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Tema 3
El Nivel de Red en Internet
Rogelio Montañana
Departamento de Informática
Universidad de Valencia
[email protected]
http://www.uv.es/~montanan/
Universidad de Valencia
Redes 3-1
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
Universidad de Valencia
Redes 3-2
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
Universidad de Valencia
Redes 3-3
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
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Redes 3-4
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
Universidad de Valencia
Redes 3-5
Rogelio Montañana
Cabecera de un datagrama IPv4
32 bits
Versión
Lon. Cab.
DS (DiffServ)
Identificación
Tiempo de vida (TTL)
Longitud Total
Res. DF MF
Protocolo
Desplazam. de Fragmento
Checksum
Dirección de origen
Dirección de destino
Opciones (de 0 a 40 octetos)
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
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Redes 3-6
Rogelio Montañana
Algunos de los posibles valores del campo Protocolo
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
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Redes 3-7
Rogelio Montañana
Opciones de la cabecera IP
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
9
Ping -j
Loose source La cabecera lleva una lista de routers
por los que debe pasar el datagrama,
routing
pero puede pasar además por otros
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)
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Redes 3-8
Rogelio Montañana
Sumario
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•
•
•
•
•
•
•
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
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Redes 3-9
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.
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Redes 3-10
Rogelio Montañana
Clases de direcciones IPv4
32 bits
Rango
Clase
0.0.0.0
127.255.255.255
A
0 Red (128)
B
10
C
110
D
1110
Grupo Multicast (268435456)
224.0.0.0
239.255.255.255
E
1111
Reservado
240.0.0.0
255.255.255.255
Universidad de Valencia
Host (16777216)
Red (16384)
Host (65536)
Red (2097152)
Redes 3-11
Host (256)
128.0.0.0
191.255.255.255
192.0.0.0
223.255.255.255
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
Universidad de Valencia
Redes 3-12
Rogelio Montañana
Un router conectando tres LANs
IP: 147.156.24.12
Rtr: 147.156.0.1
La dirección IP de este host
Su router por defecto
IP: 147.156.145.17
Rtr: 147.156.0.1
LAN B
213.15.1.0
(Clase C)
LAN A
147.156.0.0
(Clase B)
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’).
147.156.0.1

213.15.1.1

193.146.62.1 
LAN C
193.146.62.0
(Clase C)
IP: 213.15.1.3
Rtr: 213.15.1.1
IP: 193.146.62.12
Rtr. 193.146.62.1
Universidad de Valencia
IP: 213.15.1.2
Rtr: 213.15.1.1
IP: 193.146.62.215
Rtr: 193.146.62.1
Redes 3-13
Rogelio Montañana
Dos routers conectando tres LANs
LAN A
202.1.1.0
(Clase C)
LAN B
203.1.1.0
(Clase C)
LAN C
204.1.1.0
(Clase C)
H2
H1
202.1.1.2
Rtr 202.1.1.1
202.1.1.1
X
203.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
202.1.1.3
Rtr 202.1.1.1
203.1.1.3
A 202.1.1.0
por 203.1.1.1
Rtr 203.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
203.1.1.2
204.1.1.1
Y
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
Las rutas son
necesarias para
que X e Y sepan
como llegar a la
LAN remota (C
para X, A para Y)
203.1.1.4
A 202.1.1.0
por 203.1.1.1
Rtr 203.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
Universidad de Valencia
204.1.1.2
Rtr 204.1.1.1
Redes 3-14
204.1.1.3
Rtr 204.1.1.1
Rogelio Montañana
Definición de rutas en hosts
H1 (ruta por defecto):
windows: route add 0.0.0.0 202.1.1.1
route add default gw 202.1.1.1
linux:
H2 (rutas explícitas):
windows: route
route
route
linux:
route
add
add
add
add
202.1.1.0 mask
204.1.1.0 mask
-net 202.1.1.0
-net 204.1.1.0
255.255.255.0 203.1.1.1
255.255.255.0 203.1.1.2
netmask 255.255.255.0 gw 203.1.1.1
netmask 255.255.255.0 gw 203.1.1.2
Ver rutas:
windows: route print
route
linux:
Borrar una ruta:
windows: route delete 202.1.1.0
route del –net 202.1.1.0 gw 203.1.1.1 netmask 255.255.255.0
linux:
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Redes 3-15
Rogelio Montañana
Resultado del comando route en H1 y H2
Rutas en H1 (202.1.1.2):
> route -n
Routing tables
Destination
127.0.0.1
Default
202.1.1.0
Gateway
Flags
127.0.0.1
202.1.1.1
202.1.1.2
Rutas en H2 (203.1.1.3):
UH
UG
U
Refcnt
4
76
45
Use
34928
2375425
2319834
Interface
Interfaz
loopback
virtual
lo0
le0
le0
Interfaz
Ethernet
Esta ruta se pone automáticamente al dar la dir.
IP de la interfaz Ethernet (comando ifconfig)
> route -n
Routing tables
Destination
Gateway
Flags
Refcnt
127.0.0.1
202.1.1.0
203.1.1.0
204.1.1.0
127.0.0.1
203.1.1.1
203.1.1.3
203.1.1.2
UH
U
U
U
3
27
43
37
Use
27394
1945827
2837192
1392847
Interface
lo0
le0
le0
le0
Flags: U: ruta operativa (Up)
G: Ruta gateway (router)
H: Ruta host
Universidad de Valencia
Redes 3-16
Rogelio Montañana
Host ‘multihomed’
203.1.1.3
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
H5
LAN B
203.1.1.0
 203.1.1.1
H1
202.1.1.1

202.1.1.2
Rtr 202.1.1.1
203.1.1.2 
X
Y
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
204.1.1.1

A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
H3
204.1.1.2
Rtr 204.1.1.1
H6
H2
202.1.1.3
Rtr 202.1.1.1
LAN A
202.1.1.0
Universidad de Valencia
202.1.1.4
204.1.1.4


Rtr 202.1.1.1
H4
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 
204.1.1.3
Rtr 204.1.1.1
Redes 3-17
LAN C
204.1.1.0
Rogelio Montañana
Red mallada (con caminos alternativos)
LAN B
203.1.1.0
203.1.1.3
H5
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
 203.1.1.1
H1
203.1.1.2 
202.1.1.1

202.1.1.2
Rtr 202.1.1.1
H3
204.1.1.1
X
Y
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2

A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
204.1.1.2
Rtr 204.1.1.1
H2
H4
202.1.1.4
202.1.1.3
Rtr 202.1.1.4
ping 204.1.1.2

204.1.1.4
Z
204.1.1.3
Rtr 204.1.1.4
A 203.1.1.0 por 202.1.1.1
LAN C
204.1.1.0
LAN A
202.1.1.0
Universidad de Valencia

Redes 3-18
Rogelio Montañana
Enlace WAN: conexión mediante una
línea serie o punto a punto
LAN A
165.12.0.0
LAN B
213.1.1.0
A 213.1.1.0 por 192.168.2.2
Red 192.168.2.0
165.12.0.1
165.12.0.2
Rtr 165.12.0.1
X
213.1.1.2
Rtr 213.1.1.1
192.168.2.1
192.168.2.2
Y
213.1.1.1
A 165.12.0.0 por 192.168.2.1
165.12.0.3
Rtr 165.12.0.1
Universidad de Valencia
Redes 3-19
213.1.1.3
Rtr 213.1.1.1
Rogelio Montañana
Ejemplo de uso de la ruta por defecto
LAN A
165.12.0.0
Y
207.1.1.1
LAN B
207.1.1.0
192.168.1.2
A 165.12.0.0 por 192.168.1.1
A 213.1.1.0 por 192.168.1.1
A 215.1.1.0 por 192.168.1.1
LAN C
213.1.1.0
192.168.1.1
165.12.0.1
X
192.168.2.1
192.168.2.2
Z
213.1.1.1
192.168.3.1
A 0.0.0.0 por 192.168.2.1
A 207.1.1.0 por 192.168.1.2
A 213.1.1.0 por 192.168.2.2
A 215.1.1.0 por 192.168.3.2
192.168.3.2
W
A 0.0.0.0 por 192.168.3.1
Universidad de Valencia
Redes 3-20
Ruta por
defecto
215.1.1.1
LAN D
215.1.1.0
Rogelio Montañana
Conexión a Internet de una oficina principal y
su sucursal
Oficina
Principal
147.156.0.0
147.156.13.5
Rtr 147.156.0.1
147.156.24.12
Rtr 147.156.0.1
A 193.146.62.0 por 192.168.0.1
A 0.0.0.0 por 192.168.1.1
147.156.0.1
192.168.0.2
Sucursal
193.146.62.0
Y
192.168.1.2
192.168.1.1
192.168.0.1
Z
Internet
X
193.146.62.1
A 0.0.0.0 por 192.168.0.2
193.146.62.7
Rtr 193.146.62.1
Universidad de Valencia
A 147.156.0.0 por 192.168.1.2
A 193.146.62.0 por 192.168.1.2
.................................................
.................................................
193.146.62.12
Rtr 193.146.62.1
Redes 3-21
Rogelio Montañana
Direcciones IP especiales
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)
La primera y la última direcciones de una red están siempre reservadas
Universidad de Valencia
Redes 3-22
Rogelio Montañana
Direcciones IP reservadas y privadas
(RFC 1918)
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
Universidad de Valencia
Redes 3-23
Rogelio Montañana
Utilidad de las direcciones privadas
B
A
152.48.7.5
147.156.1.10
Internet
NAT: Network Address Translation
(Traducción de direcciones)
Empresa X
172.16.0.0
130.15.12.27
172.16.1.1
202.34.98.10
147.156.1.1
NAT
Empresa Y
147.156.0.0
NAT
172.16.1.2
Rtr 172.16.1.1
172.16.1.10
Rtr 172.16.1.1
Universidad de Valencia
X e Y montan redes IP
aisladas. X decide
utilizar direcciones
privadas. Y utiliza
direcciones públicas.
147.156.1.10
Rtr 147.156.1.1
147.156.1.2
Rtr 147.156.1.1
Redes 3-24
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
Universidad de Valencia
Redes 3-25
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
Universidad de Valencia
Redes 3-26
Rogelio Montañana
Ejemplo de división en subredes
Vamos a dividir la red 140.140.0.0 (clase B) en 256 subredes.
Red original:
16 bits
16 bits
Red (140.140)
Host
Máscara de 16 bits: 11111111 . 11111111 . 00000000 . 00000000
255
.
255
.
0
.
0
Red subdividida:
16 bits
Red (140.140)
8 bits
8 bits
Subred
Host
Máscara de 24 bits: 11111111 . 11111111 . 11111111 . 00000000
255
Universidad de Valencia
.
255
Redes 3-27
.
255
.
0
Rogelio Montañana
Conexión a Internet de oficina principal y
sucursal configurando subredes
140.140.13.5/24
Rtr 140.140.13.1
Oficina
Principal
140.140.13.0/24
140.140.13.12/24
Rtr 140.140.13.1
A 140.140.15.0/24 por 192.168.0.1
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.1
140.140.13.1/24
192.168.0.2/24
Y
Sucursal
140.140.15.0/24
192.168.1.2/24
192.168.1.1/24
X
140.140.15.1/24
Internet
192.168.0.1/24
A 0.0.0.0/0 por 192.168.0.2
140.140.15.5/24
Rtr 140.140.15.1
Universidad de Valencia
Z
A 140.140.0.0/16 por 192.168.1.2
..................................................
..................................................
140.140.15.12/24
Rtr: 140.140.15.1
Redes 3-28
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
Universidad de Valencia
Redes 3-29
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
Universidad de Valencia
Redes 3-30
Rogelio Montañana
Máscaras que no son múltiplo de 8
Las máscaras de subred pueden no ser bytes enteros. Por ejemplo si
usamos dos bits de subred dividiremos la red en cuatro subredes:
16 bits
140
Máscara:
.
140
11111111 . 11111111
255
Bits subred
.
255
Subred
2 bits
14 bits
Subred
Host
.
11
.
Máscara
000000 . 00000000
192
.
0
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
Estas solo son utilizables si se aplica ‘subnet-zero’
Universidad de Valencia
Redes 3-31
Rogelio Montañana
‘Mini-redes’
Si en vez de usar dos bits de subred los usamos todos menos dos
tendremos muchas subredes muy pequeñas:
16 bits
140
Máscara:
.
140
11111111 . 11111111
255
.
255
.
14 bits
2 bits
Subred
Host
11111111 . 111111
.
255
.
00
252
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.
Direcciones
de subred
(no usar)
Direcciones
de broadcast
(no usar)
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
Primera subred
(usar solo si ‘subnet-zero’)
Universidad de Valencia
Última subred
(usar solo si ‘subnet-zero’)
Redes 3-32
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
Universidad de Valencia
Redes 3-33
Rogelio Montañana
Enlace punto a punto usando subredes
En las rutas la parte host de la dirección siempre debe ser cero
En las interfaces la parte host de la dirección
nunca puede ser toda cero ni toda unos (255)
A 158.42.30.0 255.255.255.0 por 192.168.1.2
A 158.42.20.0 255.255.255.0 por 192.168.1.1
Llevan
máscara
192.168.1.1
255.255.255.252
158.42.20.1
255.255.255.0
No llevan
máscara
192.168.1.2
255.255.255.252
X
158.42.20.12
255.255.255.0
Rtr: 158.42.20.1
LAN A
158.42.20.0
255.255.255.0
Universidad de Valencia
158.42.30.12
255.255.255.0
Rtr: 158.42.30.1
Y
158.42.30.1
255.255.255.0
‘Mini-red’ (subred de cuatro
direcciones) máscara de 30 bits
(rango 192.168.1.0 - 192.168.1.3)
Redes 3-34
LAN B
158.42.30.0
255.255.255.0
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
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
Universidad de Valencia
Decimal
Redes 3-35
Máscara (n) = máscara (n-1) + 128/2n-1
Rogelio Montañana
Posibles subredes de una red clase C
Bits
Nº
Nº
Bits
subred subredes subredes host
(subnet
zero)
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
Universidad de Valencia
Redes 3-36
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
Universidad de Valencia
Redes 3-37
Rogelio Montañana
Ejemplo de subredes con máscara de tamaño variable
16 Subredes de
256 direcciones
cada una
16 Subredes de
1024 direcciones
cada una
3 Subredes de
4096 direcciones
cada una
Subred
Máscara
Subred/bits
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
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
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
156.134.128.0 255.255.128.0 156.134.128/17
32768 direcciones
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Redes 3-38
Rogelio Montañana
Configuración de subredes con máscara
de long. variable y estructura jerárquica
Agregación de rutas
A 140.140.4.0/22 por 10.0.0.10
A 140.140.8.0/23 por 10.0.0.6
A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.1
A 140.140.6.0/23 por 10.0.0.14
A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.9
140.140.0.0/22
Internet
X
10.0.0.1/30
A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.13
10.0.0.9/30
A
10.0.0.2/30
10.0.0.5/30
10.0.0.13/30
B
10.0.0.10/30
10.0.0.14/30
A 140.140.0.0/16 por 10.0.0.2
140.140.4.0/23
C
140.140.6.0/23
A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.17
10.0.0.6/30
A 140.140.9.0/24 por 10.0.0.18
A 0.0.0.0/0 por 10.0.0.5
10.0.0.17/30
D
10.0.0.18/30
140.140.8.0/24
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Redes 3-39
E
140.140.9.0/24
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-40
Rogelio Montañana
Ejemplo de ruta host
A 158.42.30.0/24 por 192.168.1.2
A 158.42.40.0/24 por 192.168.1.6
A 158.42.30.25/32 por 192.168.1.6
158.42.20.1/24
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.1
A 158.42.30.25/32 por 192.168.1.1
LAN B
158.42.30.0/24
158.42.30.1/24
192.168.1.1/30
X
Y
192.168.1.2/30
192.168.1.5/30
158.42.30.12/24
192.168.1.6/30
Z
158.42.20.12/24
158.42.40.1/24
W
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.5
A 158.42.30.25/32 por 158.42.40.25
LAN A
158.42.20.0/24
Universidad de Valencia
Token
Ring
LAN C
158.42.40.0
255.255.255.0
Redes 3-41
Host
multihomed
virtual
158.42.40.25/24
158.42.30.25/32
Este host tiene dos dir. IP
sobre la misma interfaz, una
de su LAN original y otra de
la LAN visitada
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
Universidad de Valencia
Redes 3-42
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
Universidad de Valencia
Redes 3-43
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
Universidad de Valencia
Redes 3-44
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
Superredes
Universidad de Valencia
Redes 3-45
Subredes
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)
Universidad de Valencia
Redes 3-46
Rogelio Montañana
CIDR (RFC 1466)
• 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)
Universidad de Valencia
Redes 3-47
Rogelio Montañana
Asignación de direcciones y tarifas de APNIC
En RIPE lo mínimo que se asigna son redes /20 (4096 direcciones)
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Redes 3-48
Rogelio Montañana
Evolución de la tabla de rutas de Internet
Puesta en
marcha de CIDR
Universidad de Valencia
Redes 3-49
Rogelio Montañana
Actual reparto de direcciones IPv4
0-2
Reservado IANA
21
DDN-RVN
43
Japan Inet
80-81
RIPE NCC
3
General Electric
22
Def. Inf. Syst. Agen.
44
Am.Radio Dig.Com.
82-127
IANA Reservado
4
BBN
23
IANA Reservado
45
Interop Show Net.
128-192
Varios Registros
5
IANA Reservado
24
ARIN
46
BBN
193-195
RIPE NCC
6
Army Info.Sys.Ctr.
25
Royal Sign.&Radar
47
Bell-Northern Res.
196
Variso Registros
7
IANA Reservado
26
Def. Inf. Syst. Agen.
48
Prudential Sec. Inc.
197
IANA Reservado
8
BBN
27
IANA Reservado
49-50
IANA
198
Varios registros
9
IBM
28
DSI-North
51
Dept. Soc. Sec. UK
199-200
ARIN
10
IANA Privado
29-30
Def. Inf. Syst. Agen.
52
DuPont de Nemours
201
Res. Cent-Sud Amer.
11
DoD Intel Inf. Syst.
31
IANA Reservado
53
Cap Debis CCS
202-203
APNIC
12
AT&T
32
Norsk Informasjons.
54
Merck & Co.
204-209
ARIN
13
Xerox
33
DLA Syst. Aut. Ctr
55
Boeing Comp. Serv.
210-211
APNIC
14
IANA Publico
34
Halliburton Comp.
56
US Postal Serv.
212-213
RIPE NCC
15
HP
35
MERIT Comp. Net.
57
SITA
214-215
US DOD
16
DEC
36-37
IANA Reservado
58-60
IANA Reservado
216
ARIN
17
Apple
38
Perf. Syst. Int.
61
APNIC
217
RIPE NCC
18
MIT
39
IANA Reservado
62
RIPE NCC
218-221
APNIC
19
Ford
40
Eli Lili & Company
63-69
ARIN
222-223
IANA Reservado
20
Comp. Sci. Corp.
41-42
IANA Reservado
70-79
IANA Reservado
224-239
IANA Multicast
240-255
IANA Reservado
Universidad de Valencia
Redes 3-50
Rogelio Montañana
Evolución de direcciones en IP
TCP 32 bits
IP 32 bits
(RFC 675)
(RFC 760)
5 bits
(RFC 1)
8 bits
63 hosts en
Clases A, B, C
ARPANET
6 bits
(RFC 790)
1970
1980
IPv6
(RFC 1883)
CIDR
(RFC 1518,1519)
1990
2000
RIPE
DDN NIC
Universidad de Valencia
Redes 3-51
ARIN
LACNIC
APNIC
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
Universidad de Valencia
Redes 3-52
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
Universidad de Valencia
Redes 3-53
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).
Universidad de Valencia
Redes 3-54
Rogelio Montañana
Principales mensajes de ICMP
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
Universidad de Valencia
Redes 3-55
Rogelio Montañana
Comando PING
ICMP ECHO REQUEST y ECHO REPLY
Iluso_$ ping –s www.uv.es 64 4
PING video.ci.uv.es: 64 bytes packets
64 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 loss
Round-trip (ms) min/avg/max = 1/1/1
Por cada paquete
enviado se recibe
una respuesta. El
tiempo indicado es
el de ida y vuelta
Iluso_$ ping –s www.cmu.edu 64 4
PING server.andrew.cmu.edu: 64 bytes packets
64 bytes from 128.2.72.5: icmp_seq=0. time=287. ms
64 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 loss
Round-trip (ms) min/avg/max = 277/285/290
Universidad de Valencia
Redes 3-56
Rogelio Montañana
Comando Traceroute
ICMP TIME EXCEEDED
Iluso_$ traceroute www.uniovi.es
traceroute 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 ms
Iluso_$
Universidad de Valencia
Redes 3-57
Rogelio Montañana
Uso del comando ICMP REDIRECT
LAN B
203.1.1.0
LAN A
202.1.1.0
202.1.1.2
Rtr 202.1.1.1
LAN C
204.1.1.0
203.1.1.3
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
202.1.1.1
X
203.1.1.1 203.1.1.2
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
Y
204.1.1.2
Rtr 204.1.1.1
204.1.1.1
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
Z
W
202.1.1.3
Rtr 202.1.1.1
Ruta no óptima hacia LAN C
Ruta añadida por ICMP REDIRECT
Universidad de Valencia
203.1.1.4
204.1.1.3
Rtr 204.1.1.1
A 0.0.0.0 por 203.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
Redes 3-58
Rogelio Montañana
Efecto de ICMP REDIRECT sobre el host 203.1.1.4 anterior
> route -n
Routing tables
Destination
Gateway
Flags
Refcnt
127.0.0.1
Default
203.1.1.0
127.0.0.1
203.1.1.1
203.1.1.4
UH
UG
U
6
62
33
Use
62806
2999087
1406799
Interface
lo0
le0
le0
(recibido mensaje ICMP REDIRECT)
> route -n
Routing tables
Destination
Gateway
Flags
Refcnt
127.0.0.1
Default
203.1.1.0
204.1.1.0
127.0.0.1
203.1.1.1
203.1.1.4
203.1.1.2
UH
UG
U
UGD
6
62
33
1
Flags: U:
G:
H:
D:
ruta
Ruta
Ruta
ruta
Universidad de Valencia
operativa (Up)
gateway (router)
host
dinámica
Redes 3-59
Use
62806
2999385
1406927
357
Interface
lo0
le0
le0
le0
Ruta añadida
por ICMP
redirect
Rogelio Montañana
Otro ejemplo de uso de ICMP REDIRECT
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)
Z
132.15.1.1/16
Router con dos direcciones
IP en la misma interfaz
200.1.1.1/24
X
Y
132.15.1.2/16
Rtr: 132.15.1.1
132.15.1.3/16
Rtr: 132.15.1.1
200.1.1.2/24
Rtr: 200.1.1.1
Red A
132.15.0.0/16
Universidad de Valencia
200.1.1.3/24
Rtr: 200.1.1.1
Red B
200.1.1.0/24
Redes 3-60
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.
147.156.1.2/16
Rtr: 147.156.1.1
X
147.156.1.3/16 147.156.1.4/16
Rtr: 147.156.1.1 Rtr: 147.156.1.1
Y
Z
A 0.0.0.0/0 por 130.206.211.6
W
130.206.211.5/30
147.156.1.1/16
Universidad de Valencia
Redes 3-61
Internet
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-62
Rogelio Montañana
Funcionamiento de ARP
147.156.1.2/16
Rtr: 147.156.1.1
X
147.156.1.3/16 147.156.1.4/16
Rtr: 147.156.1.1 Rtr: 147.156.1.1
Y
Z
A 0.0.0.0/0 por 130.206.211.6
W
130.206.211.5/30
147.156.1.1/16
Internet
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-63
Rogelio Montañana
Tabla ARP cache en un host UNIX
Iluso_$ /etc/arp -a
gong.ci.uv.es (147.156.1.1) at 8:0:9:d2:99:1b ether
ljgene.geneti.uv.es (147.156.5.2) at (incomplete)
qfgate.quifis.uv.es (147.156.9.2) at 2:60:8c:2f:9:45 ether
power.ci.uv.es (147.156.1.3) at 2:60:8c:2f:bf:4d ether
dewar.quiorg.uv.es (147.156.9.5) at 8:0:5a:c7:1b:1f
fapr.fisapl.uv.es (147.156.7.6) at 0:80:a3:4:98:ed ether
becopr.sib.uv.es (147.156.11.6) at 0:80:a3:4:5e:c6 ether
cisco.ci.uv.es (147.156.1.11) at 0:60:3e:99:7e:39 ether
video.ci.uv.es (147.156.1.46) at 8:0:69:2:76:c0 ether
roge.ci.uv.es (147.156.1.219) at 0:4f:56:1:10:f ether
Iluso_$
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-64
Rogelio Montañana
ARP (Address Resolution Protocol)
• 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
Universidad de Valencia
Redes 3-65
Rogelio Montañana
Envío de un datagrama IP por un host
Datagrama IP listo
para enviar
IP destino en
ARP cache?
No
No Buscar IP router
en tabla de rutas
Sí
Sí
Construir trama
a host y enviar
¿IP destino en
misma subred?
Enviar ARP Req.
buscando IP destino
ICMP
No
Destino
inaccesible
IP router en
ARP cache?
Enviar ARP Req.
buscando IP router
Sí
IP destino en
ARP cache?
Construir trama
a router y enviar
Sí
IP router en
ARP cache?
No
ICMP
Destino
inaccesible
Sí
Construir trama
a router y enviar
Construir trama
a host y enviar
Universidad de Valencia
No
Redes 3-66
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 IPMAC para poder cambiar las IP cuando se quiera sin
tener que tocar la máquina del usuario.
Universidad de Valencia
Redes 3-67
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
Universidad de Valencia
Redes 3-68
Rogelio Montañana
Formato de mensaje ARP y RARP en el caso de
protocolo IPv4 y red Ethernet
32 bits
Tipo de hardware (1=Enet)
Lon. Dir. Hard. (6)
Tipo de protocolo (800=IP)
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
Códigos de Operación:
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Redes 3-69
1: ARP Request
2: ARP Reply
3: RARP Request
4: RARP Reply
Rogelio Montañana
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:
IP:
MAC:
10.0.0.1/16
00:00:01:00:00:01
10.0.0.1/16
00:00:01:00:00:02
10.0.0.3/16
00:00:01:00:00:03
X
Y
Z
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-70
Rogelio Montañana
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:
IP:
MAC:
10.0.0.1/16
00:00:01:00:00:01
10.0.0.2/16
00:00:01:00:00:01
10.0.0.3/16
00:00:01:00:00:03
X
Y
Z
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.
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Redes 3-71
Rogelio Montañana
Duplicidad de IP y MAC
Supongamos ahora que X e Y tienen la misma IP y la misma MAC:
IP:
MAC:
10.0.0.1/16
00:00:01:00:00:01
10.0.0.1/16
00:00:01:00:00:01
10.0.0.3/16
00:00:01:00:00:03
X
Y
Z
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-72
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
Universidad de Valencia
Redes 3-73
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-74
Rogelio Montañana
Funcionamiento de BOOTP
¿A?
165.12.32.2
Dirección MAC
A
B
2
1
A
165.12.32.5/24
¿165.12.32.5?
3
ARP cache
A
Servidor BOOTP
¿IP?
D.O.: 0.0.0.0 (A)
D.D.: 255.255.255.255 (F)
Tabla BOOTP
165.12.32.5
4a
IP 165.12.32.5/24
D.O.: 165.12.32.2 (B)
D.D.: 255.255.255.255 (F)
4b
IP 165.12.32.5/24
D.O.: 165.12.32.2 (B)
D.D.: 165.12.32.5 (A)
(F): Dirección MAC broadcast
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
4. b) B modifica su ARP cache para incluir en ella a A y le envía el BOOTP reply en
unicast
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Redes 3-75
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).
Universidad de Valencia
Redes 3-76
Rogelio Montañana
Funcionamiento de BOOTP entre LANs
U
LAN C
165.34.0.0/16
V
Y
LAN A
165.12.32.0/24
BOOTP requests a 165.34.0.2
A 165.34.0.0/16 por 192.168.1.2
LAN B
165.12.40.0/24
W
165.34.0.2/16
Servidor BOOTP
local y remoto
165.12.32.1/24
Z
192.168.1.1/30
165.12.40.1/24
192.168.1.2/30
165.34.0.1/16
X
Tabla BOOTP
W
165.12.40.3/24
X
165.12.40.7/24
Universidad de Valencia
Tabla BOOTP
165.12.40.2/24
Servidor BOOTP
local
A 165.12.32.0/24 por 192.168.1.1
A 165.12.40.0/24 por 192.168.1.1
Redes 3-77
U
165.12.32.5/24
V
165.12.32.7/24
Y
165.34.56.3/16
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
Universidad de Valencia
Redes 3-78
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)
Universidad de Valencia
Redes 3-79
Rogelio Montañana
Configuración de un servidor BOOTP (o
DHCP con asignación manual de direcciones
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:
Parámetros
comunes a
toda la subred
infsecre2:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a21f8:ip=147.156.17.135
sdisco:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a24e7:ip=147.156.16.32
pfc7:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a35d3:ip=147.156.17.133
pfc5:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a35d8:ip=147.156.17.131
pfc6:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a35df:ip=147.156.17.132
sweb:tc=s_FarmaciaSotano:ha=004f4e0a44ab:ip=147.156.16.46
Universidad de Valencia
Redes 3-80
Rogelio Montañana
Configuración de un servidor DHCP con
asignación dinámica de direcciones
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;
Excepción
filename “/tftpboot/haagen.boot”;
a la ‘regla’
option domain-name-servers 192.5.5.1;
option domain-name “vix.com”;
}
Universidad de Valencia
Redes 3-81
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
Universidad de Valencia
Redes 3-82
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
Universidad de Valencia
Redes 3-83
Rogelio Montañana
MTU de algunos medios a nivel de enlace
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
Universidad de Valencia
Redes 3-84
Rogelio Montañana
Fragmentación múltiple
Token
Ring
E-net
DIX
Cab.
Cab.
PPP Bajo
Retardo
Universidad de Valencia
ABCDEF GHIJKL MNOP
ABCDEF
Cab.
M
Cab.
Cab.
Redes 3-85
GHIJKL
N
Cab.
Cab.
O
MNOP
Cab.
P
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-86
Rogelio Montañana
Ejemplo de fragmentación múltiple
Id
Token
Ring
E-net
DIX
Datagrama
Original
Long DF MF
Desplaz. Datos
XXX 4020 0
0
0
ABCDEF GHIJKL
MNOP
Fragmento 1 XXX 1500 0
1
0
ABCDEF
Fragmento 2 XXX 1500 0
1
185
GHIJKL
Fragmento 3 XXX 1060 0
0
370
MNOP
Fragm. 3a
PPP
Fragm. 3b
Bajo
Retardo Fragm. 3c
Fragm. 3d
XXX 292
0
1
370
M
XXX 292
0
1
404
N
XXX 292
0
1
438
O
XXX 244
0
0
472
P
Los bytes se cuentan en grupos de 8 bytes
Universidad de Valencia
Redes 3-87
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’.
Universidad de Valencia
Redes 3-88
Rogelio Montañana
Funcionamiento del ‘Path MTU discovery’
1: A envía a B un paquete
de 4020 bytes con DF=1.
Ethernet
B
A
1060 DF 1500 DF 4020
1500DF
DF
Token
Ring
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.
X
Max 1500
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.
Paquete normal
Mensaje ICMP
Universidad de Valencia
Redes 3-89
Rogelio Montañana
Preguntas sobre fragmentación
Cuando se emite un datagrama IP, ¿se ha de marcar
siempre el campo Identificación, o solo cuando el
datagrama se vaya a fragmentar?
En caso de fragmentación las opciones de la cabecera
IP (record route, timestamp, strict source route y loose
source route), ¿han de copiarse en todos los fragmentos
o solo en uno?
¿Cual es el tamaño mínimo posible de MTU en una
red para que puedan pasar por ella datagramas IPv4?
Universidad de Valencia
Redes 3-90
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 perdido
y 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?
Universidad de Valencia
Redes 3-91
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
Universidad de Valencia
Redes 3-92
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
Universidad de Valencia
Redes 3-93
Rogelio Montañana
Protocolos de routing
• Vector distancia
– RIP
– IGRP y EIGRP
– BGP (entre Sistemas Autónomos)
• Estado del enlace
– IS-IS
– OSPF
Universidad de Valencia
Redes 3-94
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
Universidad de Valencia
Redes 3-95
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)
Universidad de Valencia
Redes 3-96
Rogelio Montañana
Métrica por defecto de IGRP/EIGRP
Métrica = 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
Universidad de Valencia
Redes 3-97
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-98
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).
Universidad de Valencia
Redes 3-99
Rogelio Montañana
Funcionamiento de OSPF
Router
Backbone
Area 0
(Backbone)
B
A
Router
Frontera de Area
C
E
D
Area 1
Area 2
A otros
ASes
F
G
Router Interno
Ruta intra-área: D-G-H
Ruta inter-área: F-C,C-A-D,D-G-H
Ruta inter-AS: A-D,D-G-H, H-...
Universidad de Valencia
Redes 3-100
H
Router Frontera
de Sistema Autónomo
Rogelio Montañana
Router designado en 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
B
C
D
E
A
A
E
B
E
D
B
C
D
Sin router designado (RIP)
Universidad de Valencia
C
Con router designado (OSPF)
Redes 3-101
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-102
Rogelio Montañana
Protocolos de routing de Internet
Protocolo Algoritmo Subredes
Métrica
Notifica
compleja 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)
Universidad de Valencia
Redes 3-103
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 larga
2. Usar la ruta de distancia administrativa menor
3. Usar la ruta de métrica menor
Universidad de Valencia
Redes 3-104
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
10.0.0.1
b) ip route 172.16.32.0 255.255.255.0
10.0.0.2
c) 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.
Universidad de Valencia
Redes 3-105
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
Universidad de Valencia
Redes 3-106
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
255
Las rutas con distancia
255 no se utilizan
Si se modifican los valores por defecto hay que hacerlo con cuidado
y de forma consistente en toda la red (se pueden producir bucles)
Universidad de Valencia
Redes 3-107
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 4.4.4.4 201
Esta ruta solo se aplicará como último recurso cuando
fallen todas las demás.
Universidad de Valencia
Redes 3-108
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
Universidad de Valencia
Redes 3-109
Rogelio Montañana
Mecanismo de enrutado: resumen
Seleccionar rutas
óptimas en base
a la métrica
Procesos
de routing
RIP
RIP
IGRP
IGRP
Configuración
manual
Universidad de Valencia
Flujo de
paquetes
entrantes
Instalar rutas;
elegir ganador en
base a distancia
administrativa
Utilizar la ruta
de máscara
más larga
Tabla de
rutas
Rutas
Estáticas
Proceso de
enrutado
A la cola de la
interfaz de
salida
Redes 3-110
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
Universidad de Valencia
Redes 3-111
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-112
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-113
Rogelio Montañana
ISP U
Red con BGP
AS 2
AS 1
A
AS 3
i
B
ISP V
AS 4
m
D
C
j
Tr
AS 5
ISP X
ISP W
AS 7
AS 6
E
k
G
F
Ruta óptima de C a H.
Información recibida por
C de sus vecinos:
Int. Dist.
ISP Y
AS 8
H
Tr
ISP Z
AS 9
Ruta óptima
I
Ruta
i
3
BAEH
j
4
CGIH
k
2
GIH
m
4
CGIH
Rutas descartadas
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
Universidad de Valencia
Redes 3-114
Rogelio Montañana
Universidad de Valencia
Redes 3-115
Rogelio Montañana
(UV)
65432
Universidad de Valencia
Redes 3-116
Rogelio Montañana
Modelo jerárquico de Internet
Proveedor
ISP de
tránsito
ISP de
tránsito
ISP de
tránsito
Cliente
ISP
nacional
ISP
nacional
ISP
regional
ISP
local
Universidad de Valencia
ISP
regional
ISP
local
ISP
nacional
ISP
nacional
ISP
regional
ISP
local
ISP
regional
ISP
local
Redes 3-117
ISP
local
ISP
regional
ISP
local
Rogelio Montañana
Intercambio de tráfico entre ISPs en otro país
Telefónica
BT
Washington
La interconexión en otro país supone un
uso innecesario de enlaces internacionales
Universidad de Valencia
Redes 3-118
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’
Universidad de Valencia
Redes 3-119
Rogelio Montañana
Interconexiones y relaciones en Internet
ISP
ISP
Exchange
Red IP cliente
Exchange
ISP
Exchange
ISP
ISP
Red IP cliente
Red IP cliente
ISP
Exchange
Red IP cliente
Red IP cliente
Proveedor
Servicio
minorista
Clientes dialup
Universidad de Valencia
Cliente
Redes 3-120
Proveedor
Servicio al
por mayor
Cliente
Peer
Acuedo de
Peering
Peer
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 7/2002
Compostela
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
Universidad de Valencia
Redes 3-121
Rogelio Montañana
Esquema de GALNIX
Universidad de Valencia
Redes 3-122
Rogelio Montañana
Acuerdos de peering en ESPANIX
Universidad de Valencia
Redes 3-123
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
Universidad de Valencia
Redes 3-124
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)
Universidad de Valencia
Redes 3-125
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
Universidad de Valencia
Redes 3-126
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.
Universidad de Valencia
Redes 3-127
Rogelio Montañana
Versión
DS
Longitud de carga útil
Etiqueta de flujo
Sig. Cabecera
Límite saltos
Dirección de origen
(16 bytes)
40 bytes
Dirección de destino
(16 bytes)
Cabecera IPv6
Version Lon.Cab.
DS
Identificación
Tiempo de vida
Longitud total
XDM
Desplazamiento
F F
fragmento
Protocolo
Checksum
Dirección de origen
Dirección de destino
Opciones
20 bytes
Cabecera IPv4
Universidad de Valencia
Redes 3-128
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
Universidad de Valencia
Redes 3-129
Rogelio Montañana
Conversión de EUI-48 a EUI-64
3
5
OUI
Formato EUI-64 (IEEE):
Equipo
Conversión EUI-48  EUI-64 para IPv6:
xxxxxx00
xxxxxx10
cd
cd
ef
ef
0xFF
gh
ij
0xFE
gh
kl
ij
kl
Bit I/G (Individual/Grupo) 0/1
Bit G/L (Global/Local) 0/1. (Este bit se cambia al hacer la conversión)
Universidad de Valencia
Redes 3-130
Rogelio Montañana
Autoconfiguración en IPv6
Router IPv6
2: Respuesta (unicast):
El prefijo es
2001:720:1014:2
1: Mensaje (multicast a
todos los routers IPv6):
¿Me podeis decir el
prefijo de esta red?
Prefijo red: 2001:0720:1014:0002
2
1
Host IPv6
MAC: 0008:0267:5cca
EUI-64: 0208:02ff:fe67:5cca
IPv6: ??
3: Entonces mi dirección IPv6 debe ser
2001:720:1014:2:208:2ff:fe67:5cca
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Redes 3-131
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
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Redes 3-132
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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Redes 3-133
Rogelio Montañana
Clases de direcciones IPv6
(RFC 2373, 7/1998)
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
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Redes 3-134
Rogelio Montañana
Direcciones unicast agregables en IPv6
Formato estándar
3
13
8
24
16
64
FP
TLA
Res
NLA
SLA
Interface ID
Toplogía de
organización
Interfaz
Toplogía pública
Parte red
Parte host
Formato RIPE
3
13
FP
TLA
13
6
Sub TLA Res
13
16
64
NLA
SLA
Interface ID
Toplogía de
organización
Interfaz
Toplogía pública
Parte red
RIPE
16 bits
(2001)
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RedIRIS
19 bits
(0720)
Parte host
UV
13 bits
(1014)
Interno
16 bits
Redes 3-135
FP: Format Prefix (siempre 001)
TLA: Top Level Agregator
NLA: NExt Level Agregator
SLA: Site level Agregator
Rogelio Montañana
Opciones en IPv6
Las opciones se expresan como cabeceras adicionales encadenadas
Cabecera IPv6
Siguiente Cab. = TCP
Cabecera TCP
+ Datos
Cabecera IPv6
Siguiente Cab.
= Routing
Cabecera Routing
Siguiente Cab. = TCP
Cabecera TCP
+ Datos
Cabecera IPv6
Siguiente Cab.
= Routing
Cabecera Routing
Siguiente Cab.
= Fragment.
Cabecera Fragment.
Siguiente Cab. = TCP
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Redes 3-136
Fragmento de
Cab. TCP + Datos
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.
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Redes 3-137
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
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Redes 3-138
Rogelio Montañana
Agotamiento del espacio de direcciones IPv4
(predicciones más recientes)
232
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Redes 3-139
Rogelio Montañana
De Internet Protocol Journal Sept-2005
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Redes 3-140
Rogelio Montañana
Ejercicios
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Redes 3-141
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
Universidad de Valencia
Redes 3-142
Rogelio Montañana
Ejercicio 2
A
64 Kb/s
64 Kb/s
64 Kb/s
B
C
•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)
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Redes 3-143
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.
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Redes 3-144
Rogelio Montañana
Ejercicio 4
P: 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.
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Redes 3-145
Rogelio Montañana
Ejercicio 5
P: Diga cuales de los siguientes protocolos permiten
la asignación dinámica de direcciones:
BOOTP
DHCP
RARP
ARP
PPP
SLIP
R: DHCP y PPP
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Redes 3-146
Rogelio Montañana
IATA
193.145.246.0/24
Ejercicio 8
147.156.198.0-199.255
147.156.15.9
192.168.1.2/30
Balanceo de tráfico
147.156.0.0-127.255
192.168.1.6/30
192.168.1.5/30
192.168.1.1/30
E0
S0
147.156.1.11/17
S1
147.156.147.129/27
E1
147.156.147.128-159
A 130.206.211.174/32 por 147.156.147.130
A 147.156.198.0/23 por 192.168.1.2
A 147.156.198.0/23 por 192.168.1.6
A 193.145.246.0/24 por 147.156.15.9
A 150.208.0.0/16 por 130.206.211.6
A 0.0.0.0/0 por 130.206.211.1
A 127.0.0.1/32 por Null0
S3
S2
130.206.211.5/30
130.206.211.2/30
130.206.211. 1/30
147.156.147.130
Internet
130.206.211. 6/30
130.206.211.174
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Redes 3-147
UJI
150.208.0.0/16
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
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Redes 3-148
Rogelio Montañana
Ejercicio 11
195.100.1.0-3
194.125.1.0-63
Dirección de host inválida
(Broadcast de la subred)
194.125.1.63: ---.----.---.00111111
Máscara: 255.255.255.11000000
E0
194.125.1.63/26
195.0.0.195/25
E1
S0
195.100.1.2/30
S1
197.160.1.1/30
197.160.1.0-3
195.0.0.128-255
Dirección de red inválida
(parte host  0)
Agregación de
direcciones (CIDR)
A 157.34.33.0/32 por 195.0.0.199
A 160.87.34.0/21 por 195.100.1.1
A 198.0.0.0/15 por 197.160.1.2
A 0.0.0.0/0 por 195.100.1.1
160.87.34.0: 10100000.01010111.00100010.00000000
Máscara: 11111111.11111111.11111000.00000000
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Redes 3-149
Rogelio Montañana
Internet
Ejercicio 12
100
ord.
256 Kb/s
Madrid
25
ord.
50
ord.
128 Kb/s
128 Kb/s
Barcelona
Bilbao
128 Kb/s
Red 194.100.100.0/24
20
ord.
Sevilla
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Redes 3-150
Rogelio Montañana
Ejercicio 12
Reparto de las direcciones (subnet-zero)
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
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Redes 3-151
Rogelio Montañana
Internet
Ejercicio 12
Red 194.100.100.128/26
192.168.1.1/30
194.100.100.1/25
Red 194.100.100.192/27
192.168.1.2/30
Ma
Ba
192.168.2.1/30
Bi
192.168.2.2/30
Red 194.100.100.0/25
192.168.3.1/30
A 194.100.100.128/26 por 192.168.2.2
192.168.3.2/30
A 194.100.100.192/27 por 192.168.2.2
A 194.100.100.224/27 por 192.168.3.2
Se
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.1
A 127.0.0.1/32 por Null0
Red 194.100.100.224/27
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Redes 3-152
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
Universidad de Valencia
Redes 3-153
Rogelio Montañana
A 199.199.199.0/24 por 192.168.1.5
Ejercicio 13
A 200.200.200.0/24 por Internet
Solución con un router
192.168.1.6/30
192.168.1.5/30
Proveedor X
199.199.199.1/24
200.200.200.1/24
Red 199.199.199.0/24
Rtr 199.199.199.1
Internet
192.168.2.5/30
192.168.2.6/30
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.6
A 0.0.0.0/0 por 192.168.2.6
Proveedor Y
Red 200.200.200.0/24
Rtr 200.200.200.1
Reparto de tráfico entre proveedores
Posibilidad de caminos asimétricos
Posibilidad de rechazo de datagramas
Universidad de Valencia
Redes 3-154
A 200.200.200.0/24 por 192.168.2.5
A 199.199.199.0 por Internet
Rogelio Montañana
Ejercicio 13
A 199.199.199.0/24 por 192.168.1.5
Solución con dos routers
199.199.199.1/24
200.200.200.2/24
Red 199.199.199.0/24
Rtr 199.199.199.1
A 200.200.200.0/24 por Internet
192.168.1.5/30
Proveedor X
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.6
192.168.1.6/30
Internet
200.200.200.1/24
199.199.199.2/24
192.168.2.5/30
192.168.2.6/30
Proveedor Y
Red 200.200.200.0/24
Rtr 200.200.200.1
A 0.0.0.0/0 por 192.168.2.6
A 200.200.200.0/24 por 192.168.2.5
A 199.199.199.0/24 por Internet
Universidad de Valencia
Redes 3-155
Rogelio Montañana
Problema examen junio 2000
Indique todas las tramas ethernet que genera el comando ping.
Todos los equipos se acaban de encender.
Ping 130.206.220.5
IP:130.206.212.7/24
Rtr: 130.206.212.1
Red A
Red B
Red C
IP:130.206.212.1/24
IP: 130.206.220.5/24
Rtr: 130.206.220.1
Switch LAN
IP:130.206.220.1/24
Red D
Red F
Red E
Universidad de Valencia
Redes 3-156
Rogelio Montañana
Solución Problema examen junio 2000
Ping 130.206.220.5
IP:130.206.212.7/24
Rtr: 130.206.212.1
A
Red A
Red B
MAC
orig.
MAC
dest.
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
Red C
IP:130.206.212.1/24
D
B
C
IP: 130.206.220.5/24
Rtr: 130.206.220.1
Switch LAN
IP:130.206.220.1/24
Red D
Red F
Red E
Universidad de Valencia
Redes 3-157
Rogelio Montañana
Solución Problema examen junio 2000: tramas totales
Suceso
Trama
Red
Emitida por
Recibida por
Suceso
Trama
Red
Emitida por
Recibida por
1
1
B
A
Broadcast
10
5
F
D
Sw LAN
2.1
1
A
Sw LAN
Broadcast
11
5
E
Sw LAN
Sw LAN
2.2
1
C
Sw LAN
Broadcast
12
5
D
Sw LAN
C
3
2
C
B
Sw LAN
13
6
D
C
Sw LAN
4
2
B
Sw LAN
A
14
6
E
Sw LAN
Sw LAN
5
3
B
A
Sw LAN
15
6
F
Sw LAN
D
6
3
C
Sw LAN
B
16
7
F
D
Sw LAN
7
4
D
C
Broadcast
17
7
E
Sw LAN
Sw LAN
8
4
E
Sw LAN
Broadcast
18
7
D
Sw LAN
C
9
4
F
Sw LAN
Broadcast
19
8
C
B
Sw LAN
20
8
B
Sw LAN
A
Ping 130.206.220.5
A
IP:130.206.212.7/24
Rtr: 130.206.212.1
Red A
Red B
Red C
IP:130.206.212.1/24
D
B
C
IP: 130.206.220.5/24
Rtr: 130.206.220.1
Switch LAN
IP:130.206.220.1/24
Red D
Universidad de Valencia
Red E
Redes 3-158
Red F
Rogelio Montañana
Problema examen septiembre 2000
Chicago
Madrid
T1
Resto tráfico
(X-Z,X-W,Y-Z)
X
Z
193.1.1.130
193.1.1.2
A
B
W
Y
Solo tráfico VoIP
(Y-W)
193.1.1.66
C
193.1.1.194
128 Kb/s
D
Aplicación
Subred
Aplicación
Subred
Datos normales
193.1.1.128/26
Datos normales
193.1.1.0/26
Voz sobre IP
193.1.1.192/26
Voz sobre IP
193.1.1.64/26
Universidad de Valencia
Redes 3-159
Rogelio Montañana
Solución problema examen septiembre 2000
Chicago
T1
192.168.1.1/30
192.168.1.2/30
193.1.1.1/26
193.1.1.67/26
193.1.1.129/26
193.1.1.195/26
X
Madrid
193.1.1.130/26
Rtr: 193.1.1.129
Z
193.1.1.2/26
Rtr: 193.1.1.1
A
A 193.1.1.0/25 por 192.168.1.2
B
A 193.1.1.128/25 por 192.168.1.1
W
Y
A 193.1.1.64/26 por 192.168.1.6
A 193.1.1.0/26 por 193.1.1.129
A 193.1.1.192/26 por 192.168.1.5
A 193.1.1.128/26 por 193.1.1.1
C
193.1.1.194/26
Rtr: 193.1.1.193
128 Kb/s
193.1.1.66/26
Rtr: 193.1.1.65
D
192.168.1.5/30
193.1.1.193/26
193.1.1.131/26
192.168.1.6/30
193.1.1.65/26
193.1.1.3/26
Aplicación
Subred
Aplicación
Subred
Datos normales
193.1.1.128/26
Datos normales
193.1.1.0/26
Voz sobre IP
193.1.1.192/26
Voz sobre IP
193.1.1.64/26
Universidad de Valencia
Redes 3-160
Rogelio Montañana
Problema examen septiembre 2000: solución alternativa
Chicago
T1
192.168.1.1/30
192.168.1.2/30
Madrid
Z
X
193.1.1.129/25
193.1.1.1/25
193.1.1.130/25
Rtr: 193.1.1.129
193.1.1.2/25
Rtr: 193.1.1.1
A
A 193.1.1.0/25 por 192.168.1.2
B
A 193.1.1.128/25 por 192.168.1.1
W
Y
A 193.1.1.64/26 por 192.168.1.6 A 193.1.1.192/26 por 192.168.1.5
A 193.1.1.0/26 por 193.1.1.129
A 193.1.1.128/26 por 193.1.1.1
C
193.1.1.194/25
Rtr: 193.1.1.193
128 Kb/s
193.1.1.66/25
Rtr: 193.1.1.65
D
192.168.1.5/30
193.1.1.193/25
192.168.1.6/30
193.1.1.65/25
Aplicación
Subred
Aplicación
Subred
Datos normales
193.1.1.128/26
Datos normales
193.1.1.0/26
Voz sobre IP
193.1.1.192/26
Voz sobre IP
193.1.1.64/26
Universidad de Valencia
Redes 3-161
Rogelio Montañana
Problema examen junio 2001
Enlace LAN inalámbrico
X
A
Y
Z
B
C
Internet
Oficina Vieja
Oficina Nueva
Datos:
Red 195.123.0.0
Conexión a Internet: 192.169.15.6/30
Universidad de Valencia
Se pide:
Realizar la asignación de direcciones
Detallar 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?
Redes 3-162
Rogelio Montañana
Solución problema examen junio 2001
Enlace LAN inalámbrico
192.168.0.2/24
192.168.0.1/24
A 0.0.0.0/0 por 192.168.0.1
X
195.123.0.129/25
A 195.123.0.128/25 por 192.168.0.2
A 0.0.0.0/0 por 195.123.0.2
195.123.0.1/25
195.123.0.2/25
B
A
Y
Z
192.169.15.6/30
192.169.15.5/30
195.123.0.130/25 195.123.0.131/25
GW 195.123.0.129 GW 195.123.0.129
Internet
Oficina Nueva
195.123.0.128/25
C
195.123.0.3/25
GW 195.123.0.1
A 195.123.0.128/25 por 195.123.0.1
A 0.0.0.0/0 por 192.169.15.5
Oficina Vieja
195.123.0.0/25
Ping de A a B no genera ningún tráfico en radioenlace, es filtrado por router X
Ping de A a C genera cuatro tramas en radioenlace, dos ARP y dos ICMP
Si suprimimos X o Y el broadcast/multicast de la oficina nueva o vieja inunda el radioenlace
Universidad de Valencia
Redes 3-163
Rogelio Montañana
Problema 1 examen septiembre 2001
B
A
C
D
Se pide:
Diseñar plan de direcciones para todas las LAN y las WAN
Indicar interfaces y rutas en A, B, C y D (routing estático)
Calcular tráfico relativo para cada enlace WAN
Intentar un reparto lo más homogéneo posible de tráfico entre los cuatro enlaces
Universidad de Valencia
Redes 3-164
Rogelio Montañana
Problema 1 examen septiembre 2001: solución 1
A 192.168.0.0/24 por 192.169.0.5
A 192.168.2.0/24 por 192.169.1.6
A 192.168.3.0/24 por 192.169.1.6
192.168.1.0/24
192.168.1.1/24
192.169.1.5/30
192.169.0.6/30
192.169.0.5/30
B
192.169.1.6/30
A 192.168.1.0/24 por 192.169.0.6
A 192.168.2.0/24 por 192.169.0.6
A 192.168.3.0/24 por 192.169.3.5
A 192.168.0.0/24 por 192.169.1.5
A 192.168.1.0/24 por 192.169.1.5
A 192.168.3.0/24 por 192.169.2.6
A
C
192.168.0.1/24
192.168.2.1/24
192.168.0.0/24
192.168.2.0/24
192.169.3.6/30
192.169.3.5/30
192.168.3.1/24
D
192.169.2.5/30
192.169.2.6/30
192.168.3.0/24
A 192.168.0.0/24 por 192.169.3.6
A 192.168.1.0/24 por 192.169.2.5
A 192.168.2.0/24 por 192.169.2.5
Tráfico A-C y C-A por B
Tráfico B-D y D-B por C
Universidad de Valencia
Redes 3-165
Rogelio Montañana
Problema 1 examen septiembre 2001: solución 2
A 192.168.0.0/24 por 192.169.0.5
A 192.168.2.0/24 por 192.169.1.6
A 192.168.3.0/24 por 192.169.1.6
192.168.1.0/24
192.168.1.1/24
192.169.1.5/30
192.169.0.6/30
192.169.0.5/30
B
192.169.1.6/30
A 192.168.1.0/24 por 192.169.0.6
A 192.168.2.0/24 por 192.169.0.6
A 192.168.3.0/24 por 192.169.3.5
A 192.168.0.0/24 por 192.169.2.6
A 192.168.1.0/24 por 192.169.1.5
A 192.168.3.0/24 por 192.169.2.6
A
C
192.168.0.1/24
192.168.2.1/24
192.168.0.0/24
192.168.2.0/24
192.169.3.6/30
192.169.3.5/30
192.168.3.1/24
D
192.169.2.5/30
192.169.2.6/30
192.168.3.0/24
A 192.168.0.0/24 por 192.169.3.6
A 192.168.1.0/24 por 192.169.3.6
A 192.168.2.0/24 por 192.169.2.5
Tráfico A-C por B
Tráfico B-D por C
Tráfico C-A por D
Tráfico D-B por A
Universidad de Valencia
Redes 3-166
Rogelio Montañana
Problema 1 examen septiembre 2001: solución 3
192.168.1.0/24
A 192.168.0.0/24 por 192.169.0.5
A 192.168.2.0/24 por 192.169.1.6
A 192.168.3.0/25 por 192.169.1.6
A 192.168.3.128/25 por 192.169.0.5
192.168.1.1/24
192.169.1.5/30
192.169.0.6/30
192.169.0.5/30
A 192.168.1.0/24 por 192.169.0.6
A 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
B
A
192.169.1.6/30
C
192.168.0.1/24
A 192.168.0.0/25 por 192.169.2.6
A 192.168.0.128/25 por 192.169.1.5
A 192.168.1.0/24 por 192.169.1.5
A 192.168.3.0/24 por 192.169.2.6
192.168.2.1/24
192.168.0.0/24
192.168.2.0/24
192.169.3.6/30
192.169.3.5/30
192.168.3.1/24
D
192.169.2.5/30
192.169.2.6/30
192.168.3.0/24
Tráfico A-C y C-A por B y D
Tráfico B-D y D-A por C y A
Reparto estático separando en subredes
Universidad de Valencia
Redes 3-167
A 192.168.0.0/24 por 192.169.3.6
A 192.168.1.0/25 por 192.169.3.6
A 192.168.1.128/25 por 192.169.2.5
A 192.168.2.0/24 por 192.169.2.5
Rogelio Montañana
Problema 1 examen septiembre 2001: solución 4
192.168.1.0/24
A 192.168.0.0/24 por 192.169.0.5
A 192.168.2.0/24 por 192.169.1.6
A 192.168.3.0/24 por 192.169.1.6
A 192.168.3.0/24 por 192.169.0.5
192.168.1.1/24
192.169.1.5/30
192.169.0.6/30
192.169.0.5/30
A 192.168.1.0/24 por 192.169.0.6
A 192.168.2.0/24 por 192.169.0.6
A 192.168.2.0/24 por 192.169.3.5
A 192.168.3.0/24 por 192.169.3.5
B
A
192.169.1.6/30
C
192.168.0.1/24
A 192.168.0.0/24 por 192.169.2.6
A 192.168.0.0/24 por 192.169.1.5
A 192.168.1.0/24 por 192.169.1.5
A 192.168.3.0/24 por 192.169.2.6
192.168.2.1/24
192.168.0.0/24
192.168.2.0/24
192.169.3.6/30
192.169.3.5/30
192.168.3.1/24
D
192.169.2.5/30
192.169.2.6/30
192.168.3.0/24
Tráfico A-C y C-A por B y D
Tráfico B-D y D-B por C y A
Reparto separando por paquetes en router
Universidad de Valencia
Redes 3-168
A 192.168.0.0/24 por 192.169.3.6
A 192.168.1.0/24 por 192.169.3.6
A 192.168.1.0/24 por 192.169.2.5
A 192.168.2.0/24 por 192.169.2.5
Rogelio Montañana
Problema 2 examen septiembre 2001
202.1.1.129/25
202.1.1.1/25
C
A
D
B
202.1.1.130/25
Rtr.: 202.1.1.129
202.1.1.2/25
Rtr.: 202.1.1.1
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
Universidad de Valencia
Redes 3-169
Rogelio Montañana