Una dirección IP contiene el identificador de la red a la cual el host está conectado así como el identificador (único) del host en esa red
Una dirección IP es una pareja (netid, hostid) en donde:
netid: identificador de la red
hostid: identificador del host en esa red
Se tienen tres clases de direcciones:
clase A: redes grandes; primer bit es cero, hay 27-2 redes posibles cada una con 224-2 posibles hosts (más de 65,536)
clase B: redes medianas; valor primeros bits: 10, hay 214–2 redes posibles, cada una con 28-2 a 216-2 posibles hosts
clase C: redes chicas; valor primeros bits: 110, hay 221-2 redes posibles, cada una con 28-2 hosts
Tipos de direcciones internet
0 7 15 23 31
(Gp:) 0
(Gp:) Ident. de red
(Gp:) Identificador del host
(Gp:) 0 1
(Gp:) Identificador de la red
(Gp:) Identificador del host
(Gp:) 1 1 0
(Gp:) Identificador de la red
(Gp:) Identificador host
(Gp:) 1 1 1 0
(Gp:) Identificador del grupo de hosts
clase A
clase B
clase C
clase D
Notación decimal
Una dirección IP es representada usando 4 dígitos separados por un punto
Cada dígito representa 1 byte (8 bits) de la dirección IP
Ejemplo:
dirección IP: 10000000 00001010 00000010 00011110
equivalente decimal: 128 10 2 30
notación decimal: 128.10.2.30
Ejemplos direcciones
Ejemplo dirección clase A:
10.0.0.3210 00001010.00000000.00000000.000100002
Ejemplo dirección clase B:
128.14.58.6010 10000000.00001110.00111010.001111002
Ejemplo dirección clase C
192.9.150.2210 11000000.00001001.10010110.110010102
El identificador de la red se encuentra en negrillas
Direcciones especiales
Una dirección internet puede ser usada para referirse a una red específica, además de un host
Una dirección de red contiene 0's en el campo de hostid
ejemplo: netid 000.0
Una dirección de broadcast contiene 1's en el campo de hostid
ejemplo: netid 111.1
Broadcast limitado:
no se puede enviar nada a dirección: 111…1 1111…1
Ejemplo asignaciones direcciones IP
walhalla
231.1.2.7
empyree
231.1.2.1
192.1.1.7
paradis
231.1.2.2
eden
231.1.2.3
elysee
231.1.2.5
svarga
231.1.2.6
bali
231.1.2.4
FDDI
(Gp:) españa
192.1.1.2
(Gp:) grecia
192.1.1.6
(Gp:) francia
192.1.1.5
(Gp:) rusia
192.1.1.8
(Gp:) cuba
192.1.1. 3
(Gp:) mexico
192.1.1.1
ETHERNET
(Gp:) canada
192.1.1.4
Mapeo direcciones lógicas a físicas
Dada una dirección lógica o el nombre de un host, ¿como se puede conocer su dirección física?
Tipos direciones físicas:
ethernet: direcciones largas y fijas (únicas) 48 bits
ProNET-10: direcciones chicas y configurables 8 bits
Mapeo directo:
Para tipos direcciones de ProNET-10
La dirección física es codificada en su dirección IP
host dirección física 3, IP= 192.5.48.3
Mapeo dinámico
dirección física de 48 bits en una de IP de 32 bits
uso protocolo ARP
Protocolo ARP
Address Resolution Protocol
Permite a un host conocer la dirección física de un host destino en la misma red física, dada únicamente la dirección IP del host destino
Protocolo:
Host A desea resolver dirección IP de B, IPB
A realiza un broadcast de un paquete especial para pedir al host con dirección IB que responda con su dirección física
Todos los hosts incluyendo a B, reciben la petición
Host B reconoce su dirección y envía una respuesta conteniendo su dirección física
Host A recibe respuesta y usa dirección física para comunicarse con host B
Uso memoria cache
Host que usa ARP mantiene en memoria Cache una lista de parejas (dirección IP y física) de las direcciones físicas recien adquiridas
de esta forma se evita usar ARP cada vez que un host se desea comunicar
cuando un host recibe una respuesta ARP actualiza su tabla
cuando desea transmitir primero busca en su memoria cache
Determinando una dirección IP al arranque
Programas aplicación usuario siempre usan direcciones IP
Normalmente la dirección IP de una máquina se almacena en disco
El S.O. la puede encontrar al arrancar la máquina
¿Como puede una máquina determinar su dirección IP al arrancar, cuando esta no ha sido aún almacenada en disco, o cuando se carece de este último?
Protocolo RARP
Reverse Address Resolution Protocol
Dirección física de red de una máquina es un identificador único y fácilmente disponible
Una máquina utiliza el protocolo RARP para obtener su dirección IP a partir de un servidor
RARP utiliza el mismo formato de mensaje que ARP
Pasos protocolo RARP
La fuente efectúa la difusión del mensaje RARP (RARP Req)
Mensaje incluye información siguiente:
SENDER HA: dirección física del emisor
TARGET HA: dirección física del emisor (puede ser la dirección física de un tercer host)
Todas las máquinas de la red reciben la petición
Sólo las máquinas autorizadas para atender mensajes RARP envían una respuesta (Servidores RARP)
La red debe contar con al menos 1 servidor RARP
La máquina fuente recibe respuesta de todos los servidores RARP, sólo el primero es tomado en cuenta
(Gp:) C
(Gp:) A
(Gp:) B
(Gp:) D
(Gp:) C
(Gp:) A
(Gp:) B
(Gp:) D
C, D: servidores RARP
A: host solicitante
El protocolo TCP
TCP: Transmission Control Protocol
Especificación RFC 793 y MIL-STD 1778
Principal tarea: transporte confiable de datos a través de la red
Su funcionalidad no difiriere mucho de otros protocolos de transporte más complicados
Diferencia: fronteras de bloques no son preservadas
Características principales TCP
Proporciona circuito virtual full duplex bidireccional
Desde el punto de visto del usuario, los datos son transmitidos en streams y no en bloques
Transmisión confiable usando:
números de secuencia
construcción de checksums con acks de recepción
acknowledgements con timeout
retransmisión segmentos después de ack timeout
Ventana deslizante para obtener mayor eficiencia
Funciones de datos urgentes y de push
Direccionamiento vía número de puerto de 16 bits
Números de puertos
Usados para direccionamietno a nivel transporte
16 bits para números puertos, entonces se pueden establecer hasta 65,535 puertos diferentes
Rango de validez puerto depende del host
Juntos: el id de la red, el id del host y el número de puerto constituyen un punto terminal de comunicación (socket)
Protocolo comunicación al estilo sistema telefónico (orientado conexión)
Ejemplo números puertos
Servicio Número de puerto
daytime 13
netstat 15
chargen 19
ftp-data 20
ftp 21
telnet 23
smtp 25
time 37
exec 512
login 513
shell 514
printer 515
Protocolo UDP
UDP: User Datagram Protocol
Especificación RFC 768
Conexión orientada no conexión
Direccionamiento vía números puertos
Checksums de datos
Protocolo muy simple
Seguimiento de acuerdo al mejor-esfuerzo
Número de campos menor que IP y TCP, por lo que es considerado como un protocolo de peso ligero
Protocolo ICMP
ICMP: Internet Control Message Protocol
Referencia: RFC 792
Principal responsabilidad: notificación de errores a los responsables y/o involucrados
Es un componente de cada implementación de IP
Transporta datos de error y diagnostico para el protocolo IP
Existen diferentes tipos de mensajes, que son tratados por el resto de la red como cualquier otro datagrama
Puede verse como un paquete IP comunicándose con otro paquete IP a través de la red
Ejemplo de tipos paquetes ICMP
(Gp:) Tipo Función
0 Respuesta de eco
1 Destino inalcanzable
2 Source quench (calmar la fuente)
3 Redirección solicitada
8 Petición de eco
11 Tiempo excedido de un datagrama
12 Problema parámetro en un datagrama
13 Petición estampilla de tiempo
14 Respuesta estampilla de tiempo
Protocolos niveles 5 a 7
Telnet
FTP
SMTP
TFTP
Protocolo Telnet
Especificación: RFC 854
Proporciona acceso, en forma de terminal de sesión a una computadora conectada a la red
En unix se compone de dos partes
cliente: comando telnet
servidor: demonio telnetd
Otra opción parecida es rlogin
Ejemplo telnet
Protocolo FTP
FTP: File Transfer Protocol
Especificación RFC 959
Puerto 21 de TCP especifica el canal de comandos y el puerto 20 el canal de datos
Protocolo transferencia de archivos entre dos computadoras
En Unix tiene dos partes
cliente: comando ftp
servidor: demonio ftpd
Utiliza texto ASCII en formato NVT
Ejemplo ftp
Protocolo SMTP
SMTP: Simple Mail Transfer Protocol
Referencia RFC 821
Protocolo utilizado para la implementación de correo electrónico
Puerto 25 de TCP es utilizado por SMTP
Incorpora muchas características de FTP
En Unix es implementado por el programa /usr/lib/sendmail
Archivo configuración: /usr/lib/sendmail.cf
Protocolo TFTP
TFTP: Trivial File Transfer Protocol
Especificación RFC 783
Utiliza puerto 69 de UDP
Protocolo de transferencia de archivos de mínimos requerimientos
Diferencia con FTP: uso de protocolos en modo no conexión
Es responsable de la confiabilidad en la transmisión, a través timeouts
No involucra un "logeo" en el servidor
El DNS
Computadoras son direccionadas con nombres simbólicos
El mapeo de nombre simbólico a dirección internet lo hacía la computadora del NIC (Network Information Center)
Crecimiento Internet hace lo anterior poco práctico
DNS: Domain Name Service
Conceptos y protocolos RFC 1034 y RFC 1035 con suplementos en RFC 1101 y RFC 1183
El procedimiento para participar en el mundo DNS con su propio nombre de red se encuentra descrito en el RFC 1032
Estructura del nombre
Nombre esta dividido en dominios
Dominios están acomodados de acuerdo a una estructura de árbol
Existe una raíz y abajo se encuentran los dominios de alto nivel, los cuales se subdividen en subdominios
Los nombres deben de ser únicos
Los niveles de alto nivel son predefinidos por el NIC
Existen nombres para los dominios de alto nivel de las organizaciones en USA (mil, edu, gov, com, org, etc)
Para cada país conectado existen otros nombres para estos dominios (de, uk, mx, fr, etc)
Ejemplo estructura nombre
(Gp:) raíz
(Gp:) mil
(Gp:) edu
(Gp:) arpa
(Gp:) brl
(Gp:) nosc
(Gp:) darpa
(Gp:) in-
addr
(Gp:) sri-nic
(Gp:) acc
(Gp:) mit
(Gp:) ksu
(Gp:) yale
(Gp:) cc
(Gp:) cs
(Gp:) ee
Otros protocolos
BOOTP
DHCP
HDLC
NAT
Protocolo BOOTP
BOOTP: Boostrap Protocol
Referencia: RFC 951
Protocolo que permite que un usuario de red pueda ser automáticamente configurado (reciba una dirección IP) y que disponga de un sistema operativo booteado o inicializado sin intervención de usuario
El servidor manejado por un administrador de red, asigna automáticamente una dirección IP de una piscina de direcciones.
Esta dirección tiene una cierta duración de tiempo
Es base de otros protocolos de manejo de red, p.e. DHCP
Protocolo DHCP
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol
Referencia: RFC 1531 y 1541
Permite a administradores de red automatizar y centralizar la asignación de direcciones IP
Util en el caso de computadoras cuya dirección IP no se debe de asignar manualmente (computadoras nómadas)
Envía una dirección IP automáticamente cuando una computadora se conecta en un diferente lugar en la red
La dirección tiene un tiempo durante el cual es válida para esa máquina
128.45.12.1
128.45.12.4
128.45.12.23
128.45.12.8
128.45.12.21
HDCL
HDCL: High-level Data Link Control
Grupo de protocolos o reglas para transmitir datos entre dos puntos de una red (a veces llamados nodos)
Los datos son organizados en unidades llamadas frames y enviados a su destino que verifica su llegada exitosa
Maneja flujo o "pacing" provocado por datos enviados
Existen diferentes variantes de HDLC:
NRM Normal Response Mode, (redes multipunto usando SDLC)
LAP: Link Access Procedure (primeras implementacionex X.25)
LAPB: Link Access Procedure Balanced (imp. act. de X.25)
LAPD: Link Access Procedure for ISDN D channel (frame relay e ISDN D)
LAPM: Link Access Procedure for Modems
El NAT
NAT: Network Address Translation
Referencia: RFC 1631
Es la traducción de una dirección internet usada dentro de una red, en una otra direccion conocida en otra red
Una red es llamada red interior, mientras que la otra se conoce como red exterior
Usualmente se mapean direcciones locales de redes internas a una o mas direcciones exteriores
Red privada
También se unmapea las direcciones globales IP de paquetes de entrada en direcciones locales internas
Toda petición de entrada o salida debe pasar por un proceso de traducción
Servidor
NAT
(Gp:) Internet
dirección
dirección
traducida
HTTP
Hypertext transfer protocol
RFC 2616, 2068
Protocolo de nivel aplicación para intercambio de información hipermedia en internet
Es distribuido y colaborativo
Característica principal: negociación de representación de datos
Usado en la WWW desde 1990
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