Fundamentos de TCP/IP

¿ Que es TCP/IP?

Conjunto o familia de protocolos desarrollados para Conjunto o familia de protocolos desarrollados para permitir a computadores cooperativos y heterogeneos permitir a computadores cooperativos y heterogeneos compartir recursos a través de una red.compartir recursos a través de una red.

Se diseñó teniendo en cuenta como elemento básico la Se diseñó teniendo en cuenta como elemento básico la existencia de muchas redes interconectadas por medio existencia de muchas redes interconectadas por medio de pásarelas (gateways, routers).de pásarelas (gateways, routers).

Los protocolos TCP e IP son los más conocidos y de allí Los protocolos TCP e IP son los más conocidos y de allí el nombre generalizado.el nombre generalizado.

Arquitectura TCP/IP

IP (Incluyendo ICMP)

ARP RARP

TCP UDP

CMOTSMTP

FTP

TELNET DNS RPC

NFS

XDR

TFTP BOOTPSNMP

Interface de Red y Hardware

ARPPermite a un nodo (Host) de una red encontrar la dirección física de otro nodo de la misma red utilizando únicamente la dirección IP.

RARPOrientado a solucionar el problema de las estaciones de red que no cuentan con almacenamiento externo (Disco). Requiere la existencia de computadores autorizados para la asignación de direcciones IP.

Hardware

Interface Red

Inter-redTransporte

Aplicación

Inter-red

IPIPSistema de distribución o entrega de paquetesSistema de distribución o entrega de paquetesSistema NO ConfiableSistema NO ConfiableSe realiza "el mejor esfuerzo"Se realiza "el mejor esfuerzo"No orientado a conexiónNo orientado a conexiónNo garantiza la entregaNo garantiza la entregaEl paquete se puede perder, duplicar, demorar El paquete se puede perder, duplicar, demorar o entregar en diferente ordeno entregar en diferente ordenDefine la unidad básica de transmisión Define la unidad básica de transmisión (DATAGRAMA), el enrutamiento y las reglas de (DATAGRAMA), el enrutamiento y las reglas de procesamiento de paquetes.procesamiento de paquetes.

Hardware

Inter-redTransporte

Aplicación

Hardware

Interface Red

Inter-redTransporte

Aplicación Inter-red

ICMPICMPEs parte de toda implementación de IPEs parte de toda implementación de IPPermite a los elementos enrutadores de la red Permite a los elementos enrutadores de la red enviar mensajes de error y/o controlenviar mensajes de error y/o controlUtilizado en la parte de administración de las Utilizado en la parte de administración de las redes para detectar problemasredes para detectar problemasAún cuando utiliza los servicios provistos por Aún cuando utiliza los servicios provistos por IP, no es considerado protocolo de nivel superior IP, no es considerado protocolo de nivel superior sino parte de IPsino parte de IP

Hardware

Inter-redTransporte

Aplicación

Hardware

Interface Red

Inter-redTransporte

Aplicación Inter-red

Direcciones IPCada computadora (host) tiene una dirección Cada computadora (host) tiene una dirección única, de 32 bits, que se utiliza en toda única, de 32 bits, que se utiliza en toda comunicación con ella.comunicación con ella. Ej:169.158.180.25Ej:169.158.180.25Las direcciones se dividen en dos partes, la Las direcciones se dividen en dos partes, la primera identifica a la red y la segunda al nodo primera identifica a la red y la segunda al nodo dentro de esa red.dentro de esa red. Ej:Ej:169.158.180169.158.180.25.25Existen 4 clases de direcciones IPExisten 4 clases de direcciones IP

Hardware

Inter-redTransporte

Aplicación

Hardware

Interface Red

Inter-redTransporte

Aplicación

Clase A :Clase A : Usada para redes de Usada para redes de más de 2**16 Hostsmás de 2**16 HostsClase BClase B : Usada para redes : Usada para redes Intermedias de hasta 2**16 HostsIntermedias de hasta 2**16 HostsClase CClase C : Usada para redes de : Usada para redes de pocos hosts, menos de 2**8pocos hosts, menos de 2**8ClasslessClassless : Usada para definir : Usada para definir Grupos de HostsGrupos de Hosts

Hardware

Inter-redTransporte

Aplicación

Hardware

Interface Red

Inter-redTransporte

AplicaciónClases de direcciones IP

Clases de Direcciones IP

0

1 0

1 1 0

Clase A

Clase B

Clase C

1 8 16 24 32

Red Interface

Red

Red

Interface

Interface

Hardware

Inter-redTransporte

Aplicación

Hardware

Interface Red

Inter-redTransporte

Aplicación

Un paquete IP

Versión Log. TOS Longitud Total

Identificación Banderas Identificador de Fragmentos

TTL Pro Suma de Chequeo Cabecera

Dirección IP Origen

Dirección IP Destino

Opciones Relleno

Datos

Fragmentos

Red 1MTU =1500

Paquete de 1500 BDestino Red 4

Red 2MTU= 750

2

1

Fragmentos de 750B

2

1

Paquete Re-ensamblado

Red 3MTU= 1500

Red 4MTU= 1500

Redes y Subredes

Subred 1

Subred 2

RED 1

Interfaces

Interface 1

Interface 2

MascarasEl paso de la información entre las redes que conforman a Internet se hace en base de la red a la que va dirigida la información

Por tanto es necesario poder saber que parte de la dirección IP representa a la red y cual a las interfaces

Mascaras cont...

Existe una segunda dirección de igual estructura a la IP (32 bits, separados en 4 octeto) llamada MASCARA y que nos sirve para definir que bits de la Dirección IP representa a REDES y cuales a INTERFACES

Mascaras cont...

La máscara se obtiene poniendo en 1 todo bit cuyo bit correspondiente en la dirección IP forma parte de la direción de red

En 0 se pone todo bit cuyo bit correspondiente en la D.IP forme parte de la dirección de Interface Ej: 150.184.250.10 Mascara:255.255.0.0 RED: 150.184.0.0 Interface: 250.10

Direcciones de broadcast

En ocaciones (muchas desgraciadamente) es necesario (?) enviar mensajes a toda la red

Para poder hacer eso necesitamos una dirección común a todas las interfaces de la red

La dirección de broadcasts se arma poniendo en 1 todos aquellos bits en la dirección IP que formen parte de la dirección de interfaz

Ej: Dir. Interfaz 150.185.130.1 Máscara: 255.255.255.0 Dirección de broadcast: 150.185.130.255

Direcciones de RedDefinen el enrutamiento de la información en Internet

Se forman poniendo en 0 todos los bits de la parte de interface de la D.IPEj: D.IP 150.185.140.20Mascara: 255.255.255.0Dirección de Red:150.185.140.0

Classless Por classless se conocen a aquellas subredes que no pertenecen a clases puras (A,B,C,D).

Ej: 150.185.128.5 Máscara:255.255.192.0

Enrutamiento

RedRed10.0.0.010.0.0.0

RedRed20.0.0.020.0.0.0

Red Red 30.0.0.030.0.0.0

RedRed40.0.0.040.0.0.0FF GG HH

20.0.0.520.0.0.5 30.0.0.630.0.0.6 40.0.0.740.0.0.7

10.0.0.510.0.0.5 20.0.0.620.0.0.6 30.0.0.730.0.0.7

00

00

11

11

aa

bb

aa

bb

20.0.0.020.0.0.0

30.0.0.030.0.0.0

10.0.0.010.0.0.0

40.0.0.040.0.0.0

20.0.0.520.0.0.5

30.0.0.730.0.0.7

aa bb aa bb aa bb

Red Destino Siguiente Saldo Por Métrica Red Destino Siguiente Saldo Por Métrica Interfaz deInterfaz de

SalidaSalida

Entrega DirectaEntrega Directa

Entrega DirectaEntrega Directa

Tabla en GTabla en G

Un enrutadorSiempre obtendrá de la cabecera del datagrama IP la dirección de destino.A partir de la direción IP de destino obtendrá la direción de la red de destino.Con la direción IP de la red de destino buscará en su Tabla de enrutamiento la “MEJOR” ruta.

RutasDirectamente conectadas

Estáticas

Dinámicas

Por omisión

Classless Inter-Domain Routing (CIDR)

204.71.0.0/24204.71.1.0/24204.71.2.0/24204.71.3.0/24204.71.4.0/24

Suministrador de Servicios 204.71.0.0/16

InternetInternet

Transporte

UDPUDPServicio de entrega de paquetes NO orientado a Servicio de entrega de paquetes NO orientado a conexiónconexiónLas aplicaciones desarrolladas que utilizan UDP Las aplicaciones desarrolladas que utilizan UDP deben ser responsables de la confiabilidaddeben ser responsables de la confiabilidadVarias aplicaciones pueden utilizar Varias aplicaciones pueden utilizar simultáneamente los servicios de UDPsimultáneamente los servicios de UDPLa forma de diferenciar las aplicaciones consiste La forma de diferenciar las aplicaciones consiste en la asignación de PUERTOSen la asignación de PUERTOSAlgunos puertos se denominan PUERTOS BIEN Algunos puertos se denominan PUERTOS BIEN CONOCIDOS y se asignan a aplicaciones CONOCIDOS y se asignan a aplicaciones específicasespecíficas

Hardware

Interface Red

Inter-red

Transporte

Aplicación

Transporte

Puerto l Puerto n Puerto m

UDP Mux

Nivel IP

Datagrama UDP

Hardware

Interface Red

Inter-red

Transporte

Aplicación

Hardware

Interface Red

Inter-red

Transporte

Aplicación

TransporteTCPTCPServicio de entrega de paquetes orientado a Servicio de entrega de paquetes orientado a conexiónconexiónEs confiable y se basa en el establecimiento de Es confiable y se basa en el establecimiento de Circuitos VirtualesCircuitos VirtualesManeja el concepto de puertosManeja el concepto de puertosLas conexiones se identifican por dos pares :Las conexiones se identifican por dos pares :

(Dirección IP Host 1, Puerto Host 1)(Dirección IP Host 1, Puerto Host 1)(Dirección IP Host 2, Puerto Host 2)(Dirección IP Host 2, Puerto Host 2)

Se pueden tener varias conexiones simultáneas Se pueden tener varias conexiones simultáneas al mismo puerto en un hostal mismo puerto en un host

Hardware

Interface Red

Inter-red

Transporte

Aplicación

Hardware

Interface Red

Inter-red

Transporte

Aplicación

Transporte

Existen (al igual que en UDP) Puertos Existen (al igual que en UDP) Puertos BIEN CONOCIDOS que son asignados BIEN CONOCIDOS que son asignados a aplicaciones específicasa aplicaciones específicasLos bloques de información que Los bloques de información que entrega la aplicación son divididos en entrega la aplicación son divididos en segmentos de datos y manejados segmentos de datos y manejados óptimamenteóptimamenteEl tamaño de los segmentos es El tamaño de los segmentos es independiente del tamaño de los bloques independiente del tamaño de los bloques de informaciónde informaciónEstos segmentos de datos son Estos segmentos de datos son entregados al nivel IP para su entregados al nivel IP para su transmisióntransmisión

TCP TCP continuación continuación

Hardware

Interface Red

Inter-red

Transporte

Aplicación

Hardware

Interface Red

Inter-red

Transporte

Aplicación

Aplicación

Hardware

Interface Red

Inter-red

Transporte

Aplicación

Esquema Cliente-ServidorEsquema Cliente-Servidor

Mecanismo utilizado frecuentemente en Mecanismo utilizado frecuentemente en redes TCP/IP para la interacción de redes TCP/IP para la interacción de aplicaciones cooperativasaplicaciones cooperativasUn Servidor corresponde a un Un Servidor corresponde a un programa o proceso que ofrece un programa o proceso que ofrece un servicio que puede ser requerido a través servicio que puede ser requerido a través de la redde la redUn Cliente es una aplicación o proceso Un Cliente es una aplicación o proceso que envía requerimientos de servicio, a que envía requerimientos de servicio, a algún servidor, haciendo uso de la redalgún servidor, haciendo uso de la red

AplicaciónEsquema Cliente-ServidorEsquema Cliente-Servidor

Cliente ServidorHost 1 Host 2

Requerimiento enviado a un puerto Bien Conocido

Respuesta enviada al puerto del cliente

Hardware

Interface Red

Inter-red

Transporte

Aplicación

Protocolos de Aplicación

•Telnet : Ejecución Remota

•FTP: File Transfer Protocol Transferencia de ficheros

•SMTP: Simple Mail Transfer Protocol Correo Electrónico

•SNMP: Simple Network Management ProtocolAdministración

•NFS: Network File System Compartir Sistemas de archivo

•NIS : Network Information Services Homogenizar información

de usuarios

•DNS: Domain Name Services Servicio de nombres

¿Donde está la Información?

RFC: Request for CommentsRFC 793: TCPRFC 768: UDPRFC 791: IPRFC 826 :ARPRFC 959: FTPRFC 854 :TELNETRFC 821 :SMTPRFC 1058 :RIPRFC 1035: DNSRFC 1094:NFS