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1Diseño de Redes Corporativas27/11/2006

Diseño de Redes de Diseño de Redes de CorporativasCorporativas

•• Tema 1: Introducción a la RedesTema 1: Introducción a la Redes

José Mª Barceló OrdinasDepartamento de Arquitectura de Computadores (DAC) de

la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)

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Introducción

• Objetivos del Tema:– Entender como se comunican las aplicaciones en

un entorno distribuido• Paradigma Cliente-Servidor

– Adquirir conocimientos generales del funcionamiento de Internet

• Arquitectura de Internet (ISPs)• Direccionamiento

– Diferenciar los distintos tipos de redes y dispositivos de comunicaciones que coexisten

• LAN versus WAN• Switches versus Routers

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Introducción

• En toda comunicación hay:– Cliente que quiere un servicio (emitir una comunicación)– Un receptor (servidor) que quiere recibir la comunicación– Una entidad que nos proporciona el servicio de transporte

y nos garantiza ciertos parámetros como son:• Medio de acceso (red de acceso)• Una Velocidad de Transmisión (Bps):

– velocidad de acceso vs Throughput medio de la comunicación– mecanismos de control de velocidad (flujo), errores, congestión

• Confidencialidad y seguridad en la comunicación• Calidad de servicio: garantía de que llega en cierto tiempo y

correctamente

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Introducción

• Transmisores:– Procesos Clientes

• Receptores– Procesos Servidores (locales y remotos)

cliente

Servidores locales

cliente

Servidores remotos

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Pila de protocolos y paradigma cliente-servidor

• Protocolo de comunicaciones:– “Define el formato y orden de los mensajes intercambiados

entre dos o más entidades comunicantes así como las acciones a tomar por el emisor y receptor de la comunicación”

Hola

Hola

Cuentame que hiciste ayer !

Persona B

Persona A

TCP connection request

TCP connection reply

GET: http:/www.bcn.es

Cliente Servidor

dataBla, bla , bla …

TCP ack

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• Comunicación: e.g: dos personas hablando Jerarquía de niveles

Nivel 2: el cerebro interpreta una idea

Nivel 1: cuerdas vocales transmiten

Nivel 2: el cerebro interpreta la idea

Nivel 1: el oidorecibe el sonido

Nivel 1: Aire como medio de transmisión

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• Dos jerarquías diferenciadas de niveles– Jerarquía universal: OSI (Open System

Interconnection)• jerarquía de referencia ISO (International Standards

Organization)– Otras Jerarquías: TCP/IP, SPX/IPX (Novell),

SNA (IBM), AppleTalk, DECnet ...• TCP/IP estándar del IETF (Internet Engineering Task

Force)• Resto: propietarias de Multinacionales del sector de

comunicaciones

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• Modelo de referencia OSI (Open System Interconnection)– Modelo universal que permite definir una red genérica– 7 niveles (A-P-S-T-R-E-F)– Desventajas:

• A-P-S: demasiado complejo para muchas aplicaciones típicas

Transmisión de bits

Acceso al medio, entramado

Direcciones lógicas y encaminamiento

Conexión extremo a extremo

Diálogo entre sesiones (clientes)

Representación de datos, voz, vídeo, imág.

Relaciona aplic. de computador con aplic. de red

Bits

Tramas

Paquetes

Segmentos

Datos

1

2

3

4

5

6

7

Físico

Enlace

Red

Transporte

Sesión

Presentación

Aplicación

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• Aplicación: relaciona aplicaciones de computadores con aplicaciones de red

Aplicaciones de computador Aplicaciones de redNetscape, Explorer acceso remoto: telnet ...Editor textos transf. ficheros: ftp ...Hojas cálculo correo electr.: SMTP ...Napster acceso a WWW: http..... .....

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• Presentación: representación de datos, voz, vídeo, imágenes– Datos: ASCII, EBCDEC ...– Voz/vídeo: MP3, AVI, MPEG, ...– Imágenes: GIF, TIFF, JPEG, ...– Encriptamiento info

• Sesión: diálogo (sesiones) entre clientes o sesiones:– X-Windows, NFS (Network File System), SQL

(Structured Query Language), ...

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• Transporte: conexión extremo a extremo– Estructura la información en unidades llamadas segmentos– Entrega fiable o no fiable de la información– Control de flujo y de errores extremo a extremo (end-to-

end) entre cliente-servidor (host-server)

segmento

datos

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• Red:– Asigna espacio de direcciones lógicas para identificar

donde están el computador origen y destino – Busca caminos óptimos: encaminamiento– Encapsula segmentos en paquetes de red

segmentos

paquetes

datos

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• Enlace:– Encapsulamiento de paquetes de red en tramas– Acceso al medio de transmisión

• Físico: transmisión de los bits en forma de ondas electromagnéticas

tramas

segmentos

paquetes

datos

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• Resto de Arquitecturas de protocolos– Ejemplo: pilas TCP/IP y Novell (5 niveles)

TCP/IP Novell

IPX

SPX

Tecnología de red (LAN o WAN)

IP

TCP UDP

telnet ftp e-mail http ....

1

2

3

4

5

Físico

Enlace

Red

Transporte

Aplicación

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• Paradigma cliente-servidor:– El servidor siempre está a la espera de peticiones– El cliente efectúa una petición al servidor– El servidor responde a la petición y espera una nueva petición

de otro cliente

GET: http:/www.bcn.esCliente

AServidor

Cliente B GET: http:/www.bcn.es

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• E.g. en Linux usando socket-API• Cuando un cliente quiere un servicio (aplicación) debe establecer una

conexión con el servidor. A la conexión se le llama en UNIX “socket”• Un socket es un descriptor de fichero que apunta a una estructura de

datos que representa la conexión de transporte– Sockets TCP

– Sockets UDP

NetworkServer

Clientes• Protocolo de transporte: (TCP o UDP)

• @IP destino

• @IP origen

• Puerto origen

• Puerto destino

Socketpair

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• E.g. conexión TCP en Linux usando socket-API

Socket ()

Bind ()

Listen ()

Accept ()

Read ()

Write ()

Socket ()

Connect()

Write ()

Read ()

Close () Close ()

bloqueo

CLIENTE

3WHS

Datos

FIN

SERVIDOR

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• E.g. conexión TCP en Linux usando socket-API

Cliente A

Cliente B

servidor

Servicio del Cliente

A

Servicio del Cliente

BProceso hijo del servidor

Proceso hijo del servidor

Listen (backlog)

Aquellos clientes que efectúan la conexión y

todavía no han terminado el 3WHS

Puerto efímero

Puerto conocido

Puerto ?

Puerto ?

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• Arquitectura de protocolos comerciales

Computador A

Red

Interficie de red

Computador B

Router

Aplicación

Transporte

Red

Interficie de red

ProcesoProceso

ProcesoProceso

TCP UDP

ICMP IP

ARP

Driver

RARP

Aplicación

Transporte

Red

Interficie de red

Red Red

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Pila de protocolos y paradigma cliente-servidor• Arquitectura de protocolos en un terminal

Tarjeta ethernet

TCP/UPDIP

Driver

SistemaOperativo

Aplicación (FTP, Telnet, etc.)

APIs (e.g. Socket)

Usuario

Red ethernet

Cabez.Ether.

Cabez.IP

Cabez.TCP

Datosaplicación

Cabez.IP

Cabez.TCP

Datosaplicación

Cabez.TCP

Datosaplicación

BufferRx

read()

BufferTx

write()

TCP

aplicación

IP

driver

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Dispositivos de Red

• Algunos elementos que podemos encontrar en una red

NICs(L2)

Hubs, modems(L1)

Switches, AP (L2)

Routers, FW (L3)

Clientes (L5)

Servidores (L5)

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Internet y el Acceso a Internet

• Internet: conjunto de redes y computadores que permiten a sus usuarios compartir información

• Cada red se conecta a otra a través de un ISP (Internet Service Provider)

• ISP: proveedor de servicios de Internet– Provee conectividad a usuarios finales, a redes

corporativas o a otros ISPs• Líneas dedicadas o conmutadas

– Proporciona servicios finales• e-mail, chat, acceso a portal Web, almacenamiento de

información, …)– Proporciona servicios de hosting/housing, de contenido, ...

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• Tipos de clientes de un ISP– Usuarios finales (Dial-clients):

• Contratan una línea (tarifa plana con modem, ADLS, …) a una operadora. Típicamente, la operadora actúa de ISP.

– Redes corporativas (IP-Net-client)• Son redes de área local (LANs)• Contratan líneas dedicadas o conmutadas para unir sus sedes

(centrales y remotas) formando una VPN• Contratan una o varias líneas (backup, redundancia, balanceo

de cargas, …) al ISP– Otros ISP

• Peering entre ISPs: los ISPs actúan con relaciones de cliente-a-proveedor, par-a-par y proveedor-a-cliente

• Las conexiones entre ISPs se hacen de manera privada (contratando líneas a operadoras de telecomunicaciones) o pública (puntos neutros o “Exchange points”)

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• Arquitectura de Internet

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Internet y el Acceso a Internet• Tecnologías de acceso:

– Son tecnologías que permiten que los usuarios puedan conectarse a ISPs

– Generalmente usan tecnologías WAN (Wide AreaNetwork)

• Redes fijas o cableadas– Conmutación de circuitos (L1): modems, ADSL, RDSI, SONET

(USA) OC-n (n=1,3,12,24,48,… 51,8 Mbps*n), SDH (STM-1=OC-3, STM-4=OC-12, …), …

– Conmutación de paquetes (L2): Frame Relay, ATM, • Redes celulares

– Conmutación de circuitos (L1): GSM– Conmutación de paquetes (L2): GPRS, UMTS, …

– Ultimamente usan tecnología LAN (e.g. MetroEthernet)• E.g. 10 GigabitEthernet es equivalente en velocidad a OC-192

o STM-64

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• Dial-clients: – Acceden típicamente con modems convencionales (56 Kbps),

ADLS (200 Kbps ↑, 2 Mbps ↓), RDSI (acceso básico)– Más de un PC si router con conexión interna Wireless o Ethernet

• Redes corporativas– Conjunto de PCs (Hosts) y servidores que forman una LAN con

tecnologías Ethernet (cableada) o IEEE 802.11x (Wireless)– Conexión externa: ADSL, RDSI, FR, ATM, Gigabit Ethernet, …– Contratos VPN (túneles con seguridad, voz, …) con protocolos del

tipo GRE, IPSEC, MPLS, … sobre conexiones ADSL, RDSI, FR, ATM, Gigabit Ethernet, …

• ISPs– Conexión privada: accesos de alta velocidad (tecnología óptica,

ATM, …)– Conexión pública usando punto neutro: Gigabit Ethernet

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Direcciones en Redes• Direcciones MAC (L2), IP (L3) y puertos (L5)

IPnetwork

IPnetwork

IPnetwork

RouterRouter SwitchWeb Server (puerto 80)

FTP server(puerto 21) ande-mail server(puerto 110)

• MAC address (@MAC) identificador de localización final. Identifica el dispositivo final en una red especifica de nivel 2 (tecnología L2)• IP address (@IP) identificador de red y de localización final (doble funcionalidad). Identifica la red IP donde está el dispositivo e identifica el dispositivo final en una red de nivel 3 (Red IP=L3)• Puerto identificador de la aplicación. Identifica al cliente (host origen) o al servidor (host destino). Al puerto origen se le llama puerto efímero y al destino se le llama puerto conocido

Red 10.5.5.0/24 Red 10.6.6.0/24 Red 10.7.7.0/24

device10.7.7.14/24

device10.7.7.15/24

device10.5.5.3/24

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Direcciones en Redes• Direcciones MAC (L2), IP (L3) y puertos (L5)

Tarjeta ethernet

TCP/UPDIP

Driver

SistemaOperativo

Aplicación (FTP, Telnet, etc.)

APIs (e.g. Socket)

Usuario

Red ethernet

Cabez.Ether.

Cabez.IP

Cabez.TCP

Datosaplicación

Cabez.IP

Cabez.TCP

Datosaplicación

Cabez.TCP

Datosaplicación

BufferRx

read()

BufferTx

write()

TCP

aplicación

IP

driver

puertos

@IP

@MAC

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Direcciones en Redes

• @MACs: – 48 bits en Hex de la forma

XX:XX:XX:XX:XX:XX– Generalmente son direcciones unicast (de un

host a otro host)• E.g.: 0a:3f:2a:44:de:4b• Son direcciones “planas” (flat), es decir no indican

ninguna jerarquía de redes e identifican inequívocamente a una tarjeta de red (NIC)

– Existe la posibilidad de broadcast (de un host a todo el dominio broadcast) con la dirección ff:ff:ff:ff:ff:ff

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• @IP: – 32 bits en Dec de la forma X.X.X.X– Como han de mantener la dualidad

localizador (end-to-end) e identificador de red, constan de dos partes• El identificador de red (HostID)• El identificador de host (NetID)

NetID HostID

0 N N+1 32

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• Redes con clase (classful):

Clase A

Clase B

Clase C

NetID HostID

0

10

110

Clase D 1110

Multicast group ID

NetID

NetID

HostID

HostID

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• Redes con clase (classful):– Clase A: 0.0.0.0/8 a la 127.0.0.0/8

• 2NetID-1 = 28-1 = 27 = 128 redes clase A• 2HostID-2 = 224-2 = 16.777.214 Hosts/red clase A

– Clase B: 128.0.0.0/8 a la 191.0.0.0/8• 2NetID-2 = 216-2=214=16384 redes clase B• 2HostID-2 = 216-2=65.534 Hosts/red clase B

– Clase C: 192.0.0.0/8 a la 223.0.0.0/8• 2NetID-3 = 224-3 = 221 = 2.097.152 redes clase C• 2HostID-2 = 28-2 = 254 Hosts/red clase C

– Multicast: 224.x.x.x • Algunas multicast reservadas para protocolos

específicos. E.g. 224.0.0.5 y 224.0.0.6 para OSPF

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• Redes sin clase (classful o CIDR):– No hay concepto de clase. Eso significa que

el NetId se identifica con tantos bits como queramos en el rango [8,32]

– E.g. La red 156.128.0.0/20 no se considera como clase B, sino como una red con NetIDde 20 bits y que permite asignar 2HostID-2=2(32-20)-2=212-2=4.094 @IP a hosts

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• @IP (classless o classful):– Direcciones que se expresan en Dec como X.X.X.X donde

cada X∈[1,255]– Tenemos que ser capaces de identificar el NetID del

HostID máscara de 32 bits expresada como Y.Y.Y.Y con Y∈{0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254, 255}

147.14.12.115/24 147.14.12.115 255.255.255.0

Clase A = /8 255.0.0.0Clase B = /16 255.255.0.0Clase B = /24 255.255.255.0

CIDR /17 255.255.128.0CIDR /26 255.255.255.192CIDR /30 255.255.255.252

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Direcciones en Redes• Subnetting (classless o classful):

– Obtengo una dirección de red IP (con o sin clase) y genero N subredes IP

/24 /25 /26 /27

14.5.5.0/24

.5.0/25

.5.128/25

.5.128/26

.5.0/26

.5.64/26

.5.192/26

.5.0/27

.5.32/27.5.64/27

.5.96/27

.5.128/27

.5.160/27

.5.192/27

.5.224/27+128 +64 +32 +16

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• Subnetting (classless o classful):– Obtengo una dirección de red IP (con o sin clase) y genero

N subredes IP

14.5.5.0/24 0xxx xxxx

1xxx xxxx

.5.0/25

.5.128/25

00xx xxxx

01xx xxxx

.5.0/26

.5.64/26

10xx xxxx

11xx xxxx

.5.128/26

.5.192/26

010x xxxx

011x xxxx

.5.64/27

.5.96/27

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• Supernetting (agregación)– Obtengo una dirección de red IP (con o sin clase) a partir

de N subredes IP

/24/25/26/27

14.5.5.0/24

.5.0/25

.5.128/25

.5.128/26

.5.0/26

.5.64/26

.5.192/26

.5.0/27

.5.32/27.5.64/27

.5.96/27

.5.128/27

.5.160/27

.5.192/27

.5.224/27

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• Supernetting (agregación)– Obtengo una dirección de red IP (con o sin clase) a partir

de N subredes IP

000x xxxx

001x xxxx

.5.0/27

.5.32/27

010x xxxx

011x xxxx

.5.64/27

.5.96/27

.5.0/26

.5.64/26

00xx xxxx

01xx xxxx

.5.0/250xxx xxxx

.5.128/251xxx xxxx

.5.0/24xxxx xxxx

Solo se puede agregar sobre subredes contiguas !!!!

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• @IP especiales:– Direcciones con un significado especial– Dirección de Red: indica a que red pertenece esa

dirección IP. Se calcula poniendo a 0’s el HostID• E.g. 14.5.5.36/27 14.5.5.0010 0010 14.5.5.0010 0000

14.5.5.32/27– Dirección Broadcast: se usa para enviar un paquete a toda

la red IP. Se calcula poniendo a 1’s el HostID• E.g. 14.5.5.36/27 14.5.5.0010 0010 14.5.5.0011 1111

14.5.5.63– Dirección wildcard: 0.0.0.0

• Se usa como dirección origen SOLO en protocolos con IP origen no asignada y se usa como indicación de “defaultgateway”

– Dirección loopback para hosts: Red 127.0.0.0

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• @IP especiales:– Direcciones privadas: Direcciones no enrutables

en Internet (en ISPs) si vienen de una red cliente

• 1 Clase A: 10.0.0.0/8 • 16 Clases B: 172.16.0.0/16 a 172.31.0.0/16

172.16/12• 256 Clases C: 192.168.0.0/24 a 192.168.255.0/24

192.168/16

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• Puertos:– Identifican aplicaciones. Hay 16 bits 65536 puertos– Puertos 0…1023 son puertos conocidos que identifican

aplicaciones estandarizadas y por tanto son puertos servidores

• 21 FTP, 80 HTTP, 53 DNS, 110 POP …– Puertos 1024…49151 son puertos registrados que se

asignan a aplicaciones no estandarizadas (servidores)• 1352 Lotusnote, 1421 Gandalf-lm, 33434 Traceroute, …

– Puertos 49152…65535 son puertos efímeros o dinámicosque se asignan normalmente a clientes

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Dispositivos de Red

• Dispositivos de L1:– Aquellos que no utilizan ninguna dirección para

encaminar la información• DCEs (Data Circuit Equipment): Modems, Hubs, TR1,

MUX, DEMUX, conmutación de circuitos, …

El Hub transmite los bits a medida que le van llegando, por lo que no hay almacenamiento

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Dispositivos de Red

• Dispositivos de L2:– Aquellos que utilizan @MAC para encaminar la

información• DCEs (Data Circuit Equipment): Bridges, Switches, APs

El Switch retransmite la trama por un puerto del switchdependiendo de la @MAC destino de la trama. Hay por tanto almacenamiento de la trama (o de parte de ella)

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Dispositivos de Red

• Dispositivos de L3:– Aquellos que utilizan @IP para encaminar la

información• DTEs (Data Terminal Equipment): Routers

El Router retransmite la trama por un puerto del routerdependiendo de la @IP destino de la trama. Hay por tanto almacenamiento del paquete IP

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Dispositivos de Red

• Dispositivos de L5:– Aquellos que utilizan puertos para entregar/recibir la

información al proceso del SO correspondiente que procesará dicha información

• DTEs (Data Terminal Equipment): PCs, servers, terminalesAplicación

Transporte

Red

Interficie de red

ProcesoProceso

ProcesoProceso

TCP UDP

ICMP IP

ARP

Driver

RARP

puertos

write(sfd1,*s,N) read(sfdn,*s,N)write(sfdn,*s,N) read(sfd1,*s,N)

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Comunicación entre dispositivos L5

• E.g. el usuario cliente quiere acceder a la pagina Web http://10.7.7.14/index.html

IPnetwork

IPnetwork

IPnetwork

RouterRouter SwitchWeb Server (puerto 80)


Red 10.5.5.0/24 Red 10.6.6.0/24 Red 10.7.7.0/24

device10.7.7.15/24

@IP:10.5.5.3/24@MAC: 0a:cd:34:21:5a:1e @IP:10.7.7.14/24

@MAC: 0b:b4:14:f1:51:2c

Estamos especificando: Puerto destino: 80@IP destino: 10.7.7.14@MAC destino: ??????

Puerto origen: 54122 (efímero)@IP origen: 10.5.5.3@MAC origen: 0a:cd:34:21:5a:1e

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Comunicación entre dispositivos L5• El cliente desconoce la dirección L2 del dispositivo destino

independientemente de donde esté situado– De hecho, el dispositivo destino (e.g. WIFI) podría usar una

tecnología de acceso distinta a la del origen (e.g. Ethernet)• El cliente sabe la dirección L3 del dispositivo destino pero no

sabe como llegar hasta él (no hay una línea directa)

Hay que solucionar:• Como aprender direcciones L2 a partir de direcciones L3• Como llegar a dispositivos remotos a partir de direcciones L3

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Comunicación entre dispositivos L5

• ARP (Address Resolution Protocol)– Protocolo que resuelve direcciones de L2 a partir de

direcciones de L3

IPnetwork

Red 10.5.5.0/24

@IPHA:10.5.5.3/24@MACHA: 0a:cd:34:21:5a:1e

Web Server (puerto 80)

@IPS1:10.5.5.5/24@MACS1: 0b:b4:14:f1:51:2c

@IPHB:10.5.5.4/24@MACHB: 0c:ad:b4:2d:3a:11

(1) HA envía ARP request (trama L2) @MAC dest=broadcast, @MAC orig=@MACHA, !! El que tenga @IP=IPS1 me envie su @MAC !! (2) S1 envía ARP reply (trama L2) @MAC dest=@MACHA, @MAC orig=@MACS1, !! Yo tengo la @IP=IPS1 y mi @MAC=@MACS1 !! (3) El resto como no tienen la @IP=@IPS1 no responden y descartan el ARP request(4) HA y S1 guardan en el ARP cache una entrada con la correspondencia @MAC, @IP y AGE (tiempo de vida antes de eliminar la entrada y volver a preguntar)

HA

S1

HB

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Comunicación entre dispositivos L5• Redes Broadcast

– Redes que son capaces de transmitir paquetes a toda la red– Tecnologías de L2:

• LANs por definición son redes broadcast (BMA: BroadcastMedium Access networks), e.g. Ethernet, IEEE 802.11x

• WANs por definición son unicast (NBMA: Non-Broadcast MediumAccess networks), e.g. RDSI, ADSL, ATM, FR, …

– Tecnologías de L3:• Redes IP son broadcast por definición pero por defecto cualquier

router deshabilita el hacer broadcast por todos sus puertos.– Conclusión:

• Los ARP request/reply solo funcionan en una red BMA• En redes NBMA se usan técnicas adaptadas para solucionar la

dirección L2 (e.g. un CV) a partir de la dirección L3 ARP inverso (no confundir con ARP reverso)

• En redes IP hay que buscar otras soluciones encaminamiento L3

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Comunicación entre dispositivos L5• Redes Broadcast

VLAN=2 VLAN=3VLAN=4

Red IP1 Red IP2

Red IP2

Red IP3

Red IP1 Red IP3

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Comunicación entre dispositivos L5• Redes IP: como llegar a un Host destino !!!!

– Concepto de tabla de encaminamiento (Routing Table): es una tabla que indica para cada red destino cual es la @IP (Next-Hop) del router vecino asociado a la misma red L2 que es capaz de encaminar el paquete a esa red destino

IPnetwork

IPnetwork

IPnetwork

SwitchWeb Server (puerto 80)


Red 10.5.5.0/24 Red 10.6.6.0/24 Red 10.7.7.0/24 @IP:10.7.7.15/24

@IP:10.5.5.3/24

@IP:10.7.7.14/24

HA

R1

S2

S1R4

R3R2

5.1/24 6.1/24

6.2/24 6.4/24

6.5/24

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– Concepto de tabla de encaminamiento de Host y RouterHA tiene la siguiente Tabla de Routing

Red Dst Next-Hop IFACE10.5.5.0/24 0.0.0.0 eth00.0.0.0/0 10.5.5.1 eth0

R1 tiene la siguiente Tabla de RoutingRed Dst Next-Hop IFACE10.5.5.0/24 0.0.0.0 eth010.6.6.0/24 0.0.0.0 eth110.7.7.0/24 10.6.6.5 eth1. . . . . .

R4 tiene la siguiente Tabla de RoutingRed Dst Next-Hop IFACE10.5.5.0/24 10.6.6.1 eth010.6.6.0/24 0.0.0.0 eth110.7.7.0/24 0.0.0.0 eth1. . . . . .

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(1) HA comprueba en su tabla de encaminamiento como llegar al host 10.7.7.14 usando un algoritmo de look-up (que entrada de la tabla le permite alcanzar el destino)

(2) Extrae el next-hop de la tabla:(2a) Si el destino está directamente conectado a la red L2 (next-hop=0.0.0.0) entonces hay que resolver la IP destino 10.7.7.14=Next-Hop(2b) Si el destino NO está directamente conectado a la red L2 obtenemos el next-hop del router que es capaz de llevarnos a esa red (“Gateway”)

(3) Comprobar si en el ARP cache está resuelta la IP que buscamos: IP destino si (2a) o gateway si (2b). (3a) Si existe esa entrada, enviar paquete IP original empaquetado en trama L2 con MAC destino la del next-hop(3b) Si no existe entrada en la ARP cache enviar un ARP request preguntando por la MAC de la IP Next-Hop. Cuando recibamos el ARP reply, introducir una entrada con AGE=x y enviar paquete IP original empaquetado en trama L2 con MAC destino la del next-hop

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– Ejemplos:• Comunicación con un host de la misma red IP• Comunicación entre hosts de distintas redes IP pero

pertenecientes al mismo ISP• Comunicación entre hosts de distintas redes IP pero

pertenecientes a distintos ISP• Que ocurre si dos hosts tienen la misma IP ???

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Arquitectura de Internet• Organización de Internet

– RFC 2050 “Internet Registry IP Allocation Guidelines” define la jerarquía de Registros de Internet y la asignación de bloques de direcciones IP

– Jerarquía en:• RIRs (Regional Internet Registries)• LIRs (Local Internet Registries) ≡ ISPs. Los ISPs se

identifican por un número: AS number– IANA “Internet Assigned Numbers Authority” tiene

autoridad sobre TODO el espacio de números usados en Internet

• Espacio de direcciones IP• Espacio de Números de Sistema Autónomo (AS

numbers)

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Arquitectura de Internet• Organización de Internet

IANA: www.iana.org

ARIN: www.arin.net

RIPE: www.ripe.net

APNIC: www.apnic.net

LACNIC: www.lacnic.net

LIRs

RIRs

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Arquitectura de Internet• LIRs en RIPE

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Arquitectura de Internet• Relaciones de Peering entre ISPs (AS’s)

Proveedor-a-clienteTráfico IP

Par-a-Par

Redes clientes

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Arquitectura de Internet• Encaminamiento interno versus externo

AS1 AS2 AS3

AS4

AS5

AS5

AS7AS6

AS5

IPnetwork

IPnetwork

IPnetwork

IPnetwork

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Arquitectura de Internet• Encaminamiento interno versus externo

– Encaminamiento interno (IGP: Internal Gateway Protocols)• Se encarga de configurar dinámicamente las tablas de

encaminamiento de los routers dentro de un AS para que cada router sepa llegar a cualquier red interna al AS

• Usa métricas para decidir el camino (e.g. saltos, retardos, …)• E.g. RIP, OSPF, IS-IS, IGRP, EIGRP

– Encaminamiento externo (EGP: External Gateway Protocols)• Se encarga de configurar aquellos routers que deben saber

llegar a todas las redes de otros AS’s• Usan un protocolo llamado BGPv4• No usa métricas convencionales, sino administrativas (políticas

de encaminamiento) basadas en la importación y exportación de rutas dependiendo de la relación con los AS’s vecinos

doc_mòdul1_j[1].barceló.pdf

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