC, se asigna una dirección IP Los mensajes tienen la misma estructura

que los mensajes ARP RARP es limitado y, por tanto, está

obsoleto.


71

Configuración dinámica de direcciones

BootP BootP Protocol:

Bootstrap Protocol Usado para obtener

una dirección IP automáticamente (normalmente en el proceso de arranque)

No se suele usar para la configuración dinámica de direcciones, dado que DHCP es una versión mejorada de BootP.

Proceso BootP El host determina su propia

MAC El host manda su IP al puerto

67 del (0.0.0.0 si no conoce su IP and 255.255.255.255 si no conoce la del servidor)

El servidor busca la MAC del host en un fichero de configuración

El servidor incluye las IPs del host y el servidor en un datagrama UDP y las envía al puerto 68 del cliente

El Host guarda su IP y arranca


72

Configuración dinámica de direcciones Mensaje BootP

Code: BootPRequest & BootPReply

Transaction id HW address: ej. MAC Server host name (el servidor no

tiene por qué estar en el mismo dominio de broadcast)

Boot file name Vendor specific area

• Magic cookie: indica el tipo de información opcional

• Es un campo clave para DHCP


73

Dynamic Address Configuration DHCPDynamic Host Configuration Protocol (DHCP) – RFC 2131:

capacidad de asignar automáticamente direcciones de red reutilizables (arrendamiento de direcciones IP)

se basa en el protocolo BOOTP, mediante la estandarización del campo Vendor Specific Area de PDU de BootP (312 bytes).

3 mecanismos para la asignación de direcciones IP: • Asignación automática:

– DHCP asigna al host una dirección IP permanente.

• Asignación dinámica:– DHCP asigna una dirección IP por un periodo de tiempo limitado -> reutilización

automática de direcciones que ya no son necesitadas

• Asignación manual: – dirección del host es asignada por el administrador de red


74

Dynamic Address Configuration Mensaje DHCP

Igual que el mensaje BootP excepto por el campo opciones (312 bytes) en lugar del Vendor Specific Area

• 4 primeros bytes: magic cookie -> 99.130.83.99 (means DHCP).

• Diferentes opciones. Algunas de las más importantes son:

– 50: dirección IP solicitada– 51: tiempo de arrendamiento– 53: tipo de mensaje DHCP


75

Configuración dinámica de direcciones Ciclo DHCP

1. DHCP DISCOVER: intenta encontrar un servidor DHCP.

2. DHCP OFFER: el/los servidor(es) ofrece(n) una dirección IP

3. DHCP REQUEST: el cliente pide ciertos parámetros (Normalmente los que le ha ofrecido el servidor)

4. DHCP ACK: ACK del servidor

Además:

• DHCP RELEASE: libera la dirección IP

• DHCP DECLINE. La IP ofrecida está en uso

• DHCP INFORM: pide algunos parámetros de configuración

• DHCP NAK: si el servidor no acepta la petición

1

2

3

4Cliente DHCP

(puerto 68) Servidor DHCP(puerto 67)


Nota: El ciclo básico se ejecuta completo sólo si no se dispone de dirección IP. En caso contrario, sólo se ejecuta la mitad del ciclo

76

Configuración dinámica de direcciones Otras características de DHCP

Un router puede hacer de servidor DHCP BootP Relay: cuando el servidor no está en el mismo dominio

de broadcast ARP gratuito: petición ARP del cliente de su propia IP.

Comprueba si la dirección asignada está en uso. Opción 50: el cliente pide una determinada IP Opción 51: tiempo de arrendamiento Tamaño máximo del mensaje DHCP : 576 bytes


77







3.6 IP versión 6


78

IPv6 Motivación inicial: El espacio de

direcciones de 32-bits está completo Cambios básicos:

Espacio de direcciones de 128-bits• Ej: 2002:96d6:8ddc::96dc:6301 (los bits que faltan

son ceros) El formato de cabecera mejora el tiempo de

procesado Cabecera de 40-bytes (tamaño fijo) Otros cambios basados en la experiencia

previa con IPv4


79

Cabecera IPv6Versión: 6Priority (clase de tráfico): identifica la prioridad de los datagramasFlow Label (etiqueta de flujo): identifica los datagramas del mismo “flujo” (concepto de “flujo” sin definir exactamente) Payload length: longitud de carga útil

Next header (siguiente cabecera): identifica el protocolo de capa superior Hop limit (límite de saltos): análogo al campo TTL de IPv4Src & Dest addr: 128 bytes


80

Cambios respecto a IPv4

Checksum: eliminado para reducir el tiempo de procesado en cada router

Fragmentación: eliminada en IPv6, también para reducir el tiempo de procesado

Opciones: permitidas, pero fuera de la cabecera, indicadas en el campo “Next Header”

ICMPv6: nueva versión de ICMP Tipos de mensajes adicionales, ej: “Paquete

demasiado grande”Aspectos avanzados de la arquitectura

TCP/IP

81

Transición de IPv4 a IPv6

No todos los routers pueden pasar a IPv6 simultáneamente Sin Día D ¿Cómo hace internet para funcionar con

routers IPv4 y IPv6 al mismo tiempo? Tunelización: IPv6 va en el campo de datos

del datagrama IPv4 entre routers IPv4


aspectos avanzados de la arquitectura tcp/ip1 capítulo 3 aspectos avanzados de la arquitectura...

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