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Redes 3-1Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Tema 3
El Nivel de Red en Internet
Rogelio MontañanaDepartamento de Informática
Universidad de Valenciarogelio.montanana@uv.es
http://www.uv.es/~montanan/
Redes 3-2Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Sumario
• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control y resolución de direcciones• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-3Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Nivel de red en Internet
• El Nivel de Red en Internet está formado por el protocolo IP y por una serie de protocolos auxiliares:– Protocolos de control: ICMP e IGMP (multicast)– Protocolos de resolución de direcciones: ARP, RARP,
BOOTP y DHCP– Protocolos de routing: RIP, OSPF, IS-IS, IGRP, EIGRP,
BGP, etc.
• Todos los protocolos auxiliares hacen uso de IP para transmitir la información. La única excepción a esta regla son los protocolo ARP y RARP
Redes 3-4Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Sumario
• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control y resolución de direcciones• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-5Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Versiones de IP
• Actualmente el 99,9% de la Internet utiliza la versión 4 del protocolo IP, llamada IPv4
• El 0,1% restante utiliza la versión 6 (IPv6)
• Se prevé que en el futuro toda la Internet evolucione hacia IPv6.
• No se está utilizando ninguna otra versión del protocolo IP
Redes 3-6Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Versión: siempre vale 4
Longitud Cabecera: en palabras de 32 bits (mínimo 5, máximo 15)
DS (Differentiated Services): Para Calidad de Servicio
Longitud total: en octetos, máximo 65535 (incluye la cabecera)
Campos de Fragmentación: Identificación, DF, MF, Desplaz. Fragmento
Tiempo de vida (TTL): cuenta saltos hacia atrás (se descarta cuando es cero)
Protocolo: indica a que protocolo pertenece el contenido del paquete (los datos)
Checksum: sirve para comprobar la integridad de la cabecera, pero no de los datos
Direcciones de origen y destino: De 32 bits, se mantienen inalteradas durante la vida del paquete
Opciones: si las hay deben tener una longitud múltiplo de 4 octetos
32 bits
Cabecera de un datagrama IPv4
Versión Lon. Cab. DS (DiffServ) Longitud Total
Identificación Res. DF MF Desplazam. de Fragmento
Tiempo de vida (TTL) Protocolo Checksum
Dirección de origen
Dirección de destino
Opciones (de 0 a 40 octetos)
Redes 3-7Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Valor Protocolo Descripción
1 ICMP Internet Control Message Protocol
2 IGMP Internet Group Management Protocol
3 GGP Gateway-to-Gateway Protocol
4 IP IP en IP (encapsulado)
5 ST Stream
6 TCP Transmission Control Protocol
8 EGP Exterior Gateway Protocol
17 UDP User Datagram Protocol
29 ISO-TP4 ISO Transport Protocol Clase 4
80 CLNP Connectionless Network Protocol
88 IGRP Interior Gateway Routing Protocol
89 OSPF Open Shortest Path First
Algunos de los posibles valores del campo Protocolo
Redes 3-8Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Opción Función Máx. Ej.
Windows
Ej. Linux
Record route Va anotando en la cabecera IP la ruta seguida por el datagrama
9 Ping –r Ping -R
Timestamp Va anotando la ruta y además pone una marca de tiempo en cada salto
4 Ping –s
Strict source
routing
La cabecera contiene la ruta paso a paso que debe seguir el datagrama
9 Ping –k
Loose source
routing
La cabecera lleva una lista de routers por los que debe pasar el datagrama, pero puede pasar además por otros
9 Ping -j
El límite de 9 direcciones lo fija el tamaño máximo del campo opciones. En la opción Timestamp este valor se reduce a 4 porque cada salto anotado ocupa 8 octetos (4 de la dirección y 4 del timestamp)
Opciones de la cabecera IP
Redes 3-9Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Sumario
• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control y resolución de direcciones• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-10Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Formato de las direcciones IPv4
• Las direcciones IPv4 están formadan por 4 bytes, que se representan por cuatro dígitos decimales. Ej.: 147.156.135.22
• Las direcciones tienen dos partes, la parte red y la parte host.
• Las direcciones se dividen en tres clases (A, B ó C). La clase establece que parte de la dirección es de la red y que parte al host.
• Existen dos clases especiales, D y E, que no se asignan nunca a hosts. Las direcciones de clase D se utilizan para transmisiones multicast y las E no se utilizan, están reservadas.
Redes 3-11Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Red (128) Host (16777216)
10 Red (16384) Host (65536)
110 Red (2097152) Host (256)
1111 Reservado
1110 Grupo Multicast (268435456)
Clase
A
B
C
D
E
Rango
0.0.0.0127.255.255.255
128.0.0.0191.255.255.255
192.0.0.0223.255.255.255
224.0.0.0239.255.255.255
240.0.0.0255.255.255.255
32 bits
Clases de direcciones IPv4
0
Redes 3-12Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Enrutamiento
• Cuando un host tiene que enviar un paquete compara la dirección de destino con la suya.
• Si la parte de red coincide sabe que el destino está en su misma red (es decir en su misma LAN) y le envía el paquete directamente.
• Si la parte de red no coincide entonces envía el paquete a su router por defecto (puerta de enlace en windows, default gateway en Linux). El router por defecto se encarga de enviar el paquete a su destino
Redes 3-13Universidad de Valencia Rogelio Montañana
IP: 193.146.62.12Rtr. 193.146.62.1
IP: 193.146.62.215Rtr: 193.146.62.1
147.156.0.1
IP: 147.156.145.17Rtr: 147.156.0.1
LAN A 147.156.0.0 (Clase B)
LAN C 193.146.62.0
(Clase C)
LAN B 213.15.1.0 (Clase C)
193.146.62.1
213.15.1.1
IP: 213.15.1.2Rtr: 213.15.1.1
IP: 213.15.1.3Rtr: 213.15.1.1
El router encamina los paquetes según su dirección de destino. El router podría ser un PC con tres tarjetas Ethernet que tienen asignadas esas direcciones y con capacidad de conmutar paquetes entre ellas (en Linux esto se consigue
activando el ‘IP forwarding’).
Un router conectando tres LANs
IP: 147.156.24.12Rtr: 147.156.0.1
La dirección IP de este hostSu router por defecto
Redes 3-14Universidad de Valencia Rogelio Montañana
202.1.1.2Rtr 202.1.1.1 202.1.1.1
202.1.1.3Rtr 202.1.1.1
203.1.1.2
203.1.1.3Rtr 203.1.1.1
203.1.1.1
203.1.1.4Rtr 203.1.1.1
204.1.1.1
204.1.1.2Rtr 204.1.1.1
204.1.1.3Rtr 204.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
LAN A 202.1.1.0 (Clase C)
LAN B 203.1.1.0 (Clase C)
LAN C 204.1.1.0 (Clase C)
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
Dos routers conectando tres LANs
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
X
Y
H1
H2
Las rutas son necesarias para que X e Y sepan como llegar a la LAN remota (C
para X, A para Y)
Redes 3-15Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Definición de rutas en hosts
H1 (ruta por defecto):
windows: linux:
H2 (rutas explícitas):
windows:
linux:
Ver rutas:
windows: linux:
Borrar una ruta:
windows: linux:
route add 0.0.0.0 202.1.1.1route add default gw 202.1.1.1
route add 202.1.1.0 mask 255.255.255.0 203.1.1.1route add 204.1.1.0 mask 255.255.255.0 203.1.1.2route add -net 202.1.1.0 netmask 255.255.255.0 gw 203.1.1.1route add -net 204.1.1.0 netmask 255.255.255.0 gw 203.1.1.2
route printroute
route delete 202.1.1.0route del –net 202.1.1.0 gw 203.1.1.1 netmask 255.255.255.0
Redes 3-16Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Rutas en H1 (202.1.1.2):
> route -nRouting tablesDestination Gateway Flags Refcnt Use Interface
127.0.0.1 127.0.0.1 UH 4 34928 lo0Default 202.1.1.1 UG 76 2375425 le0202.1.1.0 202.1.1.2 U 45 2319834 le0
Rutas en H2 (203.1.1.3):
> route -nRouting tablesDestination Gateway Flags Refcnt Use Interface
127.0.0.1 127.0.0.1 UH 3 27394 lo0202.1.1.0 203.1.1.1 U 27 1945827 le0203.1.1.0 203.1.1.3 U 43 2837192 le0204.1.1.0 203.1.1.2 U 37 1392847 le0
Flags: U: ruta operativa (Up) G: Ruta gateway (router) H: Ruta host
Resultado del comando route en H1 y H2
Interfaz loopback
virtual
Interfaz Ethernet
Esta ruta se pone automáticamente al dar la dir. IP de la interfaz Ethernet (comando ifconfig)
Redes 3-17Universidad de Valencia Rogelio Montañana
LAN B 203.1.1.0
LAN A 202.1.1.0
LAN C 204.1.1.0
202.1.1.2Rtr 202.1.1.1
202.1.1.3Rtr 202.1.1.1
203.1.1.3
204.1.1.2Rtr 204.1.1.1
204.1.1.3Rtr 204.1.1.1
202.1.1.1
203.1.1.1 203.1.1.2
204.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2 A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
202.1.1.4 204.1.1.4
Rtr 202.1.1.1
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
Host ‘multihomed’
X Y
H6 no enrutará paquetes entre A y C porque no es un router (no tiene activado el ‘IP
forwarding’). Cuando envíe un paquete a H1, H2 ó H5 lo mandará por α. Cuando lo envíe
a H3 ó H4 lo mandará por
H1
H2H4
H5
H3
H6
Redes 3-18Universidad de Valencia Rogelio Montañana
LAN B 203.1.1.0
LAN A 202.1.1.0
LAN C 204.1.1.0
202.1.1.2Rtr 202.1.1.1
202.1.1.3Rtr 202.1.1.4
203.1.1.3
204.1.1.2Rtr 204.1.1.1
204.1.1.3Rtr 204.1.1.4
202.1.1.1203.1.1.1 203.1.1.2
204.1.1.1
204.1.1.4202.1.1.4
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2 A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
A 203.1.1.0 por 202.1.1.1
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
Red mallada (con caminos alternativos)
H1
H2H4
H5
H3X Y
ping 204.1.1.2
Z
Redes 3-19Universidad de Valencia Rogelio Montañana
165.12.0.2Rtr 165.12.0.1
165.12.0.1
165.12.0.3Rtr 165.12.0.1
192.168.2.1
A 213.1.1.0 por 192.168.2.2
LAN A165.12.0.0
LAN B213.1.1.0
213.1.1.1
213.1.1.2Rtr 213.1.1.1
213.1.1.3Rtr 213.1.1.1
192.168.2.2
A 165.12.0.0 por 192.168.2.1
Red 192.168.2.0
Enlace WAN: conexión mediante una línea serie o punto a punto
X
Y
Redes 3-20Universidad de Valencia Rogelio Montañana
165.12.0.1 192.168.2.1
A 207.1.1.0 por 192.168.1.2A 213.1.1.0 por 192.168.2.2A 215.1.1.0 por 192.168.3.2
LAN A165.12.0.0
LAN C213.1.1.0
213.1.1.1192.168.2.2
A 0.0.0.0 por 192.168.2.1
LAN B207.1.1.0
LAN D215.1.1.0
A 0.0.0.0 por 192.168.3.1
A 165.12.0.0 por 192.168.1.1A 213.1.1.0 por 192.168.1.1A 215.1.1.0 por 192.168.1.1
192.168.3.1
192.168.3.2
192.168.1.1
192.168.1.2
207.1.1.1
215.1.1.1 Ruta por defecto
Ejemplo de uso de la ruta por defecto
X
Y
W
Z
Redes 3-21Universidad de Valencia Rogelio Montañana
193.146.62.7Rtr
193.146.62.1
193.146.62.1
193.146.62.12Rtr
193.146.62.1
147.156.13.5Rtr 147.156.0.1
147.156.0.1
147.156.24.12Rtr 147.156.0.1
Internet192.168.0.1
192.168.0.2192.168.1.2
A 0.0.0.0 por 192.168.0.2
A 193.146.62.0 por 192.168.0.1A 0.0.0.0 por 192.168.1.1
192.168.1.1
Oficina Principal
147.156.0.0
Sucursal 193.146.62.0
A 147.156.0.0 por 192.168.1.2A 193.146.62.0 por 192.168.1.2..................................................................................................
Conexión a Internet de una oficina principal y su sucursal
X
YZ
Redes 3-22Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Dirección Significado Ejemplo
255.255.255.255 Broadcast en la propia red o subred
0.0.0.0 Identifica al host que envía el datagrama
Usado en BOOTP
Parte Host a ceros
Identifica una red 147.156.0.0
Parte Host a unos
Broadcast en una red 147.156.255.255
Parte Red a ceros
Identifica un host en la red en que estamos (la que sea)
0.0.1.25
127.0.0.1 Dirección Loopback (para pruebas)
Direcciones IP especiales
La primera y la última direcciones de una red están siempre reservadas
Redes 3-23Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Red o rango Uso
127.0.0.0 Reservado (fin clase A)
128.0.0.0 Reservado (ppio. Clase B)
191.255.0.0 Reservado (fin clase B)
192.0.0.0 Reservado (ppio. Clase C)
224.0.0.0 Reservado (ppio. Clase D)
240.0.0.0 – 255.255.255.254 Reservado (clase E)
10.0.0.0 Privado
172.16.0.0 – 172.31.0.0 Privado
192.168.0.0 – 192.168.255.0 Privado
Direcciones IP reservadas y privadas (RFC 1918)
Redes 3-24Universidad de Valencia Rogelio Montañana
172.16.1.10
NAT
172.16.1.2
Empresa X172.16.0.0
147.156.1.2
Utilidad de las direcciones privadas
Empresa Y147.156.0.0
Internet
147.156.1.10
NAT
147.156.1.10
130.15.12.27202.34.98.10
152.48.7.5
172.16.1.1
Rtr 172.16.1.1
Rtr 172.16.1.1
147.156.1.1
Rtr 147.156.1.1
Rtr 147.156.1.1
A B
X e Y montan redes IP aisladas. X decide utilizar direcciones privadas. Y utiliza
direcciones públicas.
NAT: Network Address Translation (Traducción de direcciones)
Redes 3-25Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Sumario
• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control y resolución de direcciones• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-26Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Subredes
• Nivel jerárquico intermedio entre red y host, Dividen una red en partes más pequeñas
• Permiten ‘pasar’ unos bits de la parte host a la parte red. La separación red/host ahora ya no viene marcada por la clase
• Sirven para establecer una estructura jerárquica. Una red compleja (con subredes) es vista desde fuera como una sola red.
• Para indicar donde está la frontera red/host se utiliza un parámetro de 32 bits denominado máscara
Redes 3-27Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Vamos a dividir la red 140.140.0.0 (clase B) en 256 subredes.
Red original:
Red (140.140) Host
16 bits 16 bits
Máscara de 16 bits: 11111111 . 11111111 . 00000000 . 00000000
255 . 255 . 0 . 0
Ejemplo de división en subredes
Red subdividida:
Red (140.140) Subred Host
16 bits 8 bits
Máscara de 24 bits: 11111111 . 11111111 . 11111111 . 00000000
255 . 255 . 255 . 0
8 bits
Redes 3-28Universidad de Valencia Rogelio Montañana
140.140.15.1/24
140.140.15.5/24Rtr 140.140.15.1
140.140.15.12/24Rtr: 140.140.15.1
140.140.13.5/24Rtr 140.140.13.1
140.140.13.1/24
140.140.13.12/24Rtr 140.140.13.1
Internet
192.168.0.1/24
192.168.0.2/24192.168.1.2/24
A 0.0.0.0/0 por 192.168.0.2
A 140.140.15.0/24 por 192.168.0.1A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.1
192.168.1.1/24
Oficina Principal
140.140.13.0/24
Sucursal 140.140.15.0/24
A 140.140.0.0/16 por 192.168.1.2....................................................................................................
Conexión a Internet de oficina principal y sucursal configurando subredes
X
YZ
Redes 3-29Universidad de Valencia Rogelio Montañana
El problema de la primera y la última direcciones de cada subred
• Red 140.140.0.0/16 máscara 255.255.0.0.• Si la dividimos con máscara /24 obtenemos 256 subredes, cada una con 256
direcciones. En cada subred:– La primera dirección identifica cada subred– La última dirección es la de broadcast en esa subred.
• Para evitar conflictos no se deben asignar a hosts ni la primera ni la última direcciones de cada subred
• En realidad disponemos pues de 254 direcciones por subred, no 256.• Esta restriccíón es SIEMPRE DE OBLIGADO CUMPLIMIENTO
Subred Dir. Subred Dir. Broadcast Rango asignable
140.140.0.0/24 140.140.0.0 140.140.0.255 140.140.0.1 – 140.140.0.254
140.140.1.0/24 140.140.1.0 140.140.1.255 140.140.1.1 – 140.140.1.254
140.140.2.0/24 140.140.2.0 140.140.2.255 140.140.2.1 – 140.140.2.254
… … … …
140.140.255.0/24
140.140.255.0 140.140.255.255
140.140.255.1 – 140.140.255.254
Redes 3-30Universidad de Valencia Rogelio Montañana
El problema de la primera y la última subredes de cada red
• Red 140.140.0.0/16 máscara 255.255.0.0.• Si la dividimos con máscara /24 obtenemos 256 subredes. De estas:
– La primera subred se identifica por la dirección 140.140.0.0, la misma que la red completa
– La dirección de broadcast de la última subred es 140.140.255.255, que coincide con la dirección de broadcast de la red completa
• Para evitar ambigüedades la norma dice que la primera y última subredes no se deben utilizar
• Sin embargo esta regla NO SIEMPRE ES DE OBLIGADO CUMPLIMIENTO.
• Los equipos actuales (routers y hosts) normalmente permiten utilizar la primera y la última subred. A veces lo permiten por defecto, otras hay que indicarlo en la configuración. Por ejemplo el software de Cisco (IOS) antes de la versión 11 requería poner en la configuración el comando ‘subnet-zero’ para poder usar la primera y la última subred. A partir de la versión 11 lo tiene puesto por defecto
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Las máscaras de subred pueden no ser bytes enteros. Por ejemplo si usamos dos bits de subred dividiremos la red en cuatro subredes:
140 . 140 Subred Host
16 bits 2 bits 14 bits
Bits subred Subred Máscara Rango asignable
00 (0) 140.140.0.0/18 255.255.192.0 140.140.0.1 – 140.140.63.254
01 (64) 140.140.64.0/18 255.255.192.0 140.140.64.1 – 140.140.127.254
10 (128) 140.140.128.0/18 255.255.192.0 140.140.128.1 – 140.140.191.254
11 (192) 140.140.192.0/18 255.255.192.0 140.140.192.1 – 140.140.255.254
Máscara: 11111111 . 11111111 . 11 000000 . 00000000
255 . 255 . 192 . 0
Máscaras que no son múltiplo de 8
Estas solo son utilizables si se aplica ‘subnet-zero’
Redes 3-32Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Si en vez de usar dos bits de subred los usamos todos menos dos tendremos muchas subredes muy pequeñas:
140 . 140 Subred Host
16 bits 14 bits 2 bits
Máscara: 11111111 . 11111111 . 11111111 . 111111 00
255 . 255 . 255 . 252
‘Mini-redes’
En el caso de una red clase B obtenemos 16382 subredes (16384 si podemos usar subnet-zero) cada una con cuatro direcciones, de las cuales solo pueden usarse dos. Estas son las redes más pequeñas que pueden hacerse. Se suelen utilizar en enlaces punto a punto.
Subred 1 Subred 2 Subred 3 Subred 4 Subred 16383 Subred 16384
140.140.0.0 140.140.0.4 140.140.0.8 140.140.0.12
… 140.140.255.248
140.140.255.252
140.140.0.1 140.140.0.5 140.140.0.9 140.140.0.13
… 140.140.255.249
140.140.255.253
140.140.0.2 140.140.0.6 140.140.0.10
140.140.0.14
… 140.140.255.250
140.140.255.254
140.140.0.3 140.140.0.7 140.140.0.11
140.140.0.15
… 140.140.255.251
140.140.255.255
Direcciones de broadcast
(no usar)
Direcciones de subred (no usar)
Primera subred(usar solo si ‘subnet-zero’)
Última subred(usar solo si ‘subnet-zero’)
Redes 3-33Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Especificación de la máscara
• Se especifica la máscara:– En las direcciones de interfaz (host o router). Si el equipo tiene
varias interfaces cada una debe tener una dirección diferente, la máscara pues ser la misma o no
– Al configurar una ruta, para indicar a que ámbito o rango de direcciones se aplica
• No se especifica máscara:– Cuando se indica el router por defecto en un equipo (host o router)– Cuando se indica la dirección de destino en una ruta
• Los paquetes IP no llevan escrita en la cabecera ninguna máscara, solo llevan la dirección de destino
Redes 3-34Universidad de Valencia Rogelio Montañana
158.42.20.12255.255.255.0
Rtr: 158.42.20.1
158.42.20.1255.255.255.0
158.42.30.1255.255.255.0
158.42.30.12255.255.255.0
Rtr: 158.42.30.1
A 158.42.30.0 255.255.255.0 por 192.168.1.2
192.168.1.1255.255.255.252
192.168.1.2255.255.255.252
A 158.42.20.0 255.255.255.0 por 192.168.1.1
‘Mini-red’ (subred de cuatro direcciones) máscara de 30 bits (rango 192.168.1.0 - 192.168.1.3)
Enlace punto a punto usando subredes
LAN A 158.42.20.0
255.255.255.0
LAN B 158.42.30.0
255.255.255.0
X Y
Llevan máscara No llevan
máscara
En las interfaces la parte host de la dirección nunca puede ser toda cero ni toda unos (255)
En las rutas la parte host de la dirección siempre debe ser cero
Redes 3-35Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Restricciones de las máscaras
• Los bits a 1 siempre han de estar contiguos empezando por la izquierda. No está permitida por ejemplo la máscara 255.255.0.255.
• Los únicos valores que pueden aparecer en cualquier octeto de una máscara son por tanto:
Bits de máscara (n)
Binario Decimal
0 00000000 0
1 10000000 0 + 128 = 128
2 11000000 128 + 64 = 192
3 11100000 192 + 32 = 224
4 11110000 224 + 16 = 240
5 11111000 240 + 8 = 248
6 11111100 248 + 4 = 252
7 11111110 252 + 2 = 254
8 11111111 254 + 1 = 255
Máscara (n) = máscara (n-1) + 128/2n-1
Redes 3-36Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Bits
subred
Nº
subredes
Nº subredes (subnet zero)
Bits host
Nº hosts
Máscara Último byte de la máscara en binario
0 0 0 8 254 255.255.255.0 00000000
1 0 2 7 126 255.255.255.128 10000000
2 2 4 6 62 255.255.255.192 11000000
3 6 8 5 30 255.255.255.224 11100000
4 14 16 4 14 255.255.255.240 11110000
5 30 32 3 6 255.255.255.248 11111000
6 62 64 2 2 255.255.255.252 11111100
7 126 128 1 0 255.255.255.254 11111110
8 254 256 0 0 255.255.255.255 11111111
Posibles subredes de una red clase C
Redes 3-37Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Máscaras de tamaño variable
• A menudo interesa dividir una red en subredes de diferentes tamaños.
• Para esto se utilizan máscaras de tamaño variable, es decir la parte red y la parte host no son iguales en todas las subredes
• Aunque las subredes pueden tener diferente tamaño no pueden solaparse
• La visión que tenemos de las subredes puede variar. Por ejemplo lo que en un sitio de la red se ve como una subred grande puede dividirse en otras más pequeñas cuando nos acercamos
Redes 3-38Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejemplo de subredes con máscara de tamaño variable
Subred Máscara Subred/bits
16 Subredes de
256 direcciones
cada una
156.134.0.0 255.255.255.0 156.134.0.0/24
156.134.1.0 255.255.255.0 156.134.1.0/24
156.134.2.0 255.255.255.0 156.134.2.0/24
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
156.134.15.0 255.255.255.0 156.134.15.0/24
16 Subredes de
1024 direcciones
cada una
156.134.16.0 255.255.252.0 156.134.16.0/22
156.134.20.0 255.255.252.0 156.134.20.0/22
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
156.134.76.0 255.255.252.0 156.134.76.0/22
3 Subredes de
4096 direcciones
cada una
156.134.80.0 255.255.240.0 156.134.80.0/20
156.134.96.0 255.255.240.0 156.134.96.0/20
156.134.112.0 255.255.240.0 156.134.112.0/20
Una subred de
32768 direcciones
156.134.128.0 255.255.128.0 156.134.128/17
Redes 3-39Universidad de Valencia Rogelio Montañana
140.140.9.0/24
Internet
Configuración de subredes con máscara de long. variable y estructura jerárquica
140.140.6.0/23140.140.4.0/23
140.140.8.0/24
A 140.140.0.0/16 por 10.0.0.2
10.0.0.1/30
10.0.0.2/30
140.140.0.0/22
10.0.0.5/30
10.0.0.6/30
10.0.0.9/30
10.0.0.10/30
10.0.0.13/30
10.0.0.14/30
10.0.0.17/30
10.0.0.18/30
A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.17
A 140.140.9.0/24 por 10.0.0.18A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.5
A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.13
A 140.140.6.0/23 por 10.0.0.14A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.9
A 140.140.4.0/22 por 10.0.0.10A 140.140.8.0/23 por 10.0.0.6
A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.1
E
A
D
CBX
Agregación de rutas
Redes 3-40Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Rutas host• La ruta por defecto (A 0.0.0.0/0 por …) es la ruta más
general posible, pues al tener máscara de 0 bits abarca todas las direcciones. Esta ruta solo se aplica como último recurso, cuando la dirección de destino no encaja en ninguna de las rutas definidas
• El extremo opuesto a la ruta por defecto son las rutas con máscara de 32 bits. Estas solo sirven para una dirección de destino concreta, por eso se les llama rutas host.
• Se suelen utilizar para marcar ‘excepciones’, por ejemplo cuando un host esta fuera de su LAN habitual
• Cuando un router tiene que aplicar la tabal de rutas a un paquete siempre las ordena por la longitud de su máscara, empezando por la más larga. De este modo se asegura que las rutas host se tratarán en primer lugar y la ruta pro defecto en último lugar.
Redes 3-41Universidad de Valencia Rogelio Montañana
158.42.20.12/24
158.42.20.1/24 158.42.30.1/24
158.42.30.12/24
158.42.40.25/24158.42.30.25/32
A 158.42.30.0/24 por 192.168.1.2A 158.42.40.0/24 por 192.168.1.6A 158.42.30.25/32 por 192.168.1.6
192.168.1.1/30
192.168.1.2/30
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.1A 158.42.30.25/32 por 192.168.1.1
192.168.1.5/30
TokenRing
192.168.1.6/30
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.5A 158.42.30.25/32 por 158.42.40.25
158.42.40.1/24
Ejemplo de ruta host
Host multihomed
virtual
X Y
Z
W
LAN A 158.42.20.0/24
LAN B 158.42.30.0/24
LAN C 158.42.40.0
255.255.255.0
Este host tiene dos dir. IP sobre la misma interfaz, una de su LAN original y otra de
la LAN visitada
Redes 3-42Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Asignación de direcciones IP• Inicialmente la aisgnación de direcciones IP la realizaba el DDN NIC
(Department of Defense Network Network Information Center) de forma centralizada
• A principios de los 90 se decidió descentralizar esta función creando los llamados RIR (Regional Internet Registry). El primero se constituyó en Europa y se llamó RIPE. Actualmente hay 5 en todo el mundo
• Los RIR dependen del IANA (Internet Assignment Number Authority)• Los RIR dan direcciones a los proveedores grandes (los de primer nivel,
llamados ‘tier-1’)• Los proveedores pequeños (tier-2 a tier-n) obtienen sus direcciones e los
proveedores tier-1• Las organizaciones obtienen direcciones del proveedor que les da
conectividad• Cada RIR dispone de una base de datos (whois) para búsqueda de
direcciones IP
Redes 3-43Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Organización de los Registros Regionales
Registro Regional Área geográfica
ARIN (American Registry for Internet Numbers) www.arin.net
•EEUU y Canadá
•África Subsahariana
•Resto del mundo
APNIC (Asia Pacific Network Information Centre) www.apnic.net
•Asia oriental
•Pacífico
RIPE (Réseaux IP Européenes) www.ripe.net •Europa
•Medio Oriente
•Asia Central
•África Sahariana
LACNIC ( Latin American and Caribbean Network Information Center) www.lacnic.net
•América y el Caribe (excepto EEUU y Canadá)
AFRINIC (African Network Information Center) www.afrinic.net (en proceso de creación)
•África
Redes 3-44Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Problemas del sistema de clases• Problema 1: Tamaños poco adecuados para la mayoría de
organizaciones:– Clases A hace mucho tiempo que no se asignan. – Clases B demasiado grandes para la mayoría de organizaciones– Clases C demasiado pequeñas
• Casi todos optan por pedir clase B, aunque les sobre. Consecuencia: rápido agotamiento del espacio disponible.
• Solución 1: asignar para las tallas intermedias varias clases C• Problema 2: las tablas de rutas crecen mucho más deprisa, • Solución 2: asignar grupos de clases C agregables, que puedan
referenciarse por una máscara común, de forma que todo el grupo pueda compartir la misma ruta
• Así se pueden asignar redes de cualquier tamaño, siempre que sea potencia entera de 2 (256, 512, 1024, etc.)
• Este mecanismo se aplica no solo al rango de clase C sino también al rango libre de clase A y B. En la práctica significa abolir el sistema de clases
Redes 3-45Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Sistema sin clases o ‘classless’ (I)
• Supongamos que una organización necesita 2048 direcciones. Le damos la red 195.100.16.0/21 (máscara 255.255.248.0)
• De este modo una ruta es suficiente para acceder a toda la red
• Esto incluye ocho redes ‘clase C’, desde la 195.100.16.0/24 hasta la 195.100.23.0/24
• Cuando se aplica al rango de clase C el sistema classless equivale a mover hacia la izquierda la separación red/host. Cuando hacíamos subredes lo movíamos hacia la derecha, por eso a veces esto se conoce como hacer ‘superredes’:
Red Host
SubredesSuperredes
Redes 3-46Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Sistema sin clases o ‘classless’ (II)• El sistema ‘classless’ no afecta a las clases D y E, que
mantienen el mismo significado• El sistema ‘classless’ se definió en el RFC 1466 en 1993• El RFC 1466 establecía además un sistema de asignación
de direcciones con criterio geográfico (hasta entonces se aplicaba un criterio cronológico)
• Cada RIR tiene un rango de direcciones que reparte entre los ISPs que lo solicitan. A su vez los ISPs dan direcciones a sus clientes siguiendo criterios geográficos, etc.
• De esta forma se reduce aún más el tamaño de las tablas de rutas. Este problema era almenos tan importante como el del agotamiento de direcciones
• El RFC 1466 se denomina CIDR (Classless InterDomain Routing)
Redes 3-47Universidad de Valencia Rogelio Montañana
• La asignación incial de direcciones a los RIR según CIDR era la siguiente:– Multi regional: 192.0.0.0 - 193.255.255.255 – Europa: 194.0.0.0 - 195.255.255.255– Otros: 196.0.0.0 - 197.255.255.255– Norteamérica: 198.0.0.0 - 199.255.255.255– Centro y Sudamérica: 200.0.0.0 - 201.255.255.255– Anillo Pacífico: 202.0.0.0 - 203.255.255.255– Otros: 204.0.0.0 - 207.255.255.255
• La agrupación geográfica de direcciones reduce el número de entradas en las tablas de rutas (esto es lo que desde hace mucho tiempo se viene haciendo en la red telefónica)
CIDR (RFC 1466)
Redes 3-48Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Asignación de direcciones y tarifas de APNIC
En RIPE lo mínimo que se asigna son redes /20 (4096 direcciones)
Redes 3-49Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Evolución de la tabla de rutas de Internet
Puesta en marcha de CIDR
Redes 3-50Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Actual reparto de direcciones IPv4 0-2 Reservado IANA
3 General Electric
4 BBN
5 IANA Reservado
6 Army Info.Sys.Ctr.
7 IANA Reservado
8 BBN
9 IBM
10 IANA Privado
11 DoD Intel Inf. Syst.
12 AT&T
13 Xerox
14 IANA Publico
15 HP
16 DEC
17 Apple
18 MIT
19 Ford
20 Comp. Sci. Corp.
21 DDN-RVN
22 Def. Inf. Syst. Agen.
23 IANA Reservado
24 ARIN
25 Royal Sign.&Radar
26 Def. Inf. Syst. Agen.
27 IANA Reservado
28 DSI-North
29-30 Def. Inf. Syst. Agen.
31 IANA Reservado
32 Norsk Informasjons.
33 DLA Syst. Aut. Ctr
34 Halliburton Comp.
35 MERIT Comp. Net.
36-37 IANA Reservado
38 Perf. Syst. Int.
39 IANA Reservado
40 Eli Lili & Company
41-42 IANA Reservado
43 Japan Inet
44 Am.Radio Dig.Com.
45 Interop Show Net.
46 BBN
47 Bell-Northern Res.
48 Prudential Sec. Inc.
49-50 IANA
51 Dept. Soc. Sec. UK
52 DuPont de Nemours
53 Cap Debis CCS
54 Merck & Co.
55 Boeing Comp. Serv.
56 US Postal Serv.
57 SITA
58-60 IANA Reservado
61 APNIC
62 RIPE NCC
63-69 ARIN
70-79 IANA Reservado
80-81 RIPE NCC
82-127 IANA Reservado
128-192 Varios Registros
193-195 RIPE NCC
196 Variso Registros
197 IANA Reservado
198 Varios registros
199-200 ARIN
201 Res. Cent-Sud Amer.
202-203 APNIC
204-209 ARIN
210-211 APNIC
212-213 RIPE NCC
214-215 US DOD
216 ARIN
217 RIPE NCC
218-221 APNIC
222-223 IANA Reservado
224-239 IANA Multicast
240-255 IANA Reservado
Redes 3-51Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Evolución de direcciones en IP
5 bits (RFC 1)
6 bits
8 bits
TCP 32 bits (RFC 675)
63 hosts en ARPANET
IP 32 bits (RFC 760)
Clases A, B, C (RFC 790)
CIDR (RFC 1518,1519)
IPv6 (RFC 1883)
1970 1980 1990 2000
RIPE
APNIC
ARIN LACNIC
DDN NIC
Redes 3-52Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Sumario
• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control y resolución de direcciones• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-53Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Protocolos de Control y resolución de direcciones
• Permiten realizar labores diversas:– ICMP (Internet Control Message Protocol):
mensajes de error y situaciones anómalas– ARP: Resolución de direcciones MAC– RARP, BOOTP, DHCP: Resolución de
direcciones IP– IGMP: Gestión de grupos multicast
Redes 3-54Universidad de Valencia Rogelio Montañana
ICMP
• Permite reportar diversas incidencias que pueden producirse en el envío de un datagrama.
• Todos los mensajes ICMP se envían en datagramas IP (valor 1 en el campo protocolo).
Redes 3-55Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Mensaje Explicación
Destination Unreachable (Destino inaccesible)
Red, host, protocolo o puerto (nivel de transporte) inaccesible o desconocido
Datagrama con bit DF puesto no cabe en la MTU
Source quench (apagar la fuente)
Ejerce control de flujo sobre el emisor en casos de congestión. No se utiliza.
Echo request y Echo reply
Sirve para comprobar la comunicación (comando ping).
Time exceeded (Tiempo excedido)
Datagrama descartado por agotamiento del TTL (usado en comando traceroute)
Redirect (Cambio de ruta)
El router nos sugiere un camino más óptimo
Principales mensajes de ICMP
Redes 3-56Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Iluso_$ ping –s www.uv.es 64 4PING video.ci.uv.es: 64 bytes packets64 bytes from 147.156.1.46: icmp_seq=0. time=1. ms 64 bytes from 147.156.1.46: icmp_seq=1. time=1. ms 64 bytes from 147.156.1.46: icmp_seq=2. time=1. ms 64 bytes from 147.156.1.46: icmp_seq=3. time=1. ms ---video.ci.uv.es PING Statistics ----4 packets transmitted, 4 packets receivded, 0% packet lossRound-trip (ms) min/avg/max = 1/1/1
Iluso_$ ping –s www.cmu.edu 64 4PING server.andrew.cmu.edu: 64 bytes packets64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=0. time=287. ms64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=1. time=290. ms 64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=2. time=285. ms 64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=3. time=277. ms ---server.andrew.cmu.edu PING Statistics ----4 packets transmitted, 4 packets receivded, 0% packet lossRound-trip (ms) min/avg/max = 277/285/290
ICMP ECHO REQUEST y ECHO REPLY
Comando PING
Por cada paquete enviado se recibe una respuesta. El tiempo indicado es el de ida y vuelta
Redes 3-57Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Iluso_$ traceroute www.uniovi.estraceroute to dana.vicest.uniovi.es (156.35.34.1), 30 hops max,
40 byte packets 1 cisco.ci.uv.es (147.156.1.11) 3 ms 3 ms 2 ms 2 A1-0-2.EB-Valencia1.red.rediris.es (130.206.211.181) 2 ms 2 ms 2 ms 3 A1-0-2.EB-Madrid1.red.rediris.es (130.206.224.5) 8 ms 7 ms 7 ms 4 A3-0-1.EB-Oviedo1.red.rediris.es (130.206.224.34) 22 ms 17 ms 17 ms 5 rcpd02.net.uniovi.es (156.35.11.205) 16 ms 17 ms 16 ms 6 156.35.12.253 (156.35.12.253) 20 ms 19 ms 19 ms 7 rest34.cpd.uniovi.es (156.35.234.201) 24 ms 26 ms 26 ms 8 dana.vicest.uniovi.es (156.35.34.1) 28 ms 28 ms 28 msIluso_$
Comando Traceroute
ICMP TIME EXCEEDED
Redes 3-58Universidad de Valencia Rogelio Montañana
202.1.1.2Rtr 202.1.1.1
202.1.1.1
202.1.1.3Rtr 202.1.1.1
203.1.1.2203.1.1.1
203.1.1.4
204.1.1.1
204.1.1.2Rtr 204.1.1.1
204.1.1.3Rtr 204.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
LAN A202.1.1.0
LAN B203.1.1.0
LAN C204.1.1.0
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
Ruta no óptima hacia LAN C
203.1.1.3
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
A 0.0.0.0 por 203.1.1.1
Uso del comando ICMP REDIRECT
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2Ruta añadida por ICMP REDIRECT
W
X Y
Z
Redes 3-59Universidad de Valencia Rogelio Montañana
> route -nRouting tablesDestination Gateway Flags Refcnt Use Interface
127.0.0.1 127.0.0.1 UH 6 62806 lo0Default 203.1.1.1 UG 62 2999087 le0203.1.1.0 203.1.1.4 U 33 1406799 le0
(recibido mensaje ICMP REDIRECT)
> route -nRouting tablesDestination Gateway Flags Refcnt Use Interface
127.0.0.1 127.0.0.1 UH 6 62806 lo0Default 203.1.1.1 UG 62 2999385 le0203.1.1.0 203.1.1.4 U 33 1406927 le0204.1.1.0 203.1.1.2 UGD 1 357 le0
Flags: U: ruta operativa (Up) G: Ruta gateway (router) H: Ruta host D: ruta dinámica
Efecto de ICMP REDIRECT sobre el host 203.1.1.4 anterior
Ruta añadida por ICMP redirect
Redes 3-60Universidad de Valencia Rogelio Montañana
132.15.1.2/16Rtr: 132.15.1.1
132.15.1.3/16Rtr: 132.15.1.1
200.1.1.2/24Rtr: 200.1.1.1
200.1.1.3/24Rtr: 200.1.1.1
200.1.1.1/24132.15.1.1/16
1. X quiere mandar un paquete a Y. Como está en otra red y X no tiene ruta para llegar a ella manda el paquete a su router por defecto, Z.
2. El router envía el datagrama a su destino, pero además envía un ICMP REDIRECT a X indicándole que Y está en su misma LAN, por lo que puede hablar directamente. Como consecuencia X incorpora en su tabla de rutas una entrada para indicar que la red B está accesible directamente (por eth0)
Router con dos direcciones IP en la misma interfaz
Otro ejemplo de uso de ICMP REDIRECT
Red A 132.15.0.0/16
Red B 200.1.1.0/24
X Y
Z
Redes 3-61Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Resolución de direcciones• Normalmente el paquete del nivel de red se ha de enviar en una trama
con una dirección de destino a nivel de enlace (p. ej. MAC en LANs). El emisor ha de saber que dirección de enlace le corresponde a la dirección de red para ponerla en la trama.
• Imaginemos que X quiere hacer ping a Y. Comparando la dir. IP de Y con la suya y con la máscara sabe que Y está en su misma LAN. Ha de meter el paquete IP en una trama (Ethernet por ejemplo) con una MAC de destino, pero no sabe cual poner.
147.156.1.1/16
147.156.1.4/16Rtr: 147.156.1.1
147.156.1.3/16Rtr: 147.156.1.1
147.156.1.2/16Rtr: 147.156.1.1
Internet
X Y Z130.206.211.5/30
A 0.0.0.0/0 por 130.206.211.6
W
Redes 3-62Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Resolución de direcciones
• Algunas soluciones empleadas para resolver el problema de la resolución de direcciones son las siguientes:– Fijar la dirección de enlace a partir de la de red. Ej.: en
DECNET la dir. MAC se construye a partir de la de red. (se usan direcciones MAC locales)
– Construir una tabla estática manual de conversión. Ej.: RDSI, X.25, FR, ATM.
– Crear una tabla dinámica que se mantiene de forma automática en un servidor en el que se registra cada equipo que se conecta a la red. Ej.: ATM.
– Lanzar una pregunta broadcast a la red para localizar al propietario de la dirección de red buscada. Solo se puede usar en redes broadcast.Ej.: Todas las LAN.
Redes 3-63Universidad de Valencia Rogelio Montañana
1. El usuario X teclea ‘ping 147.156.1.3’
2. X genera ARP request (broadcast): ¿quién es 147.156.1.3?
3. Todos (Y, Z y W) capturan la pregunta y ‘fichan’ a X, es decir le incluyen en su ARP cache (esta parte es opcional).
4. Y responde ARP reply (unicast) diciendo que él es ese (y su dir. MAC)
5. X recoge la respuesta, la pone en su ARP cache y envía el ping
• La entrada ARP en X caduca pasados unos 15 minutos de inactividad• Cuando el mensaje es para una dirección de fuera el ARP de X busca al router;
si el router ya estaba en su ARP cache X le envía el ping directamente, sin más.
147.156.1.1/16
147.156.1.4/16Rtr: 147.156.1.1
147.156.1.3/16Rtr: 147.156.1.1
147.156.1.2/16Rtr: 147.156.1.1
Internet
X Y Z130.206.211.5/30
A 0.0.0.0/0 por 130.206.211.6
Funcionamiento de ARP
W
Redes 3-64Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Iluso_$ /etc/arp -agong.ci.uv.es (147.156.1.1) at 8:0:9:d2:99:1b etherljgene.geneti.uv.es (147.156.5.2) at (incomplete)qfgate.quifis.uv.es (147.156.9.2) at 2:60:8c:2f:9:45 etherpower.ci.uv.es (147.156.1.3) at 2:60:8c:2f:bf:4d etherdewar.quiorg.uv.es (147.156.9.5) at 8:0:5a:c7:1b:1ffapr.fisapl.uv.es (147.156.7.6) at 0:80:a3:4:98:ed etherbecopr.sib.uv.es (147.156.11.6) at 0:80:a3:4:5e:c6 ethercisco.ci.uv.es (147.156.1.11) at 0:60:3e:99:7e:39 ethervideo.ci.uv.es (147.156.1.46) at 8:0:69:2:76:c0 etherroge.ci.uv.es (147.156.1.219) at 0:4f:56:1:10:f etherIluso_$
Tabla ARP cache en un host UNIX
A este host se le ha enviado el ARP request, pero aún no se ha recibido el ARP reply.
Probablemente el host está apagado o no existe.
Redes 3-65Universidad de Valencia Rogelio Montañana
• Se usa en todo tipo de LANs broadcast• Especificado en RFC 826. Diseñado para soportar
cualquier protocolos y formato de dirección, no solo IP.
• ARP no usa paquetes IP, tiene uno propio. En Ethernet (formato DIX) usa Ethertype X’806’.
• Los paquetes ARP contienen en la parte de datos las direcciones IP y MAC; estas son las que deben usarse para rellenar la ARP cache, no la MAC que aparece en la cabecera de la trama MAC
ARP (Address Resolution Protocol)
Redes 3-66Universidad de Valencia Rogelio Montañana
IP destino enARP cache?
Datagrama IP listopara enviar
Construir tramaa host y enviar
Enviar ARP Req.buscando IP destino
No
Sí
Envío de un datagrama IP por un host
¿IP destino enmisma subred?
Sí
Buscar IP routeren tabla de rutas
No
IP router enARP cache?
Construir tramaa router y enviar
Sí
No Enviar ARP Req.buscando IP router
IP destino enARP cache?
Construir tramaa host y enviar
Sí
NoICMPDestino
inaccesible
IP router enARP cache?
Sí
No
Construir tramaa router y enviar
ICMPDestino
inaccesible
Redes 3-67Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Resolución inversa de direcciones
• A veces se plantea el problema inverso al de ARP, es decir conocemos la MAC y queremos averiguar la IP que le corresponde. Ejemplos:– Estaciones ‘diskless’ que al arrancar solo saben su
MAC. No tienen información de configuración.
– Red administrada de forma centralizada en la que se quiere concentrar en un servidor la correspondencia IP-MAC para poder cambiar las IP cuando se quiera sin tener que tocar la máquina del usuario.
Redes 3-68Universidad de Valencia Rogelio Montañana
RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
• Debe haber un servidor en la red donde se registran todas las máquinas con su dir. MAC asignándole a cada una dir. IP
• El host (cliente) que quiere saber su IP envía un mensaje broadcast; el mensaje llega al servidor RARP que busca en sus tablas y devuelve un mensaje con la dirección IP
• RARP utiliza el Ethertype x’8035’ (distinto de ARP). Esto permite que los mensajes RARP sean fácilmente ignorados por los hosts no interesados
• Problemas de RARP:– Solo devuelve la dirección IP, no la máscara, router, MTU, etc.– Los routers no reenvían mensajes ARP/RARP (no son paquetes IP) .
Por tanto el servidor RARP ha de estar en la misma LAN que el cliente
Redes 3-69Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Tipo de hardware (1=Enet) Tipo de protocolo (800=IP)
Lon. Dir. Hard. (6) Lon. Dir. Red (4) Operación (1-2: ARP, 3-4: RARP)
Dir. MAC Emisor (octetos 0-3)
Dir. MAC Emisor (oct 4-5) Dir. IP emisor (octetos 0-1)
Dir. IP emisor (octetos 2-3) Dir. MAC destino (oct. 0-1)
Dir. MAC destino (octetos 2-5)
Dir. IP destino
32 bits
Formato de mensaje ARP y RARP en el caso de protocolo IPv4 y red Ethernet
Códigos de Operación: 1: ARP Request2: ARP Reply3: RARP Request4: RARP Reply
Redes 3-70Universidad de Valencia Rogelio Montañana
IP: 10.0.0.1/16 10.0.0.1/16 10.0.0.3/16MAC: 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:02 00:00:01:00:00:03
X Y Z
Duplicidad de direcciones IP
Supongamos que a dos ordenadores, X e Y, se les asigna la misma dirección IP. Normalmente cada uno tendrá una MAC diferente, con lo que la situación será:
Cuando un tercer ordenador (Z) envíe un ARP Request buscando a 10.0.0.1 recibirá dos ARP reply.Como la ARP cache de Z solo admite una entrada por dirección IP, Z solo tomará en cuenta una de las respuestas e ignorará la otra. Cual de las dos entrará en la ARP cache? Esto es algo aleatorio, pues depende de quien responda primero (X o Y) y de si Z decide quedarse con la primera o la última respuesta.
Resultado: al comunicar con 10.0.0.1 algunas máquinas hablan con X y otras con Y.
Redes 3-71Universidad de Valencia Rogelio Montañana
IP: 10.0.0.1/16 10.0.0.2/16 10.0.0.3/16MAC: 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:03
X Y Z
Duplicidad de direcciones MAC
Supongamos ahora que X e Y tienen diferente IP, pero la misma MAC.Esto es posible ya que la MAC puede cambiarse por software. La situación es:
Cuando Z envíe el ARP request buscando a 10.0.0.1 solo recibirá respuesta de X.Los paquetes enviados por Z hacia X serán recibidos también por Y (misma MAC) pero como la IP de destino no es la suya el nivel de red en Y descartará los paquetes.Si más tarde Z envía un ARP request buscando a 10.0.0.2 creará una segunda entrada en su ARP cache con otra IP y la misma MAC, esto tampoco es problema puesto que la ARP cache se indexa por la IP. Así pues en este caso la duplicidad de dirección MAC no parece plantear problemas. Sin embargo si X e Y están conectados a un conmutador la tabla de direcciones MAC solo puede tener un puerto asociado a cada MAC, por lo que el conmutador solo enviaría las tramas al último que haya enviado alguna trama.
Redes 3-72Universidad de Valencia Rogelio Montañana
IP: 10.0.0.1/16 10.0.0.1/16 10.0.0.3/16MAC: 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:01 00:00:01:00:00:03
X Y Z
Duplicidad de IP y MAC
Supongamos ahora que X e Y tienen la misma IP y la misma MAC:
En este caso si Z envía un ARP request buscando a 10.0.0.1 recibirá dos respuestas (de X e Y). Solo una de ellas será incluida en la ARP cache, pero como ambas son idénticas no importa cual de ellas es incorporada por Z en su tabla. Todos los paquetes que Z envíe serán procesados, y respondidos en su caso, por X e Y.Si por ejemplo Z intenta establecer una conexión TCP con 10.0.0.1 recibirá dos respuestas a su petición de conexión, y muy probablemente las incongruencias que observe en las respuestas duplicadas le lleven a abortar el intento.
Redes 3-73Universidad de Valencia Rogelio Montañana
BOOTP (Bootstrap Protocol)• Función análoga a RARP, pero:
– Permite suministrar todos los parámetros de configuración al cliente, no solo la dir. IP
– El servidor y el cliente pueden estar en LANs diferentes. Los mensajes BOOTP viajan dentro de datagramas IP y por tanto pueden pasar por los routers
• En la LAN del cliente debe haber un agente responsable de capturar la pregunta BOOTP (broadcast) para reenviarla al servidor remoto
• A cada dirección MAC se le asigna una dirección IP de forma estática (correspondencia biunívoca)
• Los mensajes BOOTP viajan en datagramas IP
Redes 3-74Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Funcionamiento de BOOTP• El host cliente cuando arranca envía un ‘BOOTP request’ a
la dirección 255.255.255.255 (broadcast en la LAN) con dirección de origen 0.0.0.0 (pues aun no sabe su IP)
• El servidor recibe el mensaje, busca en su tabla la MAC del solicitante y si la encuentra prepara el ‘BOOTP reply’
• Para enviar el BOOTP reply en unicast la MAC del cliente debe estar en la ARP cache del servidor, lo cual requiere que el cliente responda a un ARP request. Pero el cliente no puede responder pues aun no sabe su IP. Esto se resuleve de una de las dos maneras siguientes:– Enviar la respuesta en broadcast.– Si el kernel lo permite el proceso BOOTP modifica ‘ilegalmente’
la tabla ARP y responde entonces en unicast.
Redes 3-75Universidad de Valencia Rogelio Montañana
A 165.12.32.5
A
Tabla BOOTP
A 165.12.32.5/24
Servidor BOOTP
4. b) B modifica su ARP cache para incluir en ella a A y le envía el BOOTP reply en unicast
BARP cache
Funcionamiento de BOOTP
1¿IP?
D.O.: 0.0.0.0 (A)D.D.: 255.255.255.255 (F)
2
¿A?
4 aIP 165.12.32.5/24
D.O.: 165.12.32.2 (B)D.D.: 255.255.255.255 (F)
165.12.32.2
4 bIP 165.12.32.5/24
D.O.: 165.12.32.2 (B)D.D.: 165.12.32.5 (A)(F): Dirección MAC broadcast
Dirección MAC
3
¿165.12.32.5?
1. A lanza BOOTP request en broadcast preguntando su IP
2. B busca en su tabla la MAC de A. Encuentra que su IP es 165.12.32.5
3. B no puede enviar un datagrama a 165.12.32.5 porque no esta en su ARP cache; tampoco puede enviar un ARP request pues A no responderá
4. a) B lanza BOOTP reply en broadcast, o bien
Redes 3-76Universidad de Valencia Rogelio Montañana
BOOTP con servidor remoto
• Si el servidor BOOTP es remoto algún equipo de la LAN (normalmente un router) actúa como BOOTP relay y redirige las ‘BOOTP request’ al servidor
• El router anota en el BOOTP request su dirección; así cuando vuelva el BOOTP reply sabe que lo ha de distribuir por broadcast
• En la LAN del cliente tanto el BOOTP request como el reply viajan normalmente en tramas broadcast. En el resto de la red viajan en unicast (transporte UDP).
Redes 3-77Universidad de Valencia Rogelio Montañana
LAN A165.12.32.0/24
LAN B165.12.40.0/24
LAN C165.34.0.0/16
W X
U V Y
Tabla BOOTP
U 165.12.32.5/24
V 165.12.32.7/24
Y 165.34.56.3/16
Funcionamiento de BOOTP entre LANs
Z
165.12.32.1/24
165.12.40.1/24165.34.0.1/16
BOOTP requests a 165.34.0.2
165.12.40.2/24 Servidor BOOTP
local
Tabla BOOTP
W 165.12.40.3/24
X 165.12.40.7/24
192.168.1.1/30
192.168.1.2/30
A 165.34.0.0/16 por 192.168.1.2
A 165.12.32.0/24 por 192.168.1.1A 165.12.40.0/24 por 192.168.1.1
165.34.0.2/16 Servidor BOOTP local y remoto
Redes 3-78Universidad de Valencia Rogelio Montañana
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
• Es como BOOTP pero permite una asignación muy flexible de las direcciones IP. La asignación puede ser:– Manual. Fijada por el administrador de forma estática para cada
MAC, como en BOOTP.– Automática. Es también estática, pero el servidor decide que IP
asigna a cada host cuando recibe la petición por primera vez– Dinámica. La dirección se le asigna al host de un pool por un
tiempo limitado. Pasado ese tiempo la dirección se retira, salvo que se renueve la petición. Permite reaprovechamiento de direcciones.
• Usa el mismo mecanismo que BOOTP para acceder a servidores en otras LANs
• Es lo más parecido a la autoconfiguración
Redes 3-79Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Parámetros BOOTP/DHCP
• Dirección IP del cliente• Hostname del cliente• Máscara de subred• Dirección(es) IP de:
– Router(s)– Servidor(es) de nombres– Servidor(es) de impresión (LPR)– Servidor(es) de tiempo
• Nombre y ubicación del fichero que debe usarse para hacer boot (lo cargará después por TFTP)
Redes 3-80Universidad de Valencia Rogelio Montañana
s_FarmaciaSotano:\ht=ether:\
sm=255.255.254.0:\ ds=147.156.1.1 147.156.1.3 147.156.122.64:\ dn=uv.es:\ gw=147.156.16.1:\ nt=147.156.1.3:\ ts=147.156.1.3:\ hn:\ to=auto:\ na=147.156.1.46: infsecre2:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a21f8:ip=147.156.17.135sdisco:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a24e7:ip=147.156.16.32pfc7:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a35d3:ip=147.156.17.133pfc5:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a35d8:ip=147.156.17.131pfc6:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a35df:ip=147.156.17.132sweb:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a44ab:ip=147.156.16.46
Configuración de un servidor BOOTP (o DHCP con asignación manual de direcciones
Parámetroscomunes a
toda la subred
Redes 3-81Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Subnet 239.252.197.0 netmask 255.255.255.0 {range 239.252.197.10 239.252.197.250;default-lease-time 600 max-lease-time 7200;option subnet-mask 255.255.255.0;option broadcast-address 239.252.197.255;option routers 239.252.197.1;option domain-name-servers 239.252.197.2, 239.252.197.3;option domain-name “isc.org”;}
Host haagen {hardware ethernet 08:00:2b:4c:59:23;fixed-address 239.252.197.9;filename “/tftpboot/haagen.boot”;option domain-name-servers 192.5.5.1;option domain-name “vix.com”;}
Configuración de un servidor DHCP con asignación dinámica de direcciones
Excepcióna la ‘regla’
Redes 3-82Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Sumario
• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control y resolución de direcciones• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-83Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Fragmentación en IP• El nivel de red ha de acomodar cada datagrama en una
trama (del nivel de enlace).• Cada tecnología de nivel de enlace tiene un valor máximo
de paquete que puede aceptar, Ej.:– Ethernet: 1500 bytes (DIX), 1492 (LLC-SNAP). – Token Ring: 4440 bytes (4 Mb/s, THT 8 ms).
• Este valor máximo es la MTU (Maximum Transfer Unit). • Si el datagrama no cabe se ha de fragmentar. Ej:
datagrama de 4000 bytes creado en red Token Ring que pasa a Ethernet. El router ha de fragmentar
• A veces el host ha de fragmentar de entrada pues genera datagramas demasiado grandes, ej: NFS construye datagramas de 8 KB, incluso en Ethernet
Redes 3-84Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Nivel de enlace MTU (bytes)
PPP normal 1500
PPP bajo retardo 296
X.25 1600 (RFC 1356)
Frame Relay 1600 (normalmente)
Ethernet DIX 1500
Ethernet LLC-SNAP 1492
Token Ring 4 Mb/s 4440 (THT 8ms)
Classical IP over ATM
9180
MTU de algunos medios a nivel de enlace
Redes 3-85Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Cab. ABCDEF GHIJKL MNOP
Cab. ABCDEF
Token Ring
E-net DIX Cab. GHIJKL Cab. MNOP
PPP Bajo Retardo
Cab. M Cab. N Cab. O Cab. P
Fragmentación múltiple
Redes 3-86Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Fragmentación en IP
• Los fragmentos reciben la misma cabecera que el datagrama original salvo por los campos ‘Longitud Total’, ‘MF’ y ‘Desplazamiento del Fragmento’.
• Los fragmentos de un mismo datagrama se identifican por el campo ‘Identificación’.
• Todos los fragmentos, menos el último, tienen a 1 el bit MF (More Fragments).
• La unidad básica de fragmentación es 8 bytes. Los datos se reparten en tantos fragmentos como haga falta, todos múltiplos de 8 bytes (salvo quizá el último).
• Toda red debe aceptar un MTU de al menos 68 bytes. El mínimo recomendado es de 576 bytes.
Redes 3-87Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Id Long DF MF Desplaz. Datos
Fragmento 1 XXX 1500 0 1 0 ABCDEF
Fragmento 2 XXX 1500 0 1 185 GHIJKL
Fragmento 3 XXX 1060 0 0 370 MNOP
Datagrama
Original
XXX 4020 0 0 0 ABCDEF GHIJKL MNOP
Fragm. 3a XXX 292 0 1 370 M
Fragm. 3b XXX 292 0 1 404 N
Fragm. 3c XXX 292 0 1 438 O
Fragm. 3d XXX 244 0 0 472 P
Ejemplo de fragmentación múltiple
Token Ring
E-net DIX
PPP Bajo
Retardo
Los bytes se cuentan en grupos de 8 bytes
Redes 3-88Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Bit DF (Don’t Fragment)
• Indica que ese datagrama no se debe fragmentar. Ej.: ping –f (windows).
• Se usa:– Cuando un host no está capacitado para
reensamblar (ej.: estaciones ‘diskless’).– En la técnica de descubrimiento de la MTU del
trayecto o ‘Path MTU discovery’.
Redes 3-89Universidad de Valencia Rogelio Montañana
TokenRing
A
B
Ethernet1: A envía a B un paquete de 4020 bytes con DF=1.
4020 DFX
2: X descarta el paquete y responde a A con un ICMP ‘destino inaccesible’ indicando que si hubiera sido de 1500 o menos habría pasado.
Max 1500
3: A fragmenta la información y a partir de ahora no mandará a B paquetes de más de 1500 bytes. Sigue usando el bit DF.
1060 DF 1500 DF1500 DF
Funcionamiento del ‘Path MTU discovery’
Paquete normal
Mensaje ICMP
Redes 3-90Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Preguntas sobre fragmentación
¿Cual es el tamaño mínimo posible de MTU en unared para que puedan pasar por ella datagramas IPv4?
En caso de fragmentación las opciones de la cabeceraIP (record route, timestamp, strict source route y loosesource route), ¿han de copiarse en todos los fragmentos o solo en uno?
Cuando se emite un datagrama IP, ¿se ha de marcar siempre el campo Identificación, o solo cuando el datagrama se vaya a fragmentar?
Redes 3-91Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Preguntas sobre fragmentación
Si un fragmento se pierde el host receptor no podrá reensamblar el datagrama original; ¿cuanto tiempo esperará el host antes de considerar que se ha perdidoy descartar los demás fragmentos?
Un datagrama de 4020 bytes pasa de una red Token Ring con THT 8 ms (MTU 4400) a una Ethernet (MTU 1500) y después pasa por un enlace PPP con bajo retardo (MTU 296). Si ese mismo datagrama pasara directamente de la red Token Ring al enlace PPP (sin pasar por la red Ethernet) ¿habría alguna diferencia en la forma como se produce la fragmentación?
Redes 3-92Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Sumario
• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control y resolución de direcciones• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-93Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Protocolos de Routing
• Protocolos de routing dentro de un AS
• Concepto de Sistema Autónomo (AS)
• Protocolos de routing entre ASes
• Arquitectura de Internet y puntos neutros de interconexión
Redes 3-94Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Protocolos de routing
• Vector distancia– RIP– IGRP y EIGRP– BGP (entre Sistemas Autónomos)
• Estado del enlace– IS-IS– OSPF
Redes 3-95Universidad de Valencia Rogelio Montañana
RIP (Routing Information Protocol)• Sufre los problemas típicos del vector distancia (cuenta a
infinito)• Solo útil en redes pequeñas (5-10 routers)• Métrica basada en número de saltos únicamente. Máximo 15
saltos• La información se intercambia cada 30 segundos. Los routers
tienden a sincronizarse y la red se bloquea cuando ocurre el intercambio.
• RIPv1 no soporta subredes ni máscaras de tamaño variable (sí en RIPv2)
• No permite usar múltiples rutas simultáneamente (algunas versiones sí)
• Es bastante habitual en máquinas UNIX
Redes 3-96Universidad de Valencia Rogelio Montañana
IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) y EIGRP (Enhanced IGRP)
• Protocolos propietarios de Cisco• Resuelven muchos de los problemas de RIP
– Métrica sofisticada– Reparto de tráfico entre múltiples rutas
• Incluyen soporte multiprotocolo• Mejoras de EIGRP sobre IGRP
– Soporta subredes– Solo transmite modificaciones
• Se utilizan en muchas redes (ej. UV)
Redes 3-97Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Métrica por defecto de IGRP/EIGRPMétrica = bandwidth + delay
Donde:– bandwidth = 2,56*109 / (ancho de banda en Kb/s)– delay = 25,575 * (retardo en microsegundos)
El retardo de un trayecto se calcula como la suma de los retardos de los enlaces.Para el ancho de banda se considera el enlace de menor caudal únicamente • La métrica aumenta con el retardo y disminuye con el ancho de banda.• Ej.: ruta que pasa por dos enlaces, uno de 128 y el otro de 64 Kb/s, ambos
con delay=20 ms– Bw = 2,56*109 / 64 = 40.000.000– Delay = 25,575 * (20.000 + 20.000) = 1.023.000– Métrica = 41.023.000
• Mediante fórmulas más complejas se puede tomar en cuenta también la carga y la fiabilidad del trayecto, pero normalmente no se hace
Redes 3-98Universidad de Valencia Rogelio Montañana
OSPF (Open Shortest Path First)• Desarrollado por el IETF entre 1988-1990• Basado en estado del enlace, algoritmo de Dijkstra• Dos niveles jerárquicos (áreas):
– Area 0 o backbone (obligatoria)– Areas adicionales (opcionales)
• Resuelve los problemas de RIP:– Rutas de red, subred y host (máscaras de tamaño
variable)– Admite métricas complejas, como EIGRP. En la
práctica se usa solo ancho de banda y retardo (como en EIGRP)
– Reparte tráfico entre múltiples rutas• Las rutas óptimas pueden no ser simétricas.
Redes 3-99Universidad de Valencia Rogelio Montañana
• Clases de routers en OSPF:– Routers backbone: los que se encuentran en el área 0– Routers internos: pertenecen únicamente a un área– Routers frontera de área: los que conectan dos o mas áreas
(una de ellas necesariamente el backbone)– Routers frontera de AS: los que conectan con otros ASes.
Pueden estar en el backbone o en cualquier otra área
• Tipos de rutas en OSPF:– Intra-área: las determina directamente el router– Inter-área: se resuelven en tres fases:
• Ruta hacia el router backbone en el área• Ruta hacia el área de destino en el backbone• Ruta hacia el router en el área de destino
– Inter-AS: se envían al router frontera de AS más próximo (empleando alguna de las dos anteriores).
Redes 3-100Universidad de Valencia Rogelio Montañana
A otros ASes
Router Backbone
Router Fronterade Sistema Autónomo
Router Frontera de Area
Router Interno
Area 0(Backbone)
Area 1Area 2
Ruta intra-área: D-G-HRuta inter-área: F-C,C-A-D,D-G-HRuta inter-AS: A-D,D-G-H, H-...
Funcionamiento de OSPF
A
F
G H
E
D
B
C
Redes 3-101Universidad de Valencia Rogelio Montañana
A
E
D C
B
A
E
D C
B
Sin router designado (RIP) Con router designado (OSPF)
Si hay varios routers en una red multiacceso (LAN, X.25, FR o ATM) uno de ellos actúa como designado y es el único que intercambia información con los demás:
A EDCB
Router designado en OSPF
Redes 3-102Universidad de Valencia Rogelio Montañana
IS-IS(Intermediate System- Intermediate System)
• Intermediate-System significa router en ‘ISOese’ (host es ES, End System)
• Muy similar a OSPF, pero no es estándar Internet. Es estándar ISO (OSI)
• Soporte Multiprotocolo (routing integrado). OSPF no lo tiene.
• Es el protocolo habitual en las grandes redes (ISPs). Se utiliza en RedIRIS, por ejemplo.
Redes 3-103Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Protocolo Algoritmo Subredes Métrica compleja
Notifica Actualiz.
Niveles jerárquicos
Estándar
RIPv1 Vector Distancia
NO NO NO NO SI
RIPv2 Vector Distancia
SI NO NO NO SI
IGRP Vector Distancia
NO SI NO NO NO
EIGRP Vector Distancia
SI SI SI NO NO
OSPF Estado Enlace
SI SI SI SI SI (Internet)
IS-IS Estado Enlace
SI SI SI SI SI (ISO)
Protocolos de routing de Internet
Redes 3-104Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Mecanismo de enrutado de paquetes
• Los paquetes se enrutan de acuerdo con su dirección de destino. La dirección de origen no se toma en cuenta para nada.
• Si al enrutar un paquete el router descubre que existen varias rutas posibles para llegar al destino aplica tres criterios de selección, por este orden:
1. Usar la ruta de máscara más larga2. Usar la ruta de distancia administrativa menor3. Usar la ruta de métrica menor
Redes 3-105Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Máscara más larga• Supongamos que se han declarado las siguientes rutas
estáticas:a) ip route 172.16.32.0 255.255.254.0 10.0.0.1b) ip route 172.16.32.0 255.255.255.0 10.0.0.2c) ip route 172.16.32.0 255.255.255.128 10.0.0.3
• Al tener máscaras diferentes las tres rutas son diferentes y se incorporan todas ellas en la tabla de rutas
• Pregunta: ¿Por donde se enviará un datagrama dirigido a 172.16.32.1?
• Respuesta: por 10.0.0.3 pues la ruta c) es la que tiene una máscara más larga
• El orden como se introducen las rutas en una configuración no tiene ninguna importancia. Lo único que cuenta es la longitud de la máscara.
Redes 3-106Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Distancia administrativa• La distancia administrativa es un mecanismo para resolver
el conflicto que se presenta cuando hay dos rutas hacia un mismo destino, conocidas por dos mecanismos diferentes. Ejemplos:– Un router que está ejecutando RIP e IGRP recibe rutas a un mismo
destino por ambos protocolos.– Un router que ejecuta OSPF recibe un anuncio de una ruta para la
que se le ha configurado una ruta estática.
• Siempre se da preferencia a la ruta que tiene una distancia administrativa menor
• Las distancias administrativas reflejan la confianza relativa que nos merece un protocolo de routing frente a otro
Redes 3-107Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Distancias administrativas por defecto en routers cisco
Mecanismo como se conoce la ruta
Distancia administrativa
Red directamente conectada 0
Ruta estática 1
Sumarizada de EIGRP 5
BGP externa 20
EIGRP 90
IGRP 100
OSPF 110
IS-IS 115
RIP 120
EGP 140
Routing bajo demanda 160
EIGRP externo 170
BGP interno 200
Desconocido 255Si se modifican los valores por defecto hay que hacerlo con cuidado
y de forma consistente en toda la red (se pueden producir bucles)
Las rutas con distancia 255 no se utilizan
Redes 3-108Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejemplo de uso de la distancia administrativa
• Se puede cambiar la distancia administrativa de un protocolo determinado.
• También se puede cambiar, de forma individualizada, la distancia administrativa de una ruta estática. Ejemplo: queremos configurar una ruta por defecto de emergencia, de forma que solo actúe cuando un destino determinado no se nos anuncia por ningún protocolo de routing. Para ello le asignamos distancia 201:
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 4.4.4.4 201Esta ruta solo se aplicará como último recurso
cuando fallen todas las demás.
Redes 3-109Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Métrica menor
• Dadas dos rutas de igual máscara e igual distancia administrativa siempre se elige la de métrica más baja
• Solo se balancea tráfico entre dos rutas cuando su métrica es idéntica (salvo que se haya modificado la varianza)
• Las métricas peores quedan en reserva por si falla la mejor. Son lo que se denomina ‘sucesores factibles’
• Cada protocolo de routing maneja métricas diferentes, por lo que los valores de diferentes protocolos no son comparables. Como normalmente los protocolos tienen distancias administrativas diferentes la comparación de métricas solo suele hacerse entre rutas obtenidas por el mismo protocolo
Redes 3-110Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Mecanismo de enrutado: resumen
RIP
IGRP
RutasEstáticas
Instalar rutas; elegir ganador en base a distancia administrativa
Tabla derutas
Proceso deenrutado
Utilizar la ruta de máscara más largaRIP
IGRP
Procesos de routing
Seleccionar rutas óptimas en base
a la métrica
Configuración manual
Flujo de paquetesentrantes
A la cola de la interfaz de
salida
Redes 3-111Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Sistema Autónomo• Un Sistema Autónomo (AS) está formado por un conjunto de
routers que tienen:– Un protocolo de routing común (posiblemente también
rutas estáticas)– Una gestión común
• Normalmente cada ISP tiene al menos un sistema autónomo (a veces varios).
• También las grandes organizaciones (las que están conectadas a más de un proveedor).
• El AS se identifica por un número de 16 bits. Los números de AS los asignan los RIR (Registros Regionales).
• Los valores del 64512 al 65535 están reservados para uso privado (RFC 1930). Equivalen a las direcciones privadas
• Ejemplos de AS: RedIRIS: 766. Univ. Valencia: 65432
Redes 3-112Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Protocolo de routing externo (entre ASes): BGP (Border Gateway Protocol)
• Necesario incluir factores ‘políticos’ en el cálculo de rutas entre ASes. Requiere otros protocolos.
• Hasta 1990 se usaba EGP (Exterior Gateway Protocol).
• En 1989 se desarrolló BGP. Hoy se usa la versión 4 (BGP-4 incluye soporte de CIDR)
• Usado por prácticamente todos los proveedores de Internet en la comunicación de rutas entre ASes.
Redes 3-113Universidad de Valencia Rogelio Montañana
BGP (Border Gateway Protocol)
• Algoritmo de vector distancia modificado: además de la interfaz y el costo se incluye la ruta completa en cada caso.
• El router descubre y descarta las rutas que pasan por él mismo. Así evita el problema de la cuenta a infinito.
• La métrica suele ser la más simple posible: número de saltos.
• Permite introducir restricciones o reglas ‘políticas’. Una ruta que viola estas reglas recibe una distancia infinito.
Redes 3-114Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Red con BGP
Int. Dist. Ruta
i 3 BAEH
j 4 CGIH
k 2 GIH
m 4 CGIH
Rutas descartadas
BA C
E
i
j
k
D
AS 1
H
AS 8
I
AS 9
AS 2
F
AS 6
AS 3
G
AS 7AS 5
mAS 4
Ruta óptima de C a H. Información recibida por
C de sus vecinos:
Ruta óptima
EL AS 6 intercambia tráfico con AS 3 y AS 8, pero no acepta tráfico de tránsito. Para ello F oculta su conexión con C cuando se anuncia a H y su conexión con H cuando se anuncia a C
Tr
Tr
ISP U
ISP X
ISP V
ISP W
ISP Y ISP Z
Redes 3-115Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Redes 3-116Universidad de Valencia Rogelio Montañana
65432
(UV)
Redes 3-117Universidad de Valencia Rogelio Montañana
ISP de tránsito
ISP nacional
ISP regional
ISP local
ISP de tránsito
ISP de tránsito
ISP nacional
ISP nacional
ISP nacional
ISP regional
ISP regional
ISP regional
ISP regional
ISP local
ISP local
ISP local
ISP local
ISP local
Proveedor
Cliente
Modelo jerárquico de Internet
Redes 3-118Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Telefónica
BT
La interconexión en otro país supone un uso innecesario de enlaces internacionales
Washington
Intercambio de tráfico entre ISPs en otro país
Redes 3-119Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Puntos neutros de interconexión
• Los puntos de interconexión (o puntos neutros) permiten el fácil intercambio de tráfico entre ISPs.
• También se llaman CIX (Commercial Internet Exchange)
• El hecho de que dos ISPs estén conectados al mismo CIX no implica necesariamente que intercambien tráfico. Algunos CIX requieren que cada ISP establezca sus propios acuerdos de ‘peering’
Redes 3-120Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Red IP cliente
Exchange
Red IP cliente
ISP
ISP
ISPISP
Exchange Exchange
ExchangeISP
ISP
Red IP cliente
Red IP clienteRed IP cliente
Clientes dialup Cliente Cliente
ProveedorProveedor Peer
Peer
Acuedo de Peering
Servicio al por mayor
Servicio minorista
Interconexiones y relaciones en Internet
Redes 3-121Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Puntos neutros de interconexión en España
Nombre Ubicación Creación URL Proveedores
Espanix Madrid 2/1997 www.espanix.net 33
Catnix Barcelona 6/1999 www.catnix.net 10
Galnix Santiago de
Compostela
7/2002 www.galnix.net 6
NAP Madrid 9/2002 www.napmadrid.com ?
Mad-IX Madrid 3/2003 www.mad-ix.net 7
Euskonix Bilbao 6/2003 www.euskonix.com 7
Redes 3-122Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Esquema de GALNIX
Redes 3-123Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Acuerdos de peering en ESPANIX
Redes 3-124Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Sumario
• Generalidades• El Datagrama IP. Estructura de la cabecera• Direcciones de red. Enrutamiento básico• Subredes y superredes. Máscaras• Protocolos de control y resolución de direcciones• Fragmentación• Protocolos de routing• IPv6
Redes 3-125Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Protocolo IPv6• Desarrollado fundamentalmente para
resolver el problema de escasez de direcciones de IPv4
• De paso se incorporaron mejoras en seguridad, eficiencia, calidad de servicio, tráfico multicast, etc.
• Especificado en RFC 1883 (12/1995), modificado (campo DS) en RFC 2460 (12/1998)
Redes 3-126Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Objetivos de IPv6• Direcciones: Pasa a direcciones de 128 bits.• Eficiencia: Simplifica cabeceras. Omite checksum.
Estructura jerárquica, reduce tablas de routing.• Seguridad: Incorpora mecanismos de privacidad y
validación mediante criptografía • Calidad de Servicio: Previsto soporte de tráfico en tiempo
real.• Multicast: Mejora soporte.• Sencillez: posibilidad de autoconfiguración de equipos• Movilidad: Permite movilidad manteniendo dirección.• Evolución: Contempla mecanismo para futuras opciones.• Compatibilidad: puede coexistir con IPv4
Redes 3-127Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Principales novedades de IPv6
• Autoconfiguración y movilidad: el host asigna los 8 últimos bytes (dir. EUI-64) y toma los 8 primeros del router.
• Posibilidad de envíos unicast, multicast y anycast• Eficiencia (se suprime el checksum)• Opciones encadenadas: reemplazan al campo
opciones, con lo que se simplifica el proceso en cada router y da un mecanismo que permite extenderlas.
• Fragmentación en ruta: prohibida. Todos los nodos han de soportar MTU mínima de 1280 bytes.
Redes 3-128Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Versión DS Etiqueta de flujo Longitud de carga útil Sig. Cabecera Límite saltos
Dirección de origen
(16 bytes)
Dirección de destino (16 bytes)
Version Lon.Cab. DS Longitud total Identificación X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Dirección de origen Dirección de destino
Opciones
Cabecera IPv6
Cabecera IPv4
40 bytes
20 bytes
Redes 3-129Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Autoconfiguración en IPv6
• En la autoconfiguración el host construye su propia dirección a partir de dos partes:– La parte red (8 bytes) que le indica el router– La parte host (8 bytes) es su dirección MAC extendida
o EUI-64 (Extended Unique Identifier). La crea a partir de su propia MAC de 6 bytes.
• Si el host no tiene MAC se inventa un identificador al azar (con suerte no coincidirá con ningún otro de la red).
• También es posible asignar manualmente una dirección cualquiera al host
Redes 3-130Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Conversión de EUI-48 a EUI-64
OUI Equipo
3 5
Conversión EUI-48 EUI-64 para IPv6:
xxxxxx00 cd ef gh ij kl
xxxxxx10 cd ef 0xFF 0xFE gh ij kl
Bit I/G (Individual/Grupo) 0/1
Bit G/L (Global/Local) 0/1. (Este bit se cambia al hacer la conversión)
Formato EUI-64 (IEEE):
Redes 3-131Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Autoconfiguración en IPv6
2
Host IPv6MAC: 0008:0267:5ccaEUI-64: 0208:02ff:fe67:5ccaIPv6: ??
1: Mensaje (multicast a todos los routers IPv6):
¿Me podeis decir el prefijo de esta red?
1
Router IPv6Prefijo red: 2001:0720:1014:00022: Respuesta (unicast):
El prefijo es 2001:720:1014:2
3: Entonces mi dirección IPv6 debe ser 2001:720:1014:2:208:2ff:fe67:5cca
Redes 3-132Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Direcciones IPv6
• Inicialmente propuestas de 8, 16 y 20 bytes
• 8 bytes: suficiente, pero no habría permitido autoconfiguración con dirección MAC
• 20 bytes: formato OSI (protocolo CLNP). Impopular por ser OSI
• 16 bytes: fue la solución aceptada
Redes 3-133Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Direcciones IPv6
• Dirección IPv6 en decimal:128.0.0.0.0.0.0.0.1.35.69.103.137.171.205.239
• La misma en hexadecimal:8000:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEF
• Los ceros a la izquierda pueden omitirse; si uno o más grupos son todo cero se puede abreviar con dobles dos puntos:
8000::123:4567:89AB:CDEF• Para direcciones IPv4 se puede usar la notación decimal
con puntos simples:::147.156.11.11
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Prefijo (binario) Uso
0000 0000 Reservado (incluye IPv4)
0000 0001 No asignado
0000 001 Direcciones OSI NSAP
0000 010 Direcciones IPX de Novell Netware
0000 011, 0000 1, 0001 No asignado
001 Direcciones globales unicast agregables
010, 011, 100, 101 No asignado
110, 1110, 1111 0, 1111 10 No asignado
1111 110, 1111 1110 0 No asignado
1111 1110 10 Direcciones privadas para enlaces
1111 1110 11 Direcciones privadas
1111 1111 Direcciones multicast
Clases de direcciones IPv6 (RFC 2373, 7/1998)
Redes 3-135Universidad de Valencia Rogelio Montañana
FP TLA Res NLA SLA Interface ID
Toplogía pública Toplogía de organización
Interfaz
Parte red Parte host
Direcciones unicast agregables en IPv6Formato estándar
FP TLA Sub TLA Res NLA SLA Interface ID
Toplogía pública Toplogía de organización
Interfaz
Parte red Parte host
Formato RIPE
3
3
8 24 16 6413
13 6 13 641613
FP: Format Prefix (siempre 001)TLA: Top Level AgregatorNLA: NExt Level AgregatorSLA: Site level Agregator
RIPE16 bits(2001)
RedIRIS19 bits(0720)
UV13 bits(1014)
Interno16 bits
Redes 3-136Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Opciones en IPv6
Cabecera TCP+ Datos
Cabecera IPv6Siguiente Cab. = TCP
Cabecera TCP+ Datos
Fragmento de Cab. TCP + Datos
Cabecera IPv6Siguiente Cab. = Routing
Cabecera IPv6Siguiente Cab.= Routing
Cabecera RoutingSiguiente Cab. = TCP
Cabecera RoutingSiguiente Cab. = Fragment.
Cabecera Fragment.Siguiente Cab. = TCP
Las opciones se expresan como cabeceras adicionales encadenadas
Redes 3-137Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Situación actual de IPv6
• Red experimental a nivel mundial (6Bone) desde 1995 mediante túneles.
• Las principales redes académicas del mundo participan en 6Bone.
• Decepción respecto a las expectativas que había en 1995-96. La mayoría de las mejoras de IPv6 se han incorporado por un proceso evolutivo en IPv4
• Fabricantes e ISPs han mostrado poco (o nulo) interés por IPv6.
Redes 3-138Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Mejoras recientes en IPv4(o porqué no ha tenido más éxito IPv6)
• Direcciones: NAT (Network Address Translation), Proxies, Cortafuegos, direcciones privadas (RFC 1918).
• Reducción tablas de routing: CIDR (RFC 1817, 8/1995)
• Seguridad: IPSEC (RFC 2410, 11/1998).
• Calidad de Servicio: Intserv (RFC 1633, 6/1994) y Diffserv (RFC 2475, 12/1998)
• Multicast: ámbito administrativo: RFC2365 (7/1998)
• Movilidad: DHCP (RFC 1534) y soluciones propietarias
• Autoconfiguración: DHCP
Redes 3-139Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Agotamiento del espacio de direcciones IPv4 (predicciones más recientes)
232
Redes 3-140Universidad de Valencia Rogelio Montañana
De Internet Protocol Journal Sept-2005
Redes 3-141Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejercicios
Redes 3-142Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejercicio 2
• Tres routers unidos por tres líneas de 64 Kb/s
• Discutir diferencia entre routing dinámico o estático desde el punto de vista de:– Fiabilidad– Eficiencia
Redes 3-143Universidad de Valencia Rogelio Montañana
•Fiabilidad: Con Routing dinámico en caso de fallo de una línea el tráfico se reencamina por la ruta alternativa.
•Eficiencia: Routing dinámico permite repartir tráfico entre varios caminos posibles (no con RIP)
B
A
C
Ejercicio 2
64 Kb/s
64 Kb/s
64 Kb/s
Redes 3-144Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejercicio 3
P: Un datagrama con la opción source routing se fragmenta. ¿Deberá copiarse esta opción en todos los fragmentos o solo en el primero?
R: Para que todos los fragmentos sigan la misma ruta la opción source routing ha de copiarse en todos ellos.
Redes 3-145Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejercicio 4P: En IPv6 se modifica de forma sustancial la
cabecera del datagrama debido al aumento de longitud de las direcciones (de 32 a 128 bits). ¿Como afecta esto a los puentes transparentes? ¿Y a los puentes con encaminamiento desde el origen?
R: De ninguna forma. Los puentes solo manejan direcciones MAC (que no cambian en IPv6). Desde el punto de vista de los puentes la cabecera IP forma parte de los datos.
Redes 3-146Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejercicio 5P: Diga cuales de los siguientes protocolos permiten
la asignación dinámica de direcciones:
BOOTP DHCP RARP
ARP PPP SLIP
R: DHCP y PPP
Redes 3-147Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejercicio 8
Internet
147.156.1.11/17
147.156.147.129/27
147.156.0.0-127.255
147.156.147.128-159
192.168.1.1/30
192.168.1.5/30
192.168.1.2/30
192.168.1.6/30
130.206.211. 6/30
147.156.147.130
130.206.211.174
A 130.206.211.174/32 por 147.156.147.130A 147.156.198.0/23 por 192.168.1.2A 147.156.198.0/23 por 192.168.1.6A 193.145.246.0/24 por 147.156.15.9A 150.208.0.0/16 por 130.206.211.6A 0.0.0.0/0 por 130.206.211.1A 127.0.0.1/32 por Null0
130.206.211.5/30
147.156.15.9
IATA193.145.246.0/24
E0
E1
S1
S0
UJI150.208.0.0/16
130.206.211. 1/30130.206.211.2/30
S2
S3
147.156.198.0-199.255
Balanceo de tráfico
Redes 3-148Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejercicio 9
• Suprimimos ruta por defecto.• Enviamos datagrama de 147.156.147.132 a 138.247.12.32.
Que sucede?
R: El router descarta el datagrama y devuelve ‘ICMP Destination Unreachable’ al emisor
• Ahora enviamos datagrama de 138.247.12.32 a 147.156.147.132. Que sucede?
R: El datagrama llega correctamente
Redes 3-149Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejercicio 11
194.125.1.63/26E0
E1
S0
S1195.0.0.195/25
195.0.0.128-255
194.125.1.0-63
Dirección de host inválida(Broadcast de la subred) 195.100.1.2/30
195.100.1.0-3
197.160.1.1/30
197.160.1.0-3
A 157.34.33.0/32 por 195.0.0.199A 160.87.34.0/21 por 195.100.1.1A 198.0.0.0/15 por 197.160.1.2A 0.0.0.0/0 por 195.100.1.1Agregación de
direcciones (CIDR)
Dirección de red inválida(parte host 0)
160.87.34.0: 10100000.01010111.00100010.00000000Máscara: 11111111.11111111.11111000.00000000
194.125.1.63: ---.----.---.00111111Máscara: 255.255.255.11000000
Redes 3-150Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejercicio 12Internet
Madrid Barcelona
Sevilla
Bilbao
128 Kb/s
256 Kb/s 128 Kb/s
128 Kb/s
100ord.
20 ord.
50 ord.
25 ord.
Red 194.100.100.0/24
Redes 3-151Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejercicio 12
Oficina Subred Máscara Rango Direcc.
útiles
Madrid 194.100.100.0/25 255.255.255.128
194.100.100.0-127 126
Barcelona 194.100.100.128/26
255.255.255.192
194.100.100.128-191
62
Bilbao 194.100.100.192/27
255.255.255.224
194.100.100.192-223
30
Sevilla 194.100.100.224/27
255.255.255.224
194.100.100.224-255
30
Reparto de las direcciones (subnet-zero)
Redes 3-152Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejercicio 12Internet
Ma Ba
Se
Bi
194.100.100.1/25 192.168.1.2/30
192.168.2.1/30
192.168.3.1/30Red 194.100.100.0/25
Red 194.100.100.224/27
Red 194.100.100.128/26 Red 194.100.100.192/27
A 194.100.100.128/26 por 192.168.2.2
A 194.100.100.192/27 por 192.168.2.2
A 194.100.100.224/27 por 192.168.3.2
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.1
A 127.0.0.1/32 por Null0
192.168.2.2/30
192.168.3.2/30
192.168.1.1/30
Redes 3-153Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ejercicio 13
• Empresa con una LAN y dos redes IP:– 199.199.199.0/24, Proveedor X, lento– 200.200.200.0/24, Proveedor Y, rápido
• Se quiere conectar unos ordenadores a través del proveedor X y otros a través del proveedor Y
• Estudiar posibilidad de utilizar uno o dos routers
Redes 3-154Universidad de Valencia Rogelio Montañana
199.199.199.1/24200.200.200.1/24
Proveedor X
Proveedor Y
192.168.1.5/30
192.168.2.5/30
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.6
A 0.0.0.0/0 por 192.168.2.6
Solución con un router
Red 199.199.199.0/24Rtr 199.199.199.1
Red 200.200.200.0/24Rtr 200.200.200.1
192.168.1.6/30
192.168.2.6/30
Reparto de tráfico entre proveedoresPosibilidad de caminos asimétricosPosibilidad de rechazo de datagramas
A 200.200.200.0/24 por 192.168.2.5
A 199.199.199.0 por Internet
A 199.199.199.0/24 por 192.168.1.5
A 200.200.200.0/24 por InternetEjercicio 13
Internet
Redes 3-155Universidad de Valencia Rogelio Montañana
199.199.199.1/24200.200.200.2/24
Proveedor X
Proveedor Y
192.168.1.5/30
Red 199.199.199.0/24Rtr 199.199.199.1
Red 200.200.200.0/24Rtr 200.200.200.1
Solución con dos routers
200.200.200.1/24199.199.199.2/24 192.168.2.5/30
A 0.0.0.0/0 por 192.168.2.6
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.6
192.168.2.6/30
192.168.1.6/30
Internet
A 200.200.200.0/24 por 192.168.2.5
A 199.199.199.0/24 por Internet
A 199.199.199.0/24 por 192.168.1.5
A 200.200.200.0/24 por Internet
Ejercicio 13
Redes 3-156Universidad de Valencia Rogelio Montañana
IP:130.206.212.7/24Rtr: 130.206.212.1
IP: 130.206.220.5/24Rtr: 130.206.220.1
IP:130.206.212.1/24
IP:130.206.220.1/24
Switch LAN
Red B
Red E
Red F
Red C
Red A
Red D
Ping 130.206.220.5
Indique todas las tramas ethernet que genera el comando ping.Todos los equipos se acaban de encender.
Problema examen junio 2000
Redes 3-157Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Ping 130.206.220.5
Solución Problema examen junio 2000
A
C
B
MACorig.
MACdest.
Ethertype Mensaje
A FF ARP (806) ARP Req. ¿quién es 130.206.212.1?
B A ARP (806) ARP Resp. 130.206.212.1 es B
A B IP (800) ICMP ECHO Req. Para 130.206.220.5
C FF ARP (806) ARP Req. ¿quién es 130.206.220.5?
D C ARP (806) ARP Resp. 130.206.220.5 es D
C D IP (800) ICMP ECHO Req. para 130.206.220.5
D C IP (800) ICMP ECHO Reply para 130.206.212.7
B A IP (800) ICMP ECHO Reply para 130.206.212.7
IP:130.206.212.7/24Rtr: 130.206.212.1
IP: 130.206.220.5/24Rtr: 130.206.220.1
IP:130.206.212.1/24
IP:130.206.220.1/24
Switch LAN
Red B
Red E
Red F
Red C
Red A
Red D
D
Redes 3-158Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Suceso Trama Red Emitida por Recibida por
1 1 B A Broadcast
2.1 1 A Sw LAN Broadcast
2.2 1 C Sw LAN Broadcast
3 2 C B Sw LAN
4 2 B Sw LAN A
5 3 B A Sw LAN
6 3 C Sw LAN B
7 4 D C Broadcast
8 4 E Sw LAN Broadcast
9 4 F Sw LAN Broadcast
IP:130.206.212.7/24Rtr: 130.206.212.1
IP: 130.206.220.5/24Rtr: 130.206.220.1
IP:130.206.212.1/24
IP:130.206.220.1/24Switch LAN
Red B
Red ERed F
Red C
Red A
Red D
Suceso Trama Red Emitida por Recibida por
10 5 F D Sw LAN
11 5 E Sw LAN Sw LAN
12 5 D Sw LAN C
13 6 D C Sw LAN
14 6 E Sw LAN Sw LAN
15 6 F Sw LAN D
16 7 F D Sw LAN
17 7 E Sw LAN Sw LAN
18 7 D Sw LAN C
19 8 C B Sw LAN
20 8 B Sw LAN A
A
BC
D
Ping 130.206.220.5
Solución Problema examen junio 2000: tramas totales
Redes 3-159Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Chicago Madrid
193.1.1.130
193.1.1.194
193.1.1.2
193.1.1.66
T1
128 Kb/s
B
C D
A
X
W
Z
Y
Aplicación Subred
Datos normales
193.1.1.128/26
Voz sobre IP 193.1.1.192/26
Aplicación Subred
Datos normales
193.1.1.0/26
Voz sobre IP 193.1.1.64/26
Problema examen septiembre 2000
Solo tráfico VoIP(Y-W)
Resto tráfico(X-Z,X-W,Y-Z)
Redes 3-160Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Chicago Madrid
193.1.1.130/26Rtr: 193.1.1.129
193.1.1.194/26Rtr: 193.1.1.193
193.1.1.2/26Rtr: 193.1.1.1
193.1.1.66/26Rtr: 193.1.1.65
T1
128 Kb/s
B
C D
A
X
W
Z
Y
193.1.1.193/26193.1.1.131/26
193.1.1.65/26193.1.1.3/26
192.168.1.5/30
192.168.1.6/30
193.1.1.129/26193.1.1.195/26
193.1.1.1/26193.1.1.67/26
192.168.1.1/30 192.168.1.2/30
A 193.1.1.0/25 por 192.168.1.2 A 193.1.1.128/25 por 192.168.1.1
A 193.1.1.64/26 por 192.168.1.6A 193.1.1.0/26 por 193.1.1.129
A 193.1.1.192/26 por 192.168.1.5A 193.1.1.128/26 por 193.1.1.1
Aplicación Subred
Datos normales 193.1.1.128/26
Voz sobre IP 193.1.1.192/26
Aplicación Subred
Datos normales 193.1.1.0/26
Voz sobre IP 193.1.1.64/26
Solución problema examen septiembre 2000
Redes 3-161Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Chicago Madrid
193.1.1.130/25Rtr: 193.1.1.129
193.1.1.194/25Rtr: 193.1.1.193
193.1.1.2/25Rtr: 193.1.1.1
193.1.1.66/25Rtr: 193.1.1.65
T1
128 Kb/s
B
C D
A
X
W
Z
Y
193.1.1.193/25 193.1.1.65/25
192.168.1.5/30
192.168.1.6/30
193.1.1.129/25 193.1.1.1/25
192.168.1.1/30 192.168.1.2/30
A 193.1.1.0/25 por 192.168.1.2 A 193.1.1.128/25 por 192.168.1.1
A 193.1.1.64/26 por 192.168.1.6A 193.1.1.0/26 por 193.1.1.129
A 193.1.1.192/26 por 192.168.1.5A 193.1.1.128/26 por 193.1.1.1
Problema examen septiembre 2000: solución alternativa
Aplicación Subred
Datos normales 193.1.1.128/26
Voz sobre IP 193.1.1.192/26
Aplicación Subred
Datos normales 193.1.1.0/26
Voz sobre IP 193.1.1.64/26
Redes 3-162Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Internet
Enlace LAN inalámbrico
A B C
X Y
Oficina Nueva Oficina Vieja
Z
Red 195.123.0.0Conexión a Internet: 192.169.15.6/30
Realizar la asignación de direccionesDetallar la configuración de los routers (X, Y y Z) y de los hosts (A, B y C)¿Cuántas tramas MAC atraviesan el radioenlace si ping de A a B?¿cuántas si ping de A a C?¿Que pasa si suprimimos el router X o el Y?
Se pide:Datos:
Problema examen junio 2001
Redes 3-163Universidad de Valencia Rogelio Montañana
Internet
Enlace LAN inalámbrico
A B C
X Y
Oficina Nueva195.123.0.128/25
Oficina Vieja195.123.0.0/25
Z
195.123.0.129/25
195.123.0.131/25GW 195.123.0.129
195.123.0.130/25GW 195.123.0.129
195.123.0.3/25GW 195.123.0.1
195.123.0.1/25195.123.0.2/25
192.169.15.6/30
192.168.0.2/24 192.168.0.1/24
A 0.0.0.0/0 por 192.168.0.1A 195.123.0.128/25 por 192.168.0.2A 0.0.0.0/0 por 195.123.0.2
A 195.123.0.128/25 por 195.123.0.1A 0.0.0.0/0 por 192.169.15.5
192.169.15.5/30
Ping de A a B no genera ningún tráfico en radioenlace, es filtrado por router XPing de A a C genera cuatro tramas en radioenlace, dos ARP y dos ICMPSi suprimimos X o Y el broadcast/multicast de la oficina nueva o vieja inunda el radioenlace
Solución problema examen junio 2001
Redes 3-164Universidad de Valencia Rogelio Montañana
A C
D
B
Problema 1 examen septiembre 2001
Diseñar plan de direcciones para todas las LAN y las WANIndicar interfaces y rutas en A, B, C y D (routing estático)Calcular tráfico relativo para cada enlace WANIntentar un reparto lo más homogéneo posible de tráfico entre los cuatro enlaces
Se pide:
Redes 3-165Universidad de Valencia Rogelio Montañana
A C
D
B
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
192.168.3.0/24
192.168.2.0/24
192.168.0.1/24
192.168.1.1/24
192.168.3.1/24
192.168.2.1/24
192.169.0.5/30192.169.0.6/30
192.169.1.6/30
192.169.1.5/30
192.169.2.5/30192.169.2.6/30
192.169.3.6/30
192.169.3.5/30
A 192.168.1.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.2.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.3.0/24 por 192.169.3.5
A 192.168.0.0/24 por 192.169.0.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.1.6A 192.168.3.0/24 por 192.169.1.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.1.5A 192.168.1.0/24 por 192.169.1.5A 192.168.3.0/24 por 192.169.2.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.3.6A 192.168.1.0/24 por 192.169.2.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.2.5
Problema 1 examen septiembre 2001: solución 1
Tráfico A-C y C-A por BTráfico B-D y D-B por C
Redes 3-166Universidad de Valencia Rogelio Montañana
A C
D
B
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
192.168.3.0/24
192.168.2.0/24
192.168.0.1/24
192.168.1.1/24
192.168.3.1/24
192.168.2.1/24
192.169.0.5/30192.169.0.6/30
192.169.1.6/30
192.169.1.5/30
192.169.2.5/30192.169.2.6/30
192.169.3.6/30
192.169.3.5/30
A 192.168.1.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.2.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.3.0/24 por 192.169.3.5
A 192.168.0.0/24 por 192.169.0.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.1.6A 192.168.3.0/24 por 192.169.1.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.2.6A 192.168.1.0/24 por 192.169.1.5A 192.168.3.0/24 por 192.169.2.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.3.6A 192.168.1.0/24 por 192.169.3.6A 192.168.2.0/24 por 192.169.2.5
Problema 1 examen septiembre 2001: solución 2
Tráfico A-C por BTráfico B-D por CTráfico C-A por DTráfico D-B por A
Redes 3-167Universidad de Valencia Rogelio Montañana
A C
D
B
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
192.168.3.0/24
192.168.2.0/24
192.168.0.1/24
192.168.1.1/24
192.168.3.1/24
192.168.2.1/24
192.169.0.5/30
192.169.0.6/30
192.169.1.6/30
192.169.1.5/30
192.169.2.5/30192.169.2.6/30
192.169.3.6/30
192.169.3.5/30
A 192.168.1.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.2.0/25 por 192.169.0.6
A 192.168.2.128/25 por 192.169.3.5
A 192.168.3.0/24 por 192.169.3.5
A 192.168.0.0/24 por 192.169.0.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.1.6A 192.168.3.0/25 por 192.169.1.6A 192.168.3.128/25 por 192.169.0.5
A 192.168.0.0/25 por 192.169.2.6A 192.168.0.128/25 por 192.169.1.5A 192.168.1.0/24 por 192.169.1.5A 192.168.3.0/24 por 192.169.2.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.3.6A 192.168.1.0/25 por 192.169.3.6A 192.168.1.128/25 por 192.169.2.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.2.5
Problema 1 examen septiembre 2001: solución 3
Tráfico A-C y C-A por B y DTráfico B-D y D-A por C y AReparto estático separando en subredes
Redes 3-168Universidad de Valencia Rogelio Montañana
A C
D
B
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
192.168.3.0/24
192.168.2.0/24
192.168.0.1/24
192.168.1.1/24
192.168.3.1/24
192.168.2.1/24
192.169.0.5/30
192.169.0.6/30
192.169.1.6/30
192.169.1.5/30
192.169.2.5/30192.169.2.6/30
192.169.3.6/30
192.169.3.5/30
A 192.168.1.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.2.0/24 por 192.169.0.6A 192.168.2.0/24 por 192.169.3.5A 192.168.3.0/24 por 192.169.3.5
A 192.168.0.0/24 por 192.169.0.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.1.6A 192.168.3.0/24 por 192.169.1.6A 192.168.3.0/24 por 192.169.0.5
A 192.168.0.0/24 por 192.169.2.6A 192.168.0.0/24 por 192.169.1.5A 192.168.1.0/24 por 192.169.1.5A 192.168.3.0/24 por 192.169.2.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.3.6A 192.168.1.0/24 por 192.169.3.6A 192.168.1.0/24 por 192.169.2.5A 192.168.2.0/24 por 192.169.2.5
Problema 1 examen septiembre 2001: solución 4
Tráfico A-C y C-A por B y DTráfico B-D y D-B por C y AReparto separando por paquetes en router
Redes 3-169Universidad de Valencia Rogelio Montañana
202.1.1.1/25 202.1.1.129/25
202.1.1.2/25Rtr.: 202.1.1.1
202.1.1.130/25Rtr.: 202.1.1.129
A B
Problema 2 examen septiembre 2001
A ejecuta ‘ping 202.1.1.130’ y recibe una respuesta.Describa la secuencia de tramas Ethernet producidas y su contenido
MAC Or. MAC Des. LAN Orig. Pasa puente Ethertype Mensaje
AA FF X SI ARP ARP Request ¿quién es 202.1.1.1?
CC AA X NO ARP ARP Response: es CC
AA CC X NO IP ICMP ECHO REQUEST para 202.1.1.130
DD FF Y SI ARP ARP Request ¿quién es 202.1.1.130?
BB DD Y NO ARP ARP Response: es BB
DD BB Y NO IP ICMP ECHO REQUEST para 202.1.1.130
BB DD Y NO IP ICMP ECHO REPLY para 202.1.1.2
CC AA X NO IP ICMP ECHO REPLY para 202.1.1.2
C D