1 de 23 Tema 4. El Protocolo Interred IP Tema 4. IP Enrique Alba Torres Índice Resumen sobre TCP/IP Funcionamiento El Datagrama IPv4 Otros Protocolos IPv6 Bibliografía Universidad de Málaga (UMA) 18/03/2005 2 de 23 Tema 4. IP Resumen de Contexto. TCP/IP • 1969. DARPA financió ARPANET (I+D, red S&F). Objetivos: estudio de técnicas robustas, fiables e independientes del fabricante. Índice • 1975. ARPANET es operativa. Resumen sobre TCP/IP • INTERNET = [ARPANET + CSNET + MILNET] (1983) + NSFNET (1986). Funcionamiento El Datagrama IPv4 • La mezcla de usuarios, software y hardware hacen cambiar la filosofía de trabajo de los protocolos de comunicación: Otros Protocolos (cid:121) IP que puede ejecutarse con requisitos mínimos. (cid:121) TCP para conexiones duraderas y libres de errores. IPv6 (cid:121) UDP para conexiones puntuales (posibles errores). (cid:121) <encaminamiento, control de la red, aplicaciones, ...> Bibliografía • 1983. TCP/IP se adopta como estándar militar (MIL STD). DARPA fundó BBN para incluir TCP/IP en el UNIX Berkeley. 18/03/2005 3 de 23 Tema 4. IP Características de TCP/IP • Conjunto de protocolos estándares, de libre disposición e independientes de la máquina y del S.O. • Ideal para interconexión de sistemas distintos: Índice (cid:121) internets (cid:121) intranets • Direccionamiento estándar a nivel de red y de transporte: Resumen sobre TCP/IP (cid:121) Direcciones IP (cid:121) Direcciones de Puerto Funcionamiento • Facilidad para trabajar como red dorsal. El Datagrama IPv4 ETHERNET TOKEN RING ROUTER IP Otros Protocolos ROUTER IP X.25 IPv6 Bibliografía • Conjunto de estándares para aplicaciones: (cid:121) Terminal Virtual (cid:121) Gestión de una Red (cid:121) Correo Electrónico (cid:121) Servicio de Nombres (cid:121) Transferencia de Ficheros (cid:121) Tr. Páginas Hiper-Texto 18/03/2005 4 de 23 Tema 4. IP Estándares de Protocolo • La Naturaleza abierta de TCP/IP requiere de mecanismos flexibles y públicamente consensuados: Request For Comments (RFC’s). Índice − RFC-768: User Datagram Protocol − RFC-791: Internet Protocol Resumen sobre TCP/IP − RFC-792: Internet Control Message Protocol Funcionamiento − RFC-793: Transmission Control Protocol − RFC-821: Simple Mail Transfer Protocol El Datagrama IPv4 − RFC-826: Ethernet Address Resolution Protocol Otros Protocolos − RFC-854: Telnet Protocol Specification − RFC-959: File Transfer Protocol IPv6 − RFC-1035: Domain Name Service Bibliografía − RFC-1058: Routing Information Protocol − RFC-1094: Network File System Protocol − RFC-1360: IAB Official Protocol Standards 18/03/2005 5 de 23 Comunicación de Datos Tema 4. IP en TCP/IP • El Modelo de Referencia OSI (cid:116) Nivel de Aplicación Protocolos de aplicación que usan la red (cid:115) Nivel de Presentación Semántica, sintaxis, compresión, seguridad Índice (cid:114) Nivel de Sesión Maneja sesiones entre las aplicaciones (cid:113) Nivel de Transporte Comunicación extremo-a-extremo (cid:112) Nivel de Red Encaminamiento, CdC, Interconexión de R. Resumen sobre TCP/IP (cid:111) Nivel de Enlace Tr. de datos confiable por el enlace físico (cid:110) Nivel Físico Características físicas del medio de transm. Funcionamiento • Arquitectura TCP/IP El Datagrama IPv4 HTTP FTP telnet finger DNS SNMP DNS Otros Protocolos Aplicación RIP ping POP3/MAP SMTP BGP traceroute tftp time/NTP whois SSL IPv6 Transporte TCP UDP ICMP OSPF Bibliografía Interred IP ARP Ethernet/802.3 Token Ring/802.5 X.25 FDDI ISDN Frame Relay ATM Wireless (802.11) SONET/SDH Acceso a la Red PPP HDLC SLIP/CSLIP xDSL Cable Modem ....................................................................................... 18/03/2005 6 de 23 Tema 4. IP Introducción a IP • El Protocolo Interred (IP, RFC-791) realiza el reparto básico de datagramas (intra/inter-red). • IP porporciona un servicio sin conexión no fiable pero best effort. Índice • Todos los datos fluyen a través de IP. Debe estar implementado en los hosts y en los encaminadores (routers o gateways). Resumen sobre TCP/IP − RFC 894: IP over Ethernet Networks − RFC 1088: IP over NETBIOS Funcionamiento − RFC 1188: IP over FDDI − RFC 1331: Point to Point Protocol (PPP) El Datagrama IPv4 − RFC 1356: IP over X.25 Networks Otros Protocolos • Las principales funciones de IP incluyen: − Gestionar el envío/recepción de datagramas. IPv6 − Gestionar el esquema de direccionamiento. − Gestionar el tráfico entre la capa de acceso a la red y la Bibliografía de transporte. − Encaminar adecuadamente los datagramas a los hosts destino. − Gestionar la fragmentación/reensamblado de datagramas. 18/03/2005 7 de 23 Encaminamiento de Tema 4. IP Datagramas en IP • Encaminamiento a través de gateways usando IP: Host A1 Host C1 Aplicación Aplicación Índice Transporte Gateway G1 Gateway G2 Transporte Interred Interred Interred Interred Acceso a Red Acceso a Red Acceso a Red Acceso a Red Resumen sobre TCP/IP Funcionamiento Red A Red B Red C • Interconexión de redes (conversión frente a tunneling): El Datagrama IPv4 Otros Protocolos G1 Token Ring IPv6 A1 X.25 Bibliografía Ethernet G2 C1 18/03/2005 8 de 23 Algoritmo de Encaminamiento de Tema 4. IP Datagramas en IP • Algoritmo de Encaminamiento básico de un router IP: 1. Extraer la dirección IP destino del datagrama. Índice 2. Determinar el identificador de red (NET-ID). Resumen sobre TCP/IP 3. Si NET-ID es una red alcanzable directamente: (cid:214)Enviar el datagrama al destino (ARP). Funcionamiento 4. Si no, si hay una ruta específica en OPCIONES: El Datagrama IPv4 (cid:214)Enviar según la ruta específica. Otros Protocolos 5. Si no, si NET-ID aparece en la tabla de encaminamiento: (cid:214)Enviar según la tabla de encaminamiento. IPv6 6. Si no, si hay un gateway por defecto: Bibliografía (cid:214)Enviar al gateway por defecto. 7. En otro caso (cid:214) Error de Encaminamiento (ICMP). 18/03/2005 9 de 23 Fragmentación de Tema 4. IP Datagramas en IP • Cada red tiene asociado un valor de unidad máxima de transmisión o MTU. Índice • Si un gateway necesita pasar un datagrama largo por una red de menor MTU debe fragmentar. Resumen sobre TCP/IP • Un bit controla si la fragmentación es posible o no: DF: Funcionamiento (cid:214)Si DF está inactivo es posible fragmentar. El Datagrama IPv4 (cid:214)Si DF está activo ICMP devolverá un error (“destino inalcanzable”). Otros Protocolos IPv6 • El reensamblado se realiza en el host destino. Bibliografía • El reensamblado utiliza el campo de IDENTIFICACIÓN y de OFFSET de cada datagrama fragmento (entre otros campos). 18/03/2005 10 de 23 Transferencia de Datagramas a la Tema 4. IP Capa de Transporte • Cada datagrama debe ser entregado a un protocolo de transporte. • El protocolo de transporte receptor viene codificado en el propio Índice datagrama. • Los protocolos de transporte típicamente son: Resumen sobre TCP/IP − TCP (#6) − UDP (#17) • Otros protocolos usan también a IP, tales como ICMP y OSPF. Funcionamiento Nivel de Aplicación El Datagrama IPv4 Datos Otros Protocolos Nivel de Transporte Cabecera Datos IPv6 Nivel Interred Cabecera Cabecera Datos Bibliografía Nivel de Acceso a Red Cabecera Cabecera Cabecera Datos CABECERA DE LA INFORMACIÓN DE LA APLICAC.: COLA DE LA CAPA CABECERA IP CABECERA TCP CAPA DE ENLACE FTP, SMTP, TELNET, ... DE ENLACE 18/03/2005