TCP IP Alcate1l

TCP/IPTCP/IP TCP/IPTCP/IP

CAPACITACION TRANSMISION

Realización R. González

Material propiedad de Alcatel Telecom. Prohibida su reproducción parcial o total aún citando su procedencia sin un permiso explícito y escrito de Alcatel Telecom.

Este material solo puede obtenerse asistiendo al curso al que pertenece. Está diseñado para facilitar el seguimiento de las sesiones y puede ser necesario complementarlo con notas personales.

TCP/IP

Objetivos GeneralesObjetivos Generales

Al final de este curso, el participante será capaz de :

Describir los orígenes de TCP/IP. Identificar la arquitectura de

TCP/IP. Identificar la importancia de los

RFC´s Introducción a los protocolos de

aplicación de TCP/IP. Explicar los conceptos de ruteo IP

básicos. Describir el direccionamiento de

Internet Elaborar subredes y submascaras

de red.

Al final de este curso, el participante será capaz de :

Describir los orígenes de TCP/IP. Identificar la arquitectura de

TCP/IP. Identificar la importancia de los

RFC´s Introducción a los protocolos de

aplicación de TCP/IP. Explicar los conceptos de ruteo IP

básicos. Describir el direccionamiento de

Internet Elaborar subredes y submascaras

de red.

AgendaAgenda

Primer Día Módulo 1 - Introducción a TCP/IP

Segundo Día Módulo 2 - Direccionamiento IP

Tercer Día Módulo 3 - Subredes.

Cuarto Día Fundamentos de Ruteo.

Primer Día Módulo 1 - Introducción a TCP/IP

Segundo Día Módulo 2 - Direccionamiento IP

Tercer Día Módulo 3 - Subredes.

Cuarto Día Fundamentos de Ruteo.

AAGGEENNDDAA

Módulo 1Introducción a TCP/IP

Módulo 1 - Objetivos Módulo 1 - Objetivos

Al final de este modulo, el participante será capaz de :

Describir los orígenes de TCP/IP. Identificar la importancia de los

RFC´s. Arquitectura TCP/IP. Explicar el direccionamiento IP Describir los protocolos ICMP, UDP

y TCP. Identificar los protocolos de la capa

de aplicación FTP, DNS, SMTP y SNMP.

Al final de este modulo, el participante será capaz de :

Describir los orígenes de TCP/IP. Identificar la importancia de los

RFC´s. Arquitectura TCP/IP. Explicar el direccionamiento IP Describir los protocolos ICMP, UDP

y TCP. Identificar los protocolos de la capa

de aplicación FTP, DNS, SMTP y SNMP.

Los origenes de TCP/IPLos origenes de TCP/IP

• TCP/IP es el nombre común aplicado a la familia de los protocolos de comunicaciones de datos.

•Es la base de la Red de Internet.

•Puede ser implementado en redes LAN que son autonomas y no necesariamente tienen conexión al mundo de Internet.

•El alcance de TCP/IP es el de proporcionar conectividad de equipos de diferentes proveedores sobre una gran variedad de tecnologías de red. (networking)

Historia de TCP/IPHistoria de TCP/IP

• Desarrollado por el DoD (Departament of Defense) de los EUA a principios de los 70´s.

•La ARPANET (Advanced Research Project Agency Network) diseño un protocolo experimental, dando por resultado TCP/IP.

•Estos protocolos fueron mas tarde adaptados para su uso en LAN´s

•A principios de los 80´s, TCP/IP fue incluido como una parte del UNIX de Berkeley (V4.2)

Historia de TCP/IPHistoria de TCP/IP

• La proliferación de estaciones UNIX en la los procesos de manufactura via CAD y los ambientes de redes hechos con TCP/IP (Ethernet) fueron tomados como un estandar de facto para las comunicaciones de estaciones de trabajo.

•Se convirtio en un protocolo estandar militar en 1983.

Crecimiento en PopularidadCrecimiento en Popularidad

Algunas razones del crecimiento y aceptación de TCP/IP como un estándar.

• Independencia del proveedor.

• Soporta múltiples tecnologías (Ethernet, Token Ring, X.25 y otras)

• Se encuentra en todos los tamaños de computadoras.

• Soporta tecnología de ruteo dinámico

• Estandar mandatorio para la DoD

Crecimiento en PopularidadCrecimiento en Popularidad

En la siguiente tabla se resume la expansión de Internet e ilustra los componentes mas importantes de su crecimiento.

• Describe trabajos internos de Internet.

•Usados para formalizar protocolos y procedimientos para operaciones sobre Internet.

•Existen dos maneras de categorizar un RFCPrimera - Avance en la estandarización

- Estandar

- Propuesta

- Experimental

- Historico

- Informativo

Request for Comments - RFCRequest for Comments - RFC

•Existen dos maneras de categorizar un RFCSegunda - Estatus del protocolo

- Requerido

- Recomendado

- Elective

- No recomendado

•e-mail para información de los nuevos RFCs• RFC-REQUEST#NIC.DDN.MIL

•Se pueden obtener los RFC´s usando FTP desde:• NIC.DDN.MIL

• NIS.NSF.NET

Request for Comments - RFCRequest for Comments - RFC

Cont..

Arquitectura TCP/IPArquitectura TCP/IP

Varios medios físicos

802.3CSMA/CD

802.4Token Bus

802.5Token Ring

IP(Direccionamiento, Ruteo y fragmentación)

TCP(Datagramas confiables)

UDP(Datagrama no confiable)

TELNET

(Terminalvirtual)

(File TransferProtocol)

(SimpleMailTransferProtocol)

TELNET

(Terminalvirtual)

(SimpleNetwork Mgmt Protocol )

BerkeleyServices

BSDSocket

Physical

DataLink

Network

Transport

Session

Presen-tation

Applic

Internet

TransportServices

Network Interface LayerNetwork Interface Layer(Capa de Interface de Red)(Capa de Interface de Red)

802.3CSMA/CD

802.4Token Bus

802.5Token Ring

TELNET

(Terminalvirtual)

TELNET

(Terminalvirtual)

BerkeleyServices

BSDSocket

Physical

DataLink

Network

Transport

Session

Presen-tation

Applic

Internet

TransportServices

Network Interface LayerNetwork Interface Layer(Capa de Interface de Red)(Capa de Interface de Red)

• Los protocolos en la interface de red definen la reglas que determinan como un host accesa a la red de área local (LAN)

•El protocolo interface de red define como un host se conecta a la red, no como la red actual trabaja.

•Algunos ejemplos de estos protocolos son:- TOPOLOGIA ETHERNET/CSMA-CD

- TOPOLOGIA TOKEN RING/TOKEN PASSING

- FDDI / TOKEN PASSING

Direccionamiento IPDireccionamiento IP

• El objetivo del direccionamiento por medio de IP es un metodo aceptado para la identificación de computadoras(o hosts) en forma individual y dispositivos en la Internet .

•Las direcciones IP asignadas a los dispositivos son únicas dentro de la red de Internet.

•Las direcciones de red IP son asignadas y registradas por la InterNIC (INTERnet Network Information Center), en el caso de México es la InterNIC México que es administrada por el ITESM.

- El direccionamiento IP emplea un campo de direccion de 32 bits (ó 4 octetos), los cuales estan separados por puntos.

- A la notación anterior se le denomina como “Notación Decimal Punteada”, la cual tiene como objetivo que las personas lean y entiendan las direciones IP.

Los bits que forman una dirección IP estan divididos en dos partes dependiendo la clase:

- La primera parte identifica la red (Network)sobre la cual los host residen.

- La segunda parte identifica el host por si mismo.

Funciónes primarias de IPFunciónes primarias de IP

El propósito de IP es mover datagramas a través de un conjunto de redes interconectadas.

IP utiliza la dirección para identificar el número de red hacia la cualtiene que enviar la información.

IP es un protocolo no orientado a conexión por lo que se dice quees un protocolo ‘no confiable’ lo cual significa que no requiere de ‘acknowledgement’ o reconocimiento.

No existe un mecanismo que permita la creación de circuitos de conexión, no se prevee la retransmisión de datagramas en IP

IP reside en los hosts y en los ruteadores

Multiplexeo de IPMultiplexeo de IP

TCP UDP

Frame de capa 2

ARP RARP

Capas 1 y 2

Capa 3

Capa 4

Internet LayerInternet Layer(Capa de Internet)(Capa de Internet)

802.3CSMA/CD

802.4Token Bus

802.5Token Ring

TELNET

(Terminalvirtual)

TELNET

(Terminalvirtual)

BerkeleyServices

BSDSocket

Physical

DataLink

Network

Transport

Session

Presen-tation

Applic

Internet

TransportServices

Internet Layer: Internet ProtocolInternet Layer: Internet Protocol(Capa de Internet : Protocolo de Internet )(Capa de Internet : Protocolo de Internet )

•El protocolo que define un mecanismo de entrega de datagramas sin conexión y no confiable (en el sentido de no garantia) es llamado Protocolo de Internet y es usualmente referido con las iniciales IP.

• Todos los protocolos de las capas superiores requieren de los servicios del Protocolo de Internet (IP) para comunicación en la red.

•IP es responsable de transmitir (realizando su mejor esfuerzo) paquetes o datagramas, que son las unidades básicas a través de las redes o Internet.

Internet Layer: Internet ProtocolInternet Layer: Internet Protocol(Capa de Internet : Protocolo de Internet )(Capa de Internet : Protocolo de Internet )

Ejecuta las siguientes funciones principales :

•Direccionamiento- Entrega de paquetes sin conexión entre hosts

- El datagrama incluye una dirección IP del host destino (DA)

- El datagrama incluye una dirección IP del host fuente (SA)

•Ruteo- Los datagramas son ruteados independientes de otros datagramas

- Los datagramas son ruteados en base a la dirección IP destino

- Los detalles de ruteo IP serán discutidos en capitulos posteriores

•Fragmentación - Se requiere cuando un datagrama requiere atravesar una red que tiene un MTU

pequeño.

- Las pequeñas piezas en las cuales el datagrama es dividido son llamadas fragmentos y al proceso de dividir el datagrama se llama fragmentación.

Internet Layer : ICMPInternet Layer : ICMP(Capa de Internet : Internet Control Message Protocol))(Capa de Internet : Internet Control Message Protocol))

802.3CSMA/CD

802.4Token Bus

802.5Token Ring

TELNET

(Terminalvirtual)

TELNET

(Terminalvirtual)

BerkeleyServices

BSDSocket

Physical

DataLink

Network

Transport

Session

Presen-tation

Applic

Internet

TransportServices

Internet Layer: ICMPInternet Layer: ICMP

•Acompañante requerido del protocolo IP

•La función básica de ICMP es proporcionar un mecanismo que permita a los dispositivos dentro de la red el reporte de errores en el procesamiento del datagrama.

•Mensajes de error ICMP - Destination Unreachable - Destino no alcanzable

- Redirect - Cambio de ruta

- Source Quench -Descarte de datagramas por congestion

- Time Exceed- Descarte del datagrama debido TTL=0

- Parameter Problem - Errores de sintaxis en los headers de los datagramas.

•Mensajes de información ICMP - Echo - Prueba de comunicación- Information - Descubrimiento de direcciones de IP en el proceso de boot- Timestamp- Muestras de las caracterisiticas de la red

ICMPICMP

TCP UDP

Frame de capa 2

ICMP ARP

Capas 1 y 2

Capa 3

Capa 4

Paquete ICMPPaquete ICMP

Datos IPEncabezado IP

D.A. S.A. Tipo o longitud Datos CRC

BerkeleyServices

BSDSocket

Modelo de comunicaciones UDP/IPModelo de comunicaciones UDP/IP

802.3CSMA/CD

802.4Token Bus

802.5Token Ring

TELNET

(Terminalvirtual)

SNMPCMOT

(NetworkMgmt)

Physical

DataLink

Network

Transport

Session

Presen-tation

Applic

Internet

TransportServices

TELNET

(Terminalvirtual)

Transport Layer - UDPTransport Layer - UDP(Capa de Transporte - UDP)(Capa de Transporte - UDP)

802.3CSMA/CD

802.4Token Bus

802.5Token Ring

TELNET

(Terminalvirtual)

TELNET

(Terminalvirtual)

BerkeleyServices

BSDSocket

Physical

DataLink

Network

Transport

Session

Presen-tation

Applic

Internet

TransportServices

Transport Layer: UDPTransport Layer: UDP(Capa de transporte - User Datagram Protocol)(Capa de transporte - User Datagram Protocol)

•UDP soporta algunos de los protocolos de la capa de aplicación, incluyendo:

- DNS - Domain Name Service

- TFTP -Trivial File Transfer Protocol

- NFS -Network File System

- SNMP - Simple Network Management Protocol

•Se considera un servicio sin conexión, por lo que no ejecuta:- Control de Flujo

- Reconocimiento

- Ordenamiento de Datagramas

•Es llamado protocolo del mejor esfuerzo o sin garantia de entrega de datagramas.

Puertos UDPPuertos UDP

Mediante este concepto una aplicación cliente puede realizar transaccionescon una aplicación servidora.

Para poder llevar a cabo la tarea de comunicación la aplicación servidoramantiene un puerto escuchando siempre.

Ejemplo de una aplicación UDP es el SNMP en donde uno de los puertos esel 161.

Los puertos que son usados para aplicaciones ‘estandar’ son llamados: “Well known ports”.

Concepto de puertos en UDP Concepto de puertos en UDP

Frame de capa 2

ICMP ARP

Capas 1 y 2

Capa 3

Capa 4

Puerto 1 Puerto 2 Puerto 3

Aplicación Aplicación Aplicación Capa5, 6 y 7

PuertosPuertos

Aplicación servidora (UDP)Aplicación cliente (UDP)

No orientadoa conexión.

Encapsulamiento de UDPEncapsulamiento de UDP

Datos UDP

Datos IPEncabezado IP

D.A. S.A. Tipo o longitud Datos CRC

Encab UDP

Formato del frame de UDPFormato del frame de UDP

Puerto origen Puerto destino

Longitud Checksum

Octetos de datos

0 15 31

Puerto orígen: Indica el número de puerto del proceso que envía los datos.

Puerto destino: Indica el número de puerto al cual va dirigido el mensaje enla máquina destino.

Longitud: Longitud del encabezado y de los datos, en octetos.

Checksum: Checksum del datagrama de UDP

BerkeleyServices

BSDSocket

Modelo de comunicaciones TCP/IPModelo de comunicaciones TCP/IP

802.3CSMA/CD

802.4Token Bus

802.5Token Ring

TELNET

(Terminalvirtual)

SNMPCMOT

(NetworkMgmt)

Physical

DataLink

Network

Transport

Session

Presen-tation

Applic

Internet

TransportServices

TELNET

(Terminalvirtual)

Transport Layer: TCPTransport Layer: TCP(Capa de transporte - Transmission Control Protocol)(Capa de transporte - Transmission Control Protocol)

•TCP soporta algunos de los protocolos de la capa de aplicación, incluyendo:

- TELNET

- FTP - File Transfer Protocol

- SMTP - Simple Mail Transfer Protocol

•Se considera un servicio orientado a conexión (ofrece

confiabilidad), por lo que ejecuta:- Números de secuencia asignados a cada octeto

- Reconocimiento (ack) de datos recibidos

- Detección de errores (checksum)

- Control de Flujo

Transport Layer-TCPTransport Layer-TCP(Capa de Transporte - TCP)

802.3CSMA/CD

802.4Token Bus

802.5Token Ring

TELNET

(Terminalvirtual)

TELNET

(Terminalvirtual)

BerkeleyServices

BSDSocket

Physical

DataLink

Network

Transport

Session

Presen-tation

Applic

Internet

TransportServices

TCPTCP

TCP lleva a cabo el inicio y terminación de la conexión

Mantiene la entrega de paquetes de forma confiable y conreconocimiento de recepción.

Entrega de forma secuencial y ordenada

Controla el flujo de datos

Permite la recuperación en caso de errores y/o recepción depaquetes duplicados

Utiliza el concepto de ‘multiplexaje y demultiplexaje’ para poderdar servicio a varias aplicaciones

Transport Layer: TCPTransport Layer: TCP(Capa de transporte - Transmission Control Protocol)

•Multiplexación - Como UDP,TCP incorpora el concepto de puertos para identificar el destino

de una maquina o dispositivo.

- Socket = (dirección IP del host + numero de puerto)

- Un Socket define el ultimo destino de cada conexión TCP

- Un par de Sockets identifica una conexión TCP (sender/receiver)

•Conexiones- Confiabilidad y control de flujo requiere que TCP inicie y mantenga un Status

de la información más importante de cada flujo de datos (data stream)• Numeros de Sockets

• Numeros de Secuencia

• Ventana de Administración de Información

- El proceso de conexión inicializa el status de info

- Despues del intercambio de datos, la conexión es finalizada.

Concepto de sockets en TCP Concepto de sockets en TCP

Frame de capa 2

Capas 1 y 2

Capa 3

Capa 4

Puerto 1 Puerto 2 Puerto 3

Aplicación Aplicación Aplicación Capa5, 6 y 7

Sockets TCPSockets TCP

Un socket es la combinación de una dirección IP mas el número de puerto:

Socket = Dirección IP + Numero de puerto

Un par de sockets identifican una conexión (un socket por cada host)

Se requiere de una conexión virtual para poder intercambiar datos, la información de la conexión (socket) y el control del flujo (window management) está incluida dentro del datagrama.

Los puertos pueden ser utilizados por aplicaciones creadas por usuario.

Existen puertos predefinidos para aplicaciones ‘estandar’ estos puertosson llamados: “Well known ports”

Conexión TCPConexión TCP

Handshake the 3 vias

Origen Destino

Petición (secuencia = x)

Confirmación de la conexión(secuencia=y, ack=x)

(Secuencia=x, ack=y)

Window managementWindow management

Ventana de recepción: Cada vez que se envía un reconocimientotambién se envía el tamaño del buffer de recepción.

Al indicar el tamaño del buffer de recepción se instruye a la partedel otro extremo de la conexión acerca de cuantos octetos puedeenviar y que pueden ser procesados.

Ventana de transmisión: Mediante el manejo de éste buffer se es capaz de llevar un control de los octetos que no han sido recono-cidos (recibido un acknoledgement) y que podrían ser retransmi-tidos.

Application LayerApplication Layer(Capa de Aplicaciones)

Aplicaciones Basadas en TCP:

• TELNET: Servicios de terminal virtual. Permite a los usuarios de una computadora conectarse de forma remota a otra computadora de la red.

• FTP: File Transfer Protocol. Permite a los usuarios transferir archivos entre diferentes computadoras.

• SMTP: Simple Mail Transfer Protocol. Protocolo para intercambio de correo electrónico.

Application LayerApplication Layer(Capa de Aplicaciones)

Aplicaciones basadas en UDP:

•TFTP: Trivial File Transfer Protocol. Una versión simplificada de FTP, para transferencia de archivos que no provee protección de password.

• DNS: Domain Name Service. Permite reconocer a los hosts mediante nombres en lugar de cadenas de números.

• SNMP: Simple Network Management Protocol. Permite el manejo de la red.

•BOOTP: Bootstrap Protocol. Permite proveer la información de inicialización de un dispositivo cliente mediante un servidor.

Preguntas de RevisiónPreguntas de Revisión

Preguntas de Revisión - Modulo 1

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