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ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP1
PROTOCOLO IPENCAMINAMIENTO SIN FIABILIDAD
ProtocolosROUTERS
AVANZADOS(OSPF) IP
ICMP
Interfaz de Red
HardwareAC
CE
SO
A R
ED
INT
ER
NE
T
2
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP2
PROTOCOLO IPv4: ENCAMINAMIENTO SIN FIABILIDAD
INTERFAZ DERED
APLICACIÓN
IP
TCP
INTERFAZ DERED
APLICACIÓN
IP
TCP
INTERFAZ DE RED
IP
INTERFAZ DE RED
INTERFAZ DE RED
IP
INTERFAZ DE RED
3
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP3
PROTOCOLOS DE ENCAMINAMIENTO TCP/IP
• Protocolo IPv4: RFC 791– Protocolo actual de encaminamiento TCP/IP mediante un servicio
no orientado a conexión
• Protocolo IPv6: RFCs 1883, 1809, 1884-1887– Protocolo futuro de encaminamiento TCP/IP mediante un servicio
no orientado a conexión– Adaptación del Protocolo IP v4 para:
• Incrementar el espacio de direcciones IP: 16 octetos • Agilizar el encaminamiento• La transmisión de audio y vídeo en tiempo real• Transmisiones seguras
4
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP4
ARQUITECTURA TCP/IPProtocolo IPv4
• Protocolo clave de la arquitectura TCP/IP– Encaminamiento y fragmentación
• Ofrece un servicio no orientado a conexión– No hay control de errores ni flujo
5
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP5
PROTOCOLO IPv4Formato del Datagrama IP
CABECERA DATOS
6
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP6
DATAGRAMA IPv4
VERSIÓN
RELLENO
0
(TTL)
000 R C F 00
4 4 8 16
CABECERA
TIPO DE SERVICIO
LONGITUD TOTAL
IDENTIFICADORDF
MF DESPLAZAMIENTO
TEMPO DE VIDAPROTOCOLO
DIRECCIÓN ORIGEN
DIRECCIÓN DESTINO
OPCIONES
DATOS
LongitudCabecera
SUMA DE COMPROBACIÓN(CABECERA)
7
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP7
ARQUITECTURA TCP/IPProtocolo IPv4: Opciones
COPIA CLASE NÚMERO OPCIÓN
8 8
1 2 5
...TIPO LONGITUD DATOS OPCIÓN
8
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP8
ARQUITECTURA TCP/IPProtocolo IPv4. Fragmentación
1500 bytes 1020 bytes 500 bytes
ID = 12345MF=0DESPLA=0LT=1500
ID = 12345MF=1DESPLA=0LT=1020
ID = 12345MF=0DESPLA=125LT=500
LD=1480
Longitud del campo Datos deldatagrama IP
LD=1000
LD=480
ID = 12345MF=1DESPLA=0LT=500
ID = 12345MF=1DESPLA=60LT=500
LD=480
LD=480ID = 12345MF=1DESPLA=120LT=60
ID = 12345MF=0DESPLA=125LT=500
LD=40
LD=480
9
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP9
Redes de Datos de Banda Ancha
• REDES MULTISERVICIO– Nuevo protocolo de interconexión de redes y
encaminamiento para aplicaciones multimedia en Internet: IPv6
• Características básicas• Diferencias con respecto al IPv4
– Direccionamiento– Calidad de servicio
10
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ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP10
Escenario del Protocolo IPv6
• Transmisiones de audio y vídeo en tiempo real: Garantías mínimas de ancho de banda y retardo (asignación de recursos en red)
• Mecanismos y servicios de seguridad: Autenticación, confidencialidad, integridad y no repudio
• Incremento de la carga de tráfico en Internet: Nuevas aplicaciones que requieren un encaminamiento por el tipo de información transmitida
• Uso creciente de TCP/IP en nuevas áreas: Demanda de direcciones únicas IP– Incremento del espacio de direcciones IP– Modificación del formato de direcciones (IPv4: estructura en dos
niveles poco económica)
11
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP11
Solicitud de Propuestas del IETF para un IPng: julio, 1992
• TCP sobre CLNS de ISO• Un nuevo IP muy sofisticado• Conservar IPv4 y adaptarlo (1993): Propuesta
extendida que incluyó la combinación de ideas de otras propuestas– Protocolo Simple de Internet Mejorado (SIPP: Simple
Internet Protocol Plus) = IPv6
12
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP12
Documentación del Protocolo IPv6
• RFC 1883: Especificación general– IPv4: RFC-791
• RFC 1809: Etiquetas de flujo en la cabecera• RFCs 1884, 1886 y 1887: Direccionamiento• RFC 1885: ICMPv6
– Mismo formato de cabecera (8 octetos: tipo(1), código(1), suma de comprobación(2) y parámetros (4))
– Tamaño máximo de los mensajes incluyendo cabeceras de 576 octetos (generalmente 36 octetos en IPv4)
– Mensajes de error: Destino inalcanzable, Paquete demasiado grande, Tiempo excedido, Problemas de parámetros
13
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP13
Características del Protocolo IPv6
• Protocolo responsable del encaminamiento por Internet o por una red privada TCP/IP
• Ofrece un servicio no orientado a conexión– No hay control de errores ni de flujo
14
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP14
Cambios en el Protocolo IPv6
• Alineación en múltiplos de 8 octetos (en IPv4 eran 4 octetos)• Longitud Cabecera (IPv4) se ha eliminado (en IPv6 cabecera fija
de 40 octetos)• Longitud Total (IPv4: 65.535 octetos) por Longitud de Carga Útil
(IPv6: 65.535 octetos incluyendo cabeceras opcionales y excluyendo cabecera fija)
• Dirección Origen y Destino de 16 octetos• Información de Fragmentación se ha movido de campos fijos
(IPv4) a una Cabecera de Extensión Opcional• Suma de Comprobación (IPv4) eliminada• TTL (IPv4) por Límite de Saltos (IPv6)• TOS (IPv4) por Etiqueta de Flujo (IPv6)• Protocolo (IPv4) por Cabecera Siguiente (IPv6)
15
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP15
• Espacio de direcciones ampliado: 16 octetos (128 bits) • Nuevo mecanismo de opciones: Formato flexible de cabeceras
de extensión opcionales– Fragmentación y reensamblado en los sistemas finales
• Formato flexible de direccionamiento:– Unicast o punto a punto– Anycast o monodifusión– Multicast o multidifusión (broadcast o difusión es un caso
particular)
• Soporte para la asignación de recursos en red• Capacidades de seguridad
Mejoras del Protocolo IPv6
16
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ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP16
Formato de un Datagrama IPv6
Cabecera FijaCabecera de extensión 1 PDU del Protocolo Superior... Cabecera de
extensión n
opcional
40 octetos 0 o más
•Las cabeceras de extensión IPv6 son similares a las opciones IPv4–Nuevas opciones que incluyen servicios adicionales–Evitan que los datagramas compartan campos que no utilizan–Routers hacen caso omiso de opciones no dirigidas a ellos
•La cabecera fija y las de extensión opcionales incluyen el campocabecera siguiente que identifica el tipo de cabecera de extensión que viene a continuación o el identificador del protocolo de nivel superior
•6 tipos de cabeceras de extensión: •formato fijo •variable : Tipo, longitud y valor (datos de la opción)
17
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP17
Cabeceras de Extensión
• Cabecera de opciones salto a salto: Información especial para los routers en cada salto
• Cabecera de encaminamiento: Ruta a seguir total o parcial
• Cabecera de fragmentación: Información de fragmentación y reensamblaje
• Cabecera de autenticación: Verificación de la autenticidad del emisor (RFC-1827 y RFC-1825)
• Cabecera de encapsulado de la carga de seguridad: Información sobre los tipos de mecanismos de seguridad utilizados para garantizar los servicios de confidencialidad e integridad del contenido cifrado en el campo datos del datagrama (RFC-1827 y RFC-1825)
• Cabecera de opciones para el destino: Información opcional que debe ser procesada por el destino final del datagrama
18
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP18
Cabecera Fija IPv6
Versión Prioridad Etiqueta de flujo
Longitud de la carga útil Cabecerasiguiente
Límite de saltos
0 4 8 16 24 31
Dirección de origen (16 octetos)
Dirección de destino (16 octetos)
40octetos
Aunque cabecera IPv6 (40 octetos) > cabecera IPv4 (20 octetos)contiene la mitad de campos (8 en IPv6 frente a 16 en IPv4) = Se procesa con más rapidez y se agiliza el encaminamiento
19
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP19
Campo de Prioridad
0 Tráfico no caracterizado1 Tráfico de “relleno” (p.e., news)2 Transferencia de datos que no son
esperados (p.e., correo)3 (Reservado)4 Transferencia de gran cantidad de
información esperada (p.e., FTP, HTTP)5 (Reservado)6 Tráfico interactivo (p.e., Telnet)7 Tráfico de control de Internet
(p.e., protocolos de encaminamiento, SNMP)
8 Más dispuesto a ser descartado(p.e., video de alta calidad)
15 Menos disposición a ser descartados(p.e., audio de baja calidad)
Tráfico con control de congestión Tráfico sin control de congestión
.
.
.
20
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP20
Tipos de Direcciones Genéricas
• Unicast o punto a punto: A un único receptor
• Anycast o monodifusión: A un miembro (p.e., el más cercano) de un grupo
• Multicast o multidifusión: A todos los miembros de un grupo
• Broadcast o difusión: A todas las máquinas de una red
21
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP21
Tipos de Direcciones IPv6
• Unicast o punto a punto • Anycast o monodifusión• Multicast o multidifusión
– IPv6 trata la difusión o broadcast (no se emplea el término en IPv6) como una forma especial de multidifusión o multicast: “Todas las máquinas son un grupo de multicast”
22
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP22
Direcciones Unicast
• IPv6 divide las direcciones en TIPOS de forma análoga a como el IPv4 las divide en CLASES– Compatibles IPv4– Globales basadas en el proveedor– Globales basadas en la geografía– De enlace local– De zona local
23
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP23
Asignación de Direcciones
Tipo de direcciones PrefijoCompatible IPv4No asignadoOSI/NSAPIPX (Novell Netware)No asignado..................................Basadas en el proveedorNo asignadoBasadas en la geografíaNo asignado..................................De enlace localDe zona localMulticast
0000 00000000 00010000 0010000 0100000 011..................................010011100101..................................1111 1110 101111 1110 111111 1111
24
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP24
Algunos Formatos de Dirección IPv6
010 ID de registro ID de proveedor ID de subscriptor ID de subred ID de interfaz3 n m o p 125-n-m-o-p
Figura 1.- Dirección basada en el proveedor
Bits
1111111010 ID de interfaz10 n 118-n
0
Figura 2.- Dirección de enlace local
Bits
1111111011 ID de interfaz10 n 118-n-m
0
Figura 3.- Dirección de zona local
ID de subredBits
00000......................................................................... Dirección IPv480 16 32
0000
Figura 4.- Dirección compatible IPv4
XXXXBits
m
25
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP25
Notación Hexadecimal con Dos Puntos del IPv6
104.230.140.100.255.255.255.255.100.17.100.128.150.10.255.255
68E6:8C64:FFFF:FFFF:64:11:64:80:96A:FFFF
0000:0000:0000:0001 = 0:0:0:0:0:0:0:1= ::1
Los ceros a la izquierda de un grupo pueden omitirse y 1 ó más grupos de 16 ceros pueden reemplazarse por una pareja de dos puntos “::”
Las direcciones de 16 octetos se escriben como 8 gupos de 4 dígitos(2 octetos = 1 gpo. de 4 dígitos) hexadecimales separados por “:”
grupo
Dirección IPv4 = ::138.100.8.16
26
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ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP26
Cabeceras de Extensión IPv6: Opciones Salto a Salto
y Opciones para el Destino
Cabecera siguiente Longitud cabecera
8Bits 16
TIPO LONGITUD VALOR8 8 n
XXxxxxxx
00: Ignorar esta opción y continuar procesando la cabecera
01: Eliminar datagrama y no enviar un mensaje ICMP
10: Eliminar datagrama y enviar un mensaje ICMP de problema de parámetro
11: Eliminar datagrama y no enviar un mensaje ICMP de problema de parámetro a una dirección multicast
Datagramas > 65535 octetosde carga útil
n (Valor) = 32 bits (datagramas de hasta 4000 millones de octetos)
Una o más opciones
0 31
27
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ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP27
Cabeceras de Extensión IPv6: Cabecera de Encaminamiento
Cabecera siguiente Tipo de encamina.
8Bits 16
Datos específicos del tipo (direcciones)
Nº de direcciones
24
Dirección siguiente
31
Reservado
•Tipo de encaminamiento: Actualmente a cero•Nº de direcciones en la cabecera de encaminamiento: 23 (1-24)•Dirección siguiente: Siguiente dirección que se ha de visitar•Reservado: Uso futuro• Máscara de bit estricto:
•Numerados de izquierda a derecha (bit 0 al bit 23) •Cada bit es un salto (1 = estricto
o router siguiente vecino del precedente; 0 = no estricto)
Máscara de bit estricto
0
28
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP28
Cabeceras de Extensión IPv6: Cabecera de Encaminamiento
•Reservado: Uso futuro•Desplazamiento del fragmento: Nº de bloques de 8 octetos contenidos
en el campo de datos de fragmentos anteriores •Reservado: Uso futuro•Indicador M: Identifica a todos los fragmentos pertenecientes al
mismo datagrama
Cabecera siguiente
8Bits 16
Desplazamiento
28
Res. M
31
Reservado
Identificador
0 29
29
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP29
Transición del IPv4 al IPv6
• Periodo de transición en el que IPv6 e IPv4 deberán coexistir– Túneles entre computadoras IPv6/IPv4– Túneles entre routers IPv6/IPv4 (computadoras IPv6)– Túneles entre router IPv6/IPv4 y computadora IPv6/v4
30
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP30
AYUDA AL ENCAMINAMIENTO IPDispositivos de Encaminamiento Avanzados
ProtocolosROUTERS
AVANZADOS(OSPF)
IP
ICMP
ARP RARPInterfaz de
Red
HardwareAC
CE
SO
A R
ED
INT
ER
NE
T
31
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP31
ARQUITECTURA TCP/IP
• ESTRATEGIAS ESTÁTICAS (No adaptativas)
• ESTRATEGIAS DINÁMICAS (Adaptativas)
Encaminamiento
32
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP32
ARQUITECTURA TCP/IP
• Gateways (Routers) básicos: Encaminamiento
Estático
• Gateways (Routers) avanzados: Encaminamiento
Dinámico
Encaminamiento
33
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP33
ARQUITECTURA TCP/IP
• GATEWAYS (Routers) AVANZADOS
Protocolos:
– Vector Distancia (Bellman-Ford)
– Estado del Enlace (Dijkstra)
Encaminamiento
34
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP34
INTERNETEncaminamiento: VECTOR DISTANCIA
A
D C
B
d2 c2
b1a2
c1
b2a1
d1
DESTINO DISTANCIA RUTA
b1 1 B
b2 1 B
a1 2 A
a2 2 A
c1 2 C
c2 2 C
d1 3 C
d2 3 C
B
35
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP35
INTERNETEncaminamiento: ESTADO DEL ENLACE
A
C D
B
b1
a1
DESTINO COSTE RUTA
o1 4 C
o2 5 B
a1 1 A
b1 2 B
B 1 B
C 3 C
D 4 B
E 3 B
A
E
1
1
2
4
1 3
1 1
31
o1 o2
36
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP36
MODELO DE ENCAMINAMIENTO EN INTERNET
• Un SA es un conjunto de routers controlados por una única autoridad administrativa y que utilizan un mismo protocolo interno (IGP: Interior Gateway Protocol) de distribución y actualización de la información de encaminamiento
• Los SAs se conectan entre sí mediante routers externos que utilizan un mismo protocolo externo (EGP: Exterior Gateway Protocol)
Sistemas Autónomos
37
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP37
RIP (Routing Information Control) = Vector Distancia
OSPF (Open Shortest Path First Protocol) = Estado del EnlaceIGP (Interior Gateway Protocol)
(Exterior Gateway Protocol) BGP (Border Gateway Protocol) (Vector Distancia)
IGP (RIP)
SISTEMA AUTÓNOMO
IGP (OSPF)
SISTEMA AUTÓNOMO
EGP
Gateways/Routers Exteriores
PROTOCOLOS DE DISTRIBUCIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE INFORMACIÓN DE ENCAMINAMIENTO
38
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP38
• Adaptación, por la Universidad de Berkeley para el UnixBSD, del XNS RIP de Xerox (después se convirtió en el RFC 1058)
• Vector Distancia– Métrica: Número de saltos (mínimo 1, máximo 15)– Nº de saltos = 1 en conexiones directas– 16 saltos (red inalcanzable)
• UDP y puerto 520• Routers activos y pasivos• Difusión (Broadcast) de tablas cada 30 segundos• Rutas borradas si en 180 segundos no hay noticias• Problemas: Convergencia lenta/Cuenta al infinito
Protocolo RIP (Routing Information Control)
PROTOCOLOS DE DISTRIBUCIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE INFORMACIÓN DE ENCAMINAMIENTO
39
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP39
PROTOCOLO RIPResolución de bucles: Selección de un infinito pequeño (16)
R1 R2 R3
R3R2R1
Red 1
Red 1
Bucle al fallar la conexión de R1 con Red 1
Máximo:15 saltos
40
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP40
Protocolo RIP. Ejemplo (I)
R1
Red1 Red2
R2 R3
R4
Red3
Red4
Red3 Dir 1
Red4 Dir 1
Red2 Dir 1
Red3 Dir 1
Red1 R1 2
Red1 Dir 1
Red2 Dir 1
Red1 Dir 1
Red3 Dir 1
Red2 R1 2
41
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP41
Protocolo RIP. Ejemplo (II)
R1
Red1 Red2
R2 R3
R4
Red3
Red4
Red3 Dir 1
Red4 Dir 1
Red1 R2 2
Red2 R2 3
Red2 Dir 1
Red3 Dir 1
Red1 R1 2
Red1 Dir 1
Red2 Dir 1
Red3 R2 2
Red1 Dir 1
Red3 Dir 1
Red2 R1 2
42
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP42
Protocolo RIP. Ejemplo (III)
R1
Red1 Red2
R2 R3
R4
Red3
Red4
Red3 Dir 1
Red4 Dir 1
Red1 R2 2
Red2 R3 2
Red2 Dir 1
Red3 Dir 1
Red1 R1 2
Red1 Dir 1
Red2 Dir 1
Red3 R2 2
Red1 Dir 1
Red3 Dir 1
Red2 R1 2
43
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP43
Protocolo RIP. Ejemplo (IV)
R1
Red1 Red2
R2 R3
R4
Red3
Red4
Red3 Dir 1
Red4 Dir 1
Red1 R2 2
Red2 R3 2
Red2 Dir 1
Red3 Dir 1
Red1 R1 2
Red4 R4 2
Red1 Dir 1
Red2 Dir 1
Red3 R2 2
Red1 Dir 1
Red3 Dir 1
Red2 R1 2
Red4 R4 2
44
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP44
Protocolo RIP. Ejemplo (V)
R1
Red1 Red2
R2 R3
R4
Red3
Red4
Red3 Dir 1
Red4 Dir 1
Red1 R2 2
Red2 R3 2
Red2 Dir 1
Red3 Dir 1
Red1 R1 2
Red4 R4 2
Red1 Dir 1
Red2 Dir 1
Red3 R2 2
Red1 Dir 1
Red3 Dir 1
Red2 R1 2
Red4 R4 2
45
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP45
Protocolo RIP. Ejemplo (VI)
R1
Red1 Red2
R2 R3
R4
Red3
Red4
Red3 Dir 1
Red4 Dir 1
Red1 R2 2
Red2 R3 2
Red2 Dir 1
Red3 Dir 1
Red1 R1 2
Red4 R4 2
Red1 Dir 1
Red2 Dir 1
Red3 R2 2
Red4 R2 3
Red1 Dir 1
Red3 Dir 1
Red2 R1 2
Red4 R4 2
46
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP46
Protocolo RIP. Ejemplo (VII)
R1
Red1 Red2
R2 R3
R4
Red3
Red4
Red3 Dir 1
Red4 Dir 1
Red1 R2 2
Red2 R3 2
Red2 Dir 1
Red3 Dir 1
Red1 R1 2
Red4 R4 2
Red1 Dir 1
Red2 Dir 1
Red3 R2 2
Red4 R2 3
Red1 Dir 1
Red3 Dir 1
Red2 R1 2
Red4 R4 2
47
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP47
Protocolo RIP. Ejemplo (VIII)
R1
Red1 Red2
R2 R3
R4
Red3
Red4
Red3 Dir 1
Red4 Dir 1
Red1 R2 2
Red2 R3 2
Red2 Dir 1
Red3 Dir 1
Red1 R1 2
Red4 R4 2
Red1 Dir 1
Red2 Dir 1
Red3 R2 2
Red4 R2 3
Red1 Dir 1
Red3 Dir 1
Red2 R1 2
Red4 R4 2
48
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP48
PROTOCOLO RIPFormato de un Mensaje de la Versión 1
Comando Versión (1) CeroFamilia de Direcciones de la Red 1 = 2 Cero
CeroDirección IP de la Red 1
CeroDistancia a la Red 1 (Métrica)
Familia de Direcciones de la Red 2 = 2 Cero
CeroDirección IP de la Red 2
CeroDistancia a la Red 2 (Métrica)
...
0 8 16 31
49
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP49
PROTOCOLO RIPFormato de un Mensaje de la Versión 2
Comando Versión (2) CeroFamilia de Direcciones de la Red 1 = 2 Etiqueta de Ruta
Máscara de SubredDirección IP de la Red 1
Siguiente SaltoDistancia a la Red 1 (Métrica)
Familia de Direcciones de la Red 2 = 2 Cero
Máscara de SubredDirección IP de la Red 2
Siguiente SaltoDistancia a la Red 2 (Métrica)
...
0 8 16 31
50
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP50
PROTOCOLO RIPFormato de un Mensaje de la Versión 2 con Autenticación
Comando Versión (2) CeroFamilia de Direcciones = X´FFFF´ Tipo de Autenticación
Información de Autenticación
0 8 16 31
51
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP51
• Desarrollado por el OSPF Working Group del IETF: RFC 2328• IGP estándar para sustituir al RIP• Estado del Enlace• Sin intervención de un protocolo de transporte (tipo de protocolo = 89)• Protocolo de encaminamiento para sistemas autónomos de todos los tamaños
– Acepta crecimientos en la red difundiendo rápidamente la información de encaminamiento– Baja sobrecarga mediante actualizaciones que informan de los cambios en lugar de todas las rutas
– Un SA divide sus redes y routers en subconjuntos denominados ÁREAS• Área: Una red autónoma o un conjunto autónomo de redes contiguas• Un SA que use OSPF está constituido por una o más áreas• La topología de un área está oculta para otras áreas• Cada router en un área dispone de su propia base de datos de encaminamiento
• Encaminamiento según el tipo de servicio (p.e. retardo bajo) del datagrama IP• Balance de carga• Seguridad: Todos los intercambios entre routers están autenticados
Protocolo OSPF (Open Shortest Path First)
PROTOCOLOS DE DISTRIBUCIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE INFORMACIÓN DE ENCAMINAMIENTO
52
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP52
• Cada router dispone de un mapa topológico de la red entera
– Información de todos los routers y redes conectadas
– Se representa como un grafo dirigido en el cual los routers son los nodos y las redes son los arcos o enlaces entre nodos
– Cada enlace tiene dos costes de salida que pueden ser iguales o diferentes para cada lado del interfaz
• Los routers son vecinos si comparten una misma red
– Red punto a punto
– Red de difusión
– Red de no difusión
Protocolo OSPF (Open Shortest Path First)
PROTOCOLOS DE DISTRIBUCIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE INFORMACIÓN DE ENCAMINAMIENTO
53
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP53
Protocolo OSPF (Open Shortest Path First)
R1
R3R2
R4Red 2
Red 4
Red 5Red 3
Red 1
R1
R2 R3
R4
Red 4
Red 2
Red 5 Red 3Red 1
Mapa topológico
PROTOCOLOS DE DISTRIBUCIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE INFORMACIÓN DE ENCAMINAMIENTO
54
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP54
PROTOCOLO OSPF
• Área Troncal (backbone): Parte de un sistema autónomo que transmite mensajes OSPF entre áreas. Todo SA tiene un área troncal denominada área 0.
– A cada área se le asigna un número– El área troncal es contiguo al resto de las áreas
• Router Interno: Un encaminador que se conecta directamente a redes pertenecientes a un mismo área
• Router Frontera de Área: Un encaminador conectado a dos o más áreas: directamente al área 0 e indirectamente (a través del área 0) a otras áreas.
• Router Límite de SA: Un encaminador situado en la perifería de un área y que intercambia información de accesibilidad con routers de otros SAs
Área Troncal y Routers
55
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP55
PROTOCOLO OSPFRed Troncal y Áreas
Área 0Red Troncal
Área 1 Área 2
? El área 0 o área troncal distribuye la información de encaminamiento entre áreas.
56
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP56
PROTOCOLO OSPFRouters y Áreas en un Sistema Autónomo
Área 0(Red Troncal)
Área 1 Área 2
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R1Hacia otros
sistemas autónomos
(BGP)Router Frontera de Área
Router Interno
Router Límite de SARouter Frontera de Área: Es un routerconectado a dos o más áreas y que anuncia externamente al área 0 de todos los destinos internos en su propio área. Asimismo, informa de forma resumida a su área de todos los destinos externos procedentes de otras áreas.
El área troncal (área 0) permite el intercambio de información resumida entre dos routers frontera de área.
A través del área 0 cada router frontera escucha los resúmenes de áreas de todos los routers frontera para calcular el coste a todos los destinos exteriores a su área añadiendo el coste hasta el área troncal.
57
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP57
PROTOCOLO OSPFRutas: Intraárea, Interárea e InterSA
BGP
BGP BGP
BGPInternet
SA1
SA3
SA2
SA4
Área 0
Área 0
Área 0
Área 0
Router Límitede Área
Router Interno
Router Fronterade Área
58
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP58
PROTOCOLO OSPFUn Sistema Autónomo
Red 2 Red 4 Red 5
Red 1
O1 3
2
1
1
1 8 8 6 6 1 1 2
R1
R2
R3 R4 R6 R7
Red 3
2
2R5
SA
BGP
Área 1
Área 0
Área 2
• Cada enlace tiene dos costes de salida (iguales o diferentes), uno por cada lado del interfaz
59
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP59
PROTOCOLO OSPFEl Grafo Dirigido con Arcos del SA
Red 2 Red 4 Red 5
Red 1
O1 3
2
1
11
8
8
6
6
1
1
2
R1
R2
R3 R4 R6 R7
Red 3
2
2
R5
SA
BGP
• Los arcos que van de las redes a los routers tienen siempre coste 0• No existen arcos de salida para destinos finales
60
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP60
PROTOCOLO OSPFÁrbol Podado desde R1 y su Base de Datos
Red 2 Red 4 Red 5
Red 1
O1 3
2
1
8 6 1 2
R1
R2
R3 R4 R6 R7
Red 3
2
R5
SA
BGP
Área 1
Área 0
Área 2
• R6 anuncia las actualizaciones de su BD a R4, el cual incorpora los nuevos datos a su propia BD, sumando el coste 6 a todos los destinos de Área 2 presentados porR6.
• A su vez, R4 hace lo propio con R3, el cual repite el proceso sumando el coste 8 a todos los destinos de Área 0 presentados por R4
• Finalmente, R3 pasa sus actualizacionesa R1, el cual incrementa el coste 1 a todos los destinos anunciados por R3
• A través del área 0 cada router frontera escuchalos resúmenes de áreas de todos los routersfrontera para calcular el coste a todos losdestinos exteriores a su área añadiendo el costehasta la red troncal
R1DESTINO COSTE RUTA
O1 3 R1Red1 3 R2Red2 1 R1
R2 1 R1R3 1 R1R4 9 R3
Red3 11 R3R5 11 R3
Red4 16 R3Red5 18 R3
R6 15 R3R7 16 R3
61
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP61
PROTOCOLO OSPFCabecera Fija de un Paquete
Versión Tipo Longitud del Mensaje
Dirección IP del Router origenIdentificador del Área
Suma de Verificación Tipo de Autenticación
AutenticaciónAutenticación
0 8 16 31
1 Hello
2 Descripción de la Base de Datos
3 Solicitud del Estado del Enlace
4 Actualización del Estado del Enlace
5 Acuse de Recibo del Estado del Enlace
Tipo Descripción
62
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP62
PROTOCOLO OSPFMensaje Hello
Máscara de Red
Tiempo de VidaRouter Designado
Router Designado de Backup
0 8 16 31
Cabecera de Tipo = 1
Intervalo Hello
24
Prioridad
Dirección IP de Vecino1
...Dirección IP de Vecinon
Dirección IP de Vecino2
•Toda red de difusión que tenga al menos 2 routers conectados (routers vecinos) dispone de un Router Designado encargado de distribuir la información de encaminamiento por la redimpidiendo la comunicación directa entre routers vecinos y reduciendo el pertinente tráfico.
• No todos los routers vecinos forman una relación de adyacencia, sólo un Router Designado y el correspondiente router vecino en una red de difusión disponen de esa relación para el intercambio de información de encaminamiento
63
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP63
PROTOCOLO OSPFMensaje de Descripción de la Base de Datos
(entre Routers Adyacentes)
A cero
Número de Secuencia del Mensaje de la BDTipo de Aviso del Estado del Enlace (LSA)Identificador de Aviso del Estado del Enlace
0 8 16 31
Cabecera de Tipo = 2
24
Router Anunciador del Aviso del Estado del Enlace
Número de Secuencia del Aviso del Estado del Enlace
SMI
29
Cheksum del Estado del Enlace Tiempo del Aviso del Estado del Enlace
Mensaje del Estado del Enlace (LSA)
Cabecera del Aviso del Estado
del Enlace
Repetidopor cada Aviso
del Estado del Enlace
Tipo de Aviso del Estado del Enlace SignificadoEnlaces de Router (Estados de los interfaces del router: tipo de red, TOS, coste, ...)Enlaces de Red (Routers conectados a la red) Resúmenes del Enlace (Rutas a los destinos de intraárea e interárea )Resumenes del Enlace (Rutas a Routers Límites de Áreas)Enlaces Externos a SAs (rutas a redes externas de otros SAs)
12345
64
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP64
PROTOCOLO OSPFSolicitud del Estado del Enlace
Tipo de Aviso del Estado del Enlace
Identificador de Aviso del Estado del EnlaceRouter Anunciador del Aviso del Estado del Enlace
0 8 16 31
Cabecera de Tipo = 3
24
• Un router envía este mensaje hacia un vecino para solicitar información actualizada sobre un conjunto específico de enlaces.
...
Se repite para cada aviso del
Estado del Enlace
65
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP65
PROTOCOLO OSPFActualización del Estado del Enlace
Número de Avisos del Estado del EnlaceAviso del Estado del Enlace1
Aviso del Estado del Enlace2
0 8 16 31
Cabecera de Tipo = 4
24
...Aviso del Estado del Enlacen
Identificador de Aviso del Estado del EnlaceRouter Anunciador del Aviso del Estado del Enlace
Número de Secuencia del Aviso del Estado del EnlaceChecksum del Estado del Enlace
Tiempo del Aviso del Estado del Enlace Tipo de Aviso del Estado del Enlace
Longitud
Cabecera del Aviso del Estado del
Enlace
• A la cabecera le sigue el resto del mensaje del estado del enlace
Mensaje del Estado del Enlace
66
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP66
PROTOCOLO OSPFAcuse de Recibo del Estado del Enlace
Cabecera del Aviso del Estado del Enlace...
0 8 16 31
Cabecera de Tipo = 5
24
Identificador de Aviso del Estado del EnlaceRouter Anunciador del Aviso del Estado del Enlace
Número de Secuencia del Aviso del Estado del EnlaceChecksum del Estado del Enlace
Tiempo del Aviso del Estado del Enlace Tipo de Aviso del Estado del Enlace
Longitud
Cabecera del Aviso del Estado del
Enlace
• Cada aviso del estado del enlace se debe confirmar separadamente. Las confirmaciones múltiples se pueden agrupar en un mismo mensaje de acuse de recibo
Se repite para cada aviso del
Estado del Enlace
67
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP67
PROTOCOLOS DE DISTRIBUCIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE INFORMACIÓN DE ENCAMINAMIENTO
IGP (RIP)
SISTEMA AUTÓNOMO 1
IGP (OSPF)
SISTEMA AUTÓNOMO 2
EGP
Gateways/Routers Exteriores
R1 R2
Protocolo BGP (Border Gateway Protocol)
(Exterior Gateway Protocol) BGP (Border Gateway Protocol) (Vector Distancia)
68
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP68
PROTOCOLO EGPBGP (Border Gateway Protocol)
• BGP-4: RFC 1771• Protocolo de distribución y actualización de información de
encaminamiento entre routers de SAs diferentes• Vector distancia
– No hay comunicación de distancias métricas
• TCP y puerto 179 • Revela la cadena completa de SAs que hay que atravesar para llegar a un
destino (información de accesibilidad)– Cada router no sólo guarda el siguiente salto a un destino sino la ruta
completa (registro de la trayectoria seguida) evitando que se formen bucles
• Autenticación• Ponderaciones de políticas de encaminamiento, que no forman parte del
protocolo, complementan su uso• RIPE Routing Registry: http://www.ripe.net/db
69
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP69
PROTOCOLO EGPPolíticas de Encaminamiento
• ¿Qué rutas se anuncian al exterior y a qué vecinos?• ¿Qué rutas se aceptan desde el exterior y desde qué
vecinos?• Criterios de preferencia en caso de caminos alternativos• Encaminamientos por omisión• Especifica qué tipo de SA se va a emplear:
– SA Extremo– SA Multiconectado– SA de Tránsito
• ...
70
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP70
PROTOCOLO BGPTipos de Sistemas Autónomos
• SA Extremo: Sólo tiene una conexión “interSA” con otro SA
• SA Multiconectado: Dispone de conexiones con más de un SA pero se niega a transportar tráfico de tránsito de terceros
• SA de Tránsito: Dispone de conexiones con más de un SA y transporta tráfico de tránsito local y de terceros, pudiendo imponer políticas de restricción
71
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP71
PROTOCOLO BGPIntercambio de Información de Encaminamiento
entre Routers BGP
...
SA1
SA2
SA3
Red 2
Red 3
Red 1
Red 4
Red 5
Red 8
Red 6
Red 7
R2
R1
R3
R4
R5
R6
R7
R8
BGP
BGP
RIP/OSPF
RIP/OSPF
...BGP
72
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP72
PROTOCOLO BGPIntercambio de Información de Encaminamiento
...
SA1
SA2
SA3
Red 2
Red 3
Red 1
Red 4
Red 5Red 8
Red 6
Red 7
R2R1
R3
R4 R5R6
R7
R8
BGP
BGP
RIP/OSPF
RIP/OSPF
RIP/OSPFBGP
MENSAJE DE ACTUALIZACIÓNde R1 a R4
Destinos = Red1 Red2 Red3 Red4
Camino_SA = SA1
Siguiente_Salto = R1
MENSAJE DE ACTUALIZACIÓNde R4 a R8
Camino_SA = SA2, SA1
Siguiente_Salto = R4
Destinos = Red1 Red2 Red3 Red4
73
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP73
PROTOCOLO BGPConjunto de Routers BGP
SA1
SA2
SA3
SA4
SA5
SA6
SA7
SA8
SA9
A
B C
D
GF
H I
E
SA10J
? Para la Ruta FGCD, F recibe de sus vecinos:? De B: BCD? De G: GCD? De H: HFGCD (ruta descartada al pasar a través de F)? De E: EFGCD (ruta descartada al pasar a través de F)
LA DECISIÓN CONSISTIRÁ EN PASAR POR B (FBCD)O G (FGCD) DEPENDIENDO DE LA POLÍTICA DE ENCAMINAMIENTO
BGP
BGP
BGP
BGP
BGP
74
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP74
• FUNCIONES BÁSICAS:– Adquisición de Vecino : Un
Router Externo se pone en contacto con otro para intercambiar información de encaminamiento (mensaje de Abrir)
– Detección de Vecino Alcanzable : Verificación de que los routers externos y sus conexiones de red funcionan correctamente (mensaje de Continuar)
– Detección de Red Alcanzable: Registro de un destino final (mensaje de Actualizar)
• TIPOS DE MENSAJES:– Abrir (Open): Establecer una
relación segura (autenticada) de vecindad con otro router externo
– Actualizar (Update): Transmitir información de destinos finales (anunciar y/o eliminar) a través de una única ruta (lista de SAs)
– Continuar (Keepalive): Confirmar un mensaje de Abrir y confirmar periódicamente la relación de vecindad
– Notificación (Notification): Responder a un mensaje incorrecto o a una condición de error o excepción
PROTOCOLO BGPProcedimientos Funcionales y Mensajes Asociados
75
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP75
PROTOCOLO BGPFormato de los Mensajes BGP
VERSIÓN
MI SISTEMA AUTÓNOMO
TIEMPO DE RELACIÓN
IDENTIFICADOR BGP
LONG. PARÁM. OPCIONALES
CABECERA FIJA DE 19 OCTETOS
MARCADOR
LONGITUDTIPO
16
21
1
2
2
4
1
PARÁMETROSOPCIONALES
LONGITUD DE RUTASRETIRADAS
RUTAS RETIRADAS
LONGITUD TOTAL DE LOSATRIBUTOS DEL CAMINO
ATRIBUTOS DE CAMINO
INFORMACIÓN DE ACCESIBILIDADDEL NIVEL DE RED
2
2
CÓDIGO DE ERRORCÓDIGO DE ERROR
SUBCÓDIGO DE ERROR
DATOS
1
1
MARCADOR
LONGITUDTIPO
16
2
1
Continuar (Keepalive)
Notificación (Notification)Actualizar (Update )Abrir (Open)
76
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP76
PROTOCOLO BGPFormato del Mensaje de Actualización (Update)
CABECERA FIJA DE 19 OCTETOS
MARCADOR
LONGITUDTIPO
16
21
LONGITUD DE RUTASRETIRADAS
RUTAS RETIRADAS
LONGITUD TOTAL DE LOSATRIBUTOS DEL CAMINO
ATRIBUTOS DE CAMINO
INFORMACIÓN DE ACCESIBILIDADDEL NIVEL DE RED
2
2Actualizar(Update )
NLRI (Network Layer Reachibility Information = Destination Networks
• Origen: Router Externo BGP que proporciona el mensaje de actualización (u otro)
• Camino_SA: Es una lista de saltos consecutivos que se corresponde con los SA que son atravesados para alcanzar los destinos indicados en el campo NLRI
• Siguiente_Salto: Dirección IP del siguiente Router Externo por el que se debe pasar para llegar a los destinos especificados en el campo NLRI
• ...
77
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP77
PROTOCOLO TCP: FIABILIDAD EXTREMO A EXTREMO
INTERFAZ DERED
APLICACIÓN
IP
TCP
INTERFAZ DERED
APLICACIÓN
IP
TCP
INTERFAZ DE RED
IP
INTERFAZ DE RED
INTERFAZ DE RED
IP
INTERFAZ DE RED
FIABILIDAD
78
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP78
PROTOCOLO TCP: RFC 793, 1122
ARQUITECTURA TCP/IP
TRANSFERENCIAS DEL TIPO BYTE-STREAM
CONEXIONES LÓGICAS
CONTROL DE ERRORES (FIABILIDAD)
CONTROL DE FLUJO
MULTIPLEXACIÓN
FULL DUPLEX
79
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP79
EL SEGMENTO TCP
CABECERA DATOS DE USUARIO
80
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP80
PUERTO ORIGEN PUERTO DESTINO
NÚMERO DE SECUENCIA
NÚMERO ACK
VENTANA
PUNTERO URGENTE
RELLENOOPCIONES
REDUNDANCIA
DATOS DE USUARIO (VARIABLE)
RESERVADODESP. URG ACKPSHRST SYN FIN
0 3115 16
EL SEGMENTO TCP
81
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP81
ESTABLECIMIENTO DE UNA CONEXIÓN
PROTOCOLO TCP
TCP "A" TCP "B"
SYN, SEC = N
SYN, SEC = M, ACK N+1
ACK M+1
.
.
.
82
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP82
TRANSFERENCIA DE DATOS: SIN ERRORESPROTOCOLO TCP
TCP "A" TCP "B"
ACK = 303
.
.
.
ACK = 603
ACK = 903
SEC = 3
SEC = 303
SEC = 603
(datos = 300 bytes)
(datos = 300 bytes)
(datos = 300 bytes)
.
.
.
83
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP83
TRANSFERENCIA DE DATOS: CON ERRORESPROTOCOLO TCP
TCP "A" TCP "B"
ACK= 303
.
.
.
SEC = 3(datos = 300 bytes)
.
.
.
SEC = 303(datos = 300 bytes)
SEC = 603(datos = 300 bytes )
SEC = 303(datos = 300 bytes )SEC = 603(datos = 300 bytes )
ACK= 303
ACK= 903
time-out
time-out
84
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP84
LIBERACIÓN DE UNA CONEXIÓN
PROTOCOLO TCP
TCP "A" TCP "B"
FIN
ACK
FIN
ACK
.
.
.
CONEXIÓN CERRADA...
85
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP85
PROTOCOLO UDP
ARQUITECTURA TCP/IP
SERVICIO NO ORIENTADO A CONEXIÓN
Sin control de erroresSin control de flujo
86
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP86
PROTOCOLO UDPARQUITECTURA TCP/IP
PUERTO ORIGEN PUERTO DESTINO
DATOS DE USUARIO
LONGITUD REDUNDANCIA
0 3115 16
87
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP87
TCP/IP: Programación en Sockets
Selección destinoConexión TCP
Connect
TCP UDP
EnvíoWrite
EnvíoSendto
Selección protocoloSocket
Selección puerto
Bind
LecturaRecvfrom
LecturaRead
CLIENTESelección protocolo
Socket
Selección puerto
Bind
TCP
Definición colaListen
Proceso peticiónAccept
LecturaRecvfrom
LecturaRead
UDP
SERVIDOR
EnvíoSend
EnvíoSendto
88
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP88
Llamada a Procedimientos Remotos(RPC o Remote Procedure Call)
Cliente( ){
...Función Remota( );Función Remota( );
...}
Servidor( ){ }Función Remota( );Función Remota( );{
...}
Solicitud (parámetros)
Respuesta (resultados)
RED
Objetivo: Aislar al programador de los detalles de interacción con la red (sockets)
89
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP89
Aplicación de Usuario
Sistemas RPC y el Modelo OSI
XDR
RPCRPC
TCP UDP
IP
Interfaz de Accesoy Hardware
RedRed
7. Aplicación
6. Presentación
5. Sesión
4. Transporte
3. Red
1 y2. Enlace/Físico
sockets
90
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP90
RPC: Procesamiento de una Llamada a un Procedimiento Remoto
Stubdel clienteCliente
Entidad de
transporte
Servidor
Entidadde
transporte
1
2
3
4
5
67
8
9
10
Stubdel servidor
RED
91
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP91
Fichero fuente IDL
Compilador IDL
CabeceraStub cliente Stub servidor
Fuente cliente Fuente servidor
Compilador Compilador
Objetos clientey stub
Objetos servidory stub
Montador Montador
Ejecutable cliente Ejecutable servidor
Runtime library(RTL)
Runtime library(RTL)
Programación en RPC
92
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP92
Sistema Local
Proceso Cliente
call A parms
Stub cliente
Sistema Local
Proceso Cliente
call A parms
Stub cliente
Proceso Servidor A
Procedimientode Servicio
Stub servidor
Sistema Remoto
Procedimientode Servicio
Sistema Remoto
PortmapperPortmapper
prog ver proc xid parm parm
xid parm parm
Stub servidor
RPC: Portmapper y Puertos Dinámicos
Proceso Servidor A
3
2
1
93
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP93
ARQUITECTURA TCP/IP
IP
HARDWARE
INTERFAZ DE REDARP RARP
Protocolos entre
Routers Avanzados (OSPF)
ICMP
Interfaz de usuario
Interfaz de usuario
Interfaz de usuario
Interfaz de usuario
(WWW)
TELNET FTP SMTP HTTP ....
TCP UDP
NFS...........RPC .... ....
DNS SNMP TFTP
94
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP94
Aplicaciones TCP/IPCorreo electrónico (SMTP: Simple Mail Transfer Protocol)
LAN INTERNET
Buzón
Envío de correo (SMTP)
Acceso al buzón
SMTP
TCP
IP
25
Agente de usuario
SMTP
LAN
Buzón
Envío de correo (SMTP)
Acceso al buzón
SMTP
Agente de usuario
95
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP95
Aplicaciones TCP/IPArquitectura cliente/servidor POP3 (Post Office Version 3)
LAN INTERNET
Buzón
Envío de correo (SMTP)
Agente de usuario
SMTP
LAN
Buzón
Envío de correo (SMTP)
SMTP
Agente de usuario
TCP
ClientePOP3
IP
TCP
ServidorPOP3
110
IP
Acceso al buzón (vía POP3)
Acceso al buzón (recoger correo)
SMTP
TCP
IP
25
96
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP96
Aplicaciones TCP/IPArquitectura Cliente/servidor IMAP4 (Internet Message Access
Protocol Rev 4)
LAN INTERNET
Buzón
Envío de correo (SMTP)
Agente de usuario
SMTP
LAN
Buzón
Envío de correo (SMTP)
SMTP
Agente de usuario
TCP
ClienteIMAP4
IP
TCP
ServidorIMAP4
220
IP
Acceso al buzón (vía POP3/IMAP4 o Telnet)
Gestión del
buzón
97
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP97
CORREO ELECTRÓNICO TCP/IP
Mensaje MIME
Texto
Audio
Imagen
Vídeo
RFC-822
MIME RFC-1345Cuerpo
delmensaje
Cabeceradel
mensaje
98
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP98
TELNETProtocolo de Acceso Remoto
Telnet
TCP
IP
Telnet
TCP
IP
23
> telnet x.x.x.xlogin: uuuuuPassword:$
Internet
99
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP99
TELNETProtocolo NVT (Network Virtual Terminal)
Telnet
TCP
IP
23
Formato NVTTerminalReal
Servidor
TerminalVirtual
100
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP100
FTP (FILE TRANSFER PROTOCOL)
Protocolo de Transferencia de Ficheros
TCP
IP
TCP
IP
Módulode
transferenciade datos
Módulode
control
Módulode
transferenciade datos
Módulode
control
Internet
Cliente ftp Servidor ftp
2021
Controlde la
conexión
Conexiónde datos
101
LSIISFIM
ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP101
FTPEjemplos de Comandos de Control
Cliente ftp Servidor ftp
Internet
> ftp x.x.x.xlogin: uuuuuPassword:ftp> put fichero200 PORT commandsuccessful150 Opening BINARYmode data connectionfor fichero...ftp>quit
> ftp x.x.x.xlogin: uuuuuPassword:ftp> get fichero200 PORT commandsuccessful150 Opening BINARYmode data connectionfor fichero...ftp>quit
102
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ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP102
TFTP (TRIVIAL FILE TRANSFER PROTOCOL)
Protocolo Simple de Transferencia de Ficheros
Internet
tftp
UDP
IP
tftp
UDP
IP
69Cliente
tftp
Servidortftp
512 octetos de datos
103
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ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP103
NFS (Network File System)Compartición de Ficheros en Red
Cliente (disco local)
HGI
A BC
Servidor (disco local)
A BC
Aplicación
Virtual File System
S.O.local
Cliente NFS
IP
TCP o UDP
NFSRPC/XDR
Virtual File System
S.O.local
Servidor NFS
IP
TCP o UDP
NFS
RPC/XDR
104
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ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP104
DNS (DOMAIN NAME SYSTEM)Resolución de Direcciones Simbólicas en Numéricas
DNS
UDPIP
53DNS
UDPIP
ClienteDNS
Servidor de
Nombres(DNS)
Servidor de
Nombres(DNS)
>telnet etsit.upm.esTrying 138.100.17.10
etsit.upm.es etsit.upm.esSOLICITUD
138.100.17.10 RESPUESTA 138.100.17.10 RESPUESTA
SOLICITUD
105
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ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP105
WORLD WIDE WEB (WWW)Servicio Distribuido de Presentación de Información
Web
TCPIP
Internet
Web
TCPIP
80ClienteWeb
ServidorWeb
HTTP (HyperText Transfer Protocol)HTML (HyperText Markup Language)
Hiperenlaces
106
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ARQUITECTURA DE REDES DE
COMUNICACIONES
ARQUITECTURA TCP/IP106
SNMP (Simple Network Management Protocol)
Gestión de Red TCP/IP
Aplicaciónde Gestión
Gestor SNMP
Solicitudes Respuesta Suceso
UDP161 162
IP
Sistema SNMP gestor
Aplicaciónde Gestión
Agente SNMP
Solicitudes
Respuesta
Suceso
UDP161
IP
Sistema SNMP gestionado
MIB
Management Information
Base
CLIENTE (Gestor SNMP) SERVIDOR (Agente SNMP)
Manipulación de objetos SNMP
Mensajes SNMP