Subdividiendo una red
Nos debemos preguntar:
Cuántas subredes queremos
Cuántos nodos tendrá cada subred
Calculando en la cabeza
Cada bit más de máscara es el doble de subredes y la mitad de nodos (o viceversa)
Cada subred se puede sub-dividir a su vez
Ejercicio:
Nos asignan 192.168.1.0/24
Tenemos:
1 edificio con 121 nodos
1 edificio con 50 nodos
2 edificios con 25 nodos
Algunos Trucos
255.255.255.192
A qué prefijo corresponde?
256 – 192 = 64 (hosts/subred)
64 = 26
Si tengo 6 bits de nodo, quedan 2 de red
11111111 11111111 11111111 11000000
3 x 8 = 24, +2 = 26
Prefijo es /26
Datagrama IP
Algunos campos interesantes
Type of Service (TOS)
retardo, fiabilidad, velocidad (voz vs. datos)
Identification, Flags, Fragment Offset
TTL
Routers
Dispositivos con interfaces en varias redes físicas
Una dirección IP (y subred) por cada interfaz
Deciden el trayecto de los paquetes basados en tablas de encaminamiento
Envío
En IP, distinguimos entre:
Envío directo:
La máquina envía a otra que está en su propia red física (Ej: mismo segmento Ethernet)
Envío indirecto:
El destino del paquete IP está fuera de la red física
Requiere la presencia de un router
Envío y Re-envío
Algoritmo de routing
Extraer la dirección IP de destino (D)
Si D encaja en alguna de las redes (Ri) físicamente conectadas
Enviar directamente a D por la interfaz conectada a esa red
(Implica traducir la dirección IP a la física)
Sino, si la tabla contiene una ruta específica a D
Enviar el paquete al próximo salto especificado en la tabla
Envío y Re-envío
Algoritmo de Routing (Cont.)
Sino, si la tabla contiene una ruta a la red R que contiene a D
Enviar el paquete al próximo salto especificado en la tabla
Sino, si la tabla contiene una ruta por defecto
Enviar el paquete al router por defecto
Sino, notificar un error de routing
Routers
Mecanismo de un router:
Recibe un paquete en una interfaz
Determina si el paquete está dirigido a él
Decrementa el TTL
Compara la dirección destino con la tabla de encaminamiento
Envía el paquete al router del próximo salto (o a la máquina destino)
Encaminamiento
Cada decisión es un salto en la dirección de destino
El router no puede enviar a otro router que no esté en una de sus propias redes físicas
Cada router tiene sus propias tablas
Protocolos de routing: mantener estas tablas al día
Tablas de Encaminamiento
Se compara la dirección IP destino del paquete con las entradas en la tabla
Determinar el próximo salto
Se asume que está físicamente conectado
¿Qué es la regla del longest match?
Tablas de Encaminamiento
# netstat -nr
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags MSS Window irtt Iface
128.223.60.0 0.0.0.0 255.255.254.0 U 0 0 0 eth0
127.0.0.0 0.0.0.0 255.0.0.0 U 0 0 0 lo
0.0.0.0 128.223.60.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
Routers y Encapsulación
Recibe una trama de capa 2
Saca el paquete IP de ella
Revisa el contenido del paquete IP
Determina la interfaz siguiente
Encapsula el paquete dentro de una trama del tipo correspondiente
Las redes de entrada y salida pueden ser completamente diferentes:
Ejemplos:
De Ethernet a PPP
De Frame Relay a Ethernet
Fragmentación
Diferentes MTU en cada salto
Traducción de direcciones
Problema: Diferentes direcciones en capas de enlace y de red
Caso Ethernet:
Tengo este paquete IP para reenviar. ¿Qué dirección Ethernet tengo que poner en mi nueva trama?
Tres tipos de soluciones:
Derivar una de otra con cierta operación matemática
Incluir una dentro de la otra
Mantener una tabla dinámica
ARP
Mantiene tablas dinámicas
Microsoft Windows XP [Version 5.1.2600]
(C) Copyright 1985-2001 Microsoft Corp.
C:>arp -a
Interface: 128.223.219.14 — 0x2
Internet Address Physical Address Type
128.223.216.1 00-04-75-71-e5-64 dynamic
128.223.216.24 00-04-23-62-14-4f dynamic
Las entradas tienen un tiempo de vida limitado (¿Por qué?)
Mecanismo:
A quiere enviar a B
Primero busca la IP de B en su tabla
Si no la tiene, pregunta
A: ¿Quién tiene 192.168.0.1?
Envía una trama a toda la red:
Utiliza FF:FF:FF:FF:FF:FF (todos los bits a 1)
Todos reciben la trama. Sólo el B responde
ARP
Algunas mejoras de eficiencia:
A quiere saber la MAC de B
B recibe la trama. Toma las direcciones MAC e IP de A y las incluye en su tabla
Luego B responde a A
Como la petición es broadcast, en principio todos los demás pueden incluir a A en su tabla.
Pregunta: El paquete ARP viaja dentro de una trama Ethernet o un paquete IP?
Dominios de Tráfico
Dominio de colisión
Dominio de broadcast
Diferencias
Switches vs. Hubs
Routers vs. switches
Dominios de tráfico
Router
(Gp:) Switch
(Gp:) Hub
(Gp:) Hub
(Gp:) Switch
(Gp:) Hub
(Gp:) Hub
Dominio de
broadcast
Dominio de
colisión
Ventajas de las subredes
Escalabilidad, eficiencia
Reducir los dominios de broadcast
Menos uso de CPU
Más espacio para tráfico legítimo -> más velocidad
Facilitar la gestión
Ingeniería de tráfico
Implementación de políticas
Seguridad
Filtros de paquetes
UDP
User Datagram Protocol
Multiplexión de aplicaciones
Una dirección IP identifica una máquina
Los sistemas operativos son multitarea
Un puerto para cada servicio
Servicio no orientado a conexión
No ofrece ninguna garantía
Sin acuses de recibo
Sin re-transmisión
Sin control de flujo
UDP
Formato de UDP
TCP
Transmission Control Protocol
Orientado a conexión
Hay un acuerdo previo entre origen y destino
Hay un diálogo que va ajustando parámetros constantemente
Servicios:
Fiabilidad
Paquetes perdidos, duplicados, desordenados
Control de flujo
Multiplexión de aplicaciones
TCP: Conceptos
PAR: Positive Acknowledgment with Retransmission
Envío un segmento e inicio un timer
Espero una confirmación antes de enviar el siguiente
Envío el mismo segmento de nuevo si el tiempo expira sin recibir confirmación
¿Segmentos duplicados? ¿Cómo?
Un retraso en la red produce una retransmisión y el mismo segmento llega dos veces
TCP: Ventana deslizante
Esperar confirmación por cada paquete no es muy eficiente
Tamaño de ventana = 1
Provee control de la congestión y control de flujo (¿cuál es la diferencia?)
El tamaño de la ventana se ajusta dinámicamente
(Gp:) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 …
Formato de TCP
TCP: Inicio de Sesión
Three-way handshake (saludo en tres pasos)
¿TCP o UDP?
Cuándo tiene sentido uno u otro
FTP
DNS
SNMP
Voz sobre IP (H.323, SIP)
Multicast
ICMP
Internet Control Message Protocol
Viaja sobre IP, pero no pertenece a la capa de transporte
Funciones:
Notificar errores
Control de Flujo
Redirección
ICMP
Algunos tipos y códigos más usados
ICMP: Aplicaciones
Ping
# ping www.uoregon.edu
PING darkwing.uoregon.edu (128.223.142.13) from 128.223.60.27 : 56(84) bytes of data.
64 bytes from darkwing.uoregon.edu (128.223.142.13): icmp_seq=1 ttl=254 time=0.229 ms
64 bytes from darkwing.uoregon.edu (128.223.142.13): icmp_seq=2 ttl=254 time=0.254 ms
64 bytes from darkwing.uoregon.edu (128.223.142.13): icmp_seq=3 ttl=254 time=0.226 ms
64 bytes from darkwing.uoregon.edu (128.223.142.13): icmp_seq=4 ttl=254 time=0.232 ms
64 bytes from darkwing.uoregon.edu (128.223.142.13): icmp_seq=5 ttl=254 time=0.222 ms
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