Monografia n3

"Protocolo TCP/IP"

Alumnos: Pablo Astorga

Marcelo Esperguel

Profesor: Sergio Figueroa

Fecha: 17/05/2014

Introduccin

En el presente informe se hablar y detallara en profundidad acerca de lo que es el Protocolo

TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) partiendo por su historia y su

significado, sus usos que se le da en los sistemas informticos de hoy en da, y como este ha

ido evolucionando a travs del tiempo y como este est fuertemente ligado al internet.

Se hablara acerca de su direccionamiento y encaminamiento y como los datos fluyen a travs

de l detallando el proceso desde principio a fin, a un nivel de explicacin sencillo y

entendible.

Adems abarcaremos otros puntos relacionados como lo son los protocolos ARP, IP, ECMP,

UDP, TCP, TELNET, FTP, HTTP su significado , su estructuras y sus usos, la importancia de

estos para la transmisin de datos y todo lo que abarca a la que es la comunicacin de datos.

El objetivo ser entender y contextualizar la informacin para al final concluir con una

observacin general y detallado de lo aprendido, adems se irn aadiendo ejemplos a lo

largo del informe con el fin de mejorar la comprensin de este .

1. PROTOCOLO TCP/IP

Las siglas TCP/IP se refieren a un conjunto de protocolos para comunicaciones de

datos. Este conjunto toma su nombre de dos de sus protocolos ms importantes, el

protocolo TCP (Transmission Control Protocol) y el protocolo IP(Internet Protocol).

La evolucin del protocolo TCP/IP siempre ha estado muy ligada a la de Internet. En

1969 la agencia de proyectos de investigacin avanzada, ARPA ( Advanced Research

Projects Agency) desarroll un proyecto experimental de red conmutada de paquetes al

que denomin ARPAnet.

ARPAnet comenz a ser operativa en 1975, pasando entonces a ser administrada por el

ejrcito de los EEUU. En estas circunstancias se desarrolla el primer conjunto bsico de

protocolos TCP/IP. Posteriormente, y ya entrados en la dcada de los ochenta, todos los

equipos militares conectados a la red adoptan el protocolo TCP/IP y se comienza a

implementar tambin en los sistemas Unix. Poco a poco ARPAnet deja de tener un uso

exclusivamente militar, y se permite que centros de investigacin, universidades y

empresas se conecten a esta red. Se habla cada vez con ms fuerza de Internet y en

1990 ARPAnet deja de existir oficialmente.

En los aos sucesivos y hasta nuestros das las redes troncales y los nodos de

interconexin han aumentado de forma imparable. La red Internet parece expandirse sin

lmite, aunque manteniendo siempre una constante: el protocolo TCP/IP. En efecto, el

gran crecimiento de Internet ha logrado que el protocolo TCP/IP sea el estndar en todo

tipo de aplicaciones telemticas, incluidas las redes locales y corporativas. Y es

precisamente en este mbito, conocido como Intranet, donde

TCP/IP adquiere cada da un mayor protagonismo.

La popularidad del protocolo TCP/IP no se debe tanto a Internet como a una serie de

caractersticas que responden a las necesidades actuales de transmisin de datos en

todo el mundo, entre las cuales destacan las siguientes:

Los estndares del protocolo TCP/IP son abiertos y ampliamente soportados por todo

tipo de sistemas, es decir, se puede disponer libremente de ellos y son desarrollados

independientemente del hardware de los ordenadores o de los sistemas operativos.

TCP/IP funciona prcticamente sobre cualquier tipo de medio, no importa si es una red

Ethernet, una conexin ADSL o una fibra ptica

TCP/IP emplea un esquema de direccionamiento que asigna a cada equipo conectado

una direccin nica en toda la red, aunque la red sea tan extensa como Internet. La

naturaleza abierta del conjunto de protocolos TCP/IP requiere de estndares de

referencia disponibles en documentos de acceso pblico. Actualmente todos los

estndares descritos para los protocolos TCP/IP son publicados como

RFC(Requests for Comments) que detallan lo relacionado con la tecnologa de la que se

sirve Internet: protocolos, recomendaciones, comunicaciones, etctera.

1.2 ARQUITECTURA TCP/IP

El protocolo TCP/IP fue creado antes que el modelo de capas OSI, as que los niveles

del protocolo TCP/IP no coinciden exactamente con los siete que establece el OSI.

Existen descripciones del protocolo TCP/IP que definen de tres a cinco niveles. La figura

a continuacin representa un modelo de cuatro capas TCP/IP y su correspondencia con

el modelo de referencia OSI.

Los datos que son enviados a la red recorren la pila del protocolo TCP/IP desde la capa

ms alta de aplicacin hasta la ms baja de acceso a red. Cuando son recibidos,

recorren la pila de protocolo en el sentido contrario.

Durante estos recorridos, cada capa aade o sustrae cierta informacin de control a los

datos para garantizar su correcta transmisin.

Como esta informacin de control se sita antes de los datos que se transmiten, se

llama cabecera (header). En la imagen adjunta se puede ver cmo cada capa aade

una cabecera a los datos que se envan a la red. Este proceso se conoce como

encapsulado.

Si en vez de transmitir datos se trata de recibirlos, el proceso sucede al revs. Cada

capa elimina su cabecera correspondiente hasta que quedan slo los datos.

En teora cada capa maneja una estructura de datos propia, independiente de las

dems, aunque en la prctica estas estructuras de datos se disean para que sean

compatibles con las de las capas adyacentes. Se mejora as la eficiencia global en la

transmisin de datos.

A continuacin detallaremos las capas:

1.2.1 CAPA DE ACCESO A RED

Dentro de la jerarqua del protocolo TCP/IP la capa de acceso a red se encuentra en el

nivel ms bajo. Es en esta capa donde se define cmo encapsular un datagrama IP

en una trama que pueda ser transmitida por la red, siendo en una inmensa mayora de

redes LAN una trama Ethernet.

Otra funcin importante de esta capa es la de asociar las direcciones lgicas IP a

direcciones fsicas de los dispositivos adaptadores de red (NIC). Por ejemplo: la

direccin IP 192.168.1.5 de un ordenador se asocia a la direccin Ethernet 00-0C-6E-

2B-49-65. La primera es elegida por el usuario (e, incluso, un mismo ordenador puede

trabajar con diferentes direcciones IP). Sin embargo la segunda no puede cambiarse e

identifica inequvocamente al adaptador NIC dentro de la red Ethernet.

Dentro de la capa de acceso a red opera el protocolo ARP ( Address Resolution

Protocol), que se encarga precisamente de asociar direcciones IP con direcciones

fsicas Ethernet. El estndar RFC 826 describe su funcionamiento.

Existe otra recomendacin: la RFC 894 es el estndar para la transmisin de

datagramas IP sobre redes Ethernet.

Especifica cmo se encapsulan datagramas del protocolo IP para que puedan

transmitirse en una red Ethernet.

1.2.2 CAPA DE RED (INTERNET)

La capa Internet se encuentra justo encima de la capa de acceso a red. En este nivel el

protocolo IP es el gran protagonista. Existen varias versiones del protocolo IP: IPv4

es en la actualidad la ms empleada, aunque el crecimiento exponencial en el tamao

de las redes compromete cada vez ms su operatividad. El nmero de equipos

que IPv4 puede direccionar comienza a quedarse corto.

Para poner remedio a esta situacin se ha desarrollado la versin IPv6, con una

capacidad de direccionamiento muy superior a IPv4, pero totalmente incompatible.

El protocolo IP se ha diseado para redes de paquetes conmutados no orientadas a

conexin, lo cual quiere decir que cuando dos equipos quieren conectarse entre s no

intercambian informacin para establecer la sesin.

IP tampoco se encarga de comprobar si se han producido errores de transmisin, confa

esta funcin a las capas superiores. Todo ello se traduce en que los paquetes de datos

contienen informacin suficiente como para pro- pagarse a travs de la red sin que haga

falta establecer conexiones permanentes.

Para el protocolo IP un datagrama es el formato que debe tener un paquete de datos en

la capa de red. Las cinco (o seis) primeras palabras de 32 bits contienen la informacin

necesaria para que el datagrama se pro- pague por la red, y a continuacin se adjuntan

los datos. La lgica de funcionamiento del protocolo IP es simple: para cada datagrama

consulta la direccin origen (palabra 4) y la compara con la direccin destino (palabra 5).

Si resulta que origen y destino se corresponden con equipos (hosts) de la misma red, el

datagrama se enva directamente de un equipo a otro. Si, por el contrario, los equipos

pertenecen a redes distintas, se hace necesaria la intervencin de una puerta de enlace

o gateway que facilite el envo a redes diferentes.

El paso de datos de una red a otra a travs de una puerta de enlace es conocido como

salto (hop). Un datagrama puede realizar varios saltos a travs de diversas redes

hasta alcanzar su destino. El camino que siguen los datos enviados por un equipo a otro

no tiene por qu ser siempre el mismo. La bsqueda del camino ms adecuado a cada

momento se denomina enrutamiento. De hecho, a las puertas de enlace se les

denomina enrutadores (routers).

1.2.3 CAPA DE TRANSPORTE

En esta capa se encuentran definidos el protocolo TCP y el protocolo UDP ( User

Datagram Protocol). TCP permite enviar los datos de un extremo a otro de la conexin

con la posibilidad de detectar errores y corregirlos. UDP, por el contrario, reduce al

mximo la cantidad de informacin incluida en la cabecera de cada datagrama, ganando

con ello rapidez a costa de sacrificar la fiabilidad en la transmisin de datos.

Ciertas aplicaciones prefieren utilizar en la capa de transporte el protocolo UDP aunque

ste no haga correccin ni deteccin de errores. Como estas aplicaciones necesitan

transmitir pequeas cantidades de datos, resulta ms eficaz reenviar los datagramas

defectuosos que no sobrecargar cada uno con informacin de control en la cabecera.

Si se requiere ms fiabilidad en los datos transmitidos las aplicaciones recurren en la

capa de transporte al protocolo TCP. Al revs que UDP, es un protocolo orientado a

conexin, y el formato de los datos que maneja es muy distinto al de los datagramas.

Para TCP los datos son una secuencia o trama continua de bytes, cada comunicacin

es seleccionada en la trama mediante segmentos.

El protocolo TCP necesita que se establezca una conexin entre los equipos situados

en ambos extremos de la misma. Antes de iniciar la transferencia de datos TCP efecta

una negociacin entre los dos equipos basada en el intercambio de tres segmentos de

datos. Precisamente por esta razn se la conoce como negociacin de tres vas.

Al margen de estas negociaciones, la capa de transporte es responsable de hacer llegar

los datos a las aplicaciones que los requieren en las capas superiores. Para ello

se asocia cada aplicacin a un nmero de 16 bits al que se denomina nmero de

puerto.

Tanto TCP como UDP hacen que la primera palabra de sus cabeceras contenga el

puerto origen y destino de los datos que se transmiten. Esta operacin se conoce como

multiplexacin. En apartados posteriores se estudiar con ms detalle la

multiplexacin de datos.

1.2.4 CAPA DE APLICACIN

sta es la capa ms alta dentro de la estructura jerrquica del protocolo TCP/IP, e

incluye las aplicaciones y procesos con los que intercambia datos la capa de transporte.

TCP/IP tiene en esta capa protocolos que soportan servicios de conexin remota, correo

electrnico y transferencia de archivos. De todos los protocolos de aplicacin los ms

conocidos son:

Telnet

FTP

SMTP

HTPP

DNS

Los servidores de red proporcionan servicios esenciales para las comunicaciones entre

ordenadores. A diferencia de lo que ocurre con muchos programas de aplicacin, estos

servicios no facilitan el acceso al usuario final.

2 PROTOCOLOS RELACIONADOS

2.1 TELNET

TELNET(Network Terminal Protocol), es un protocolo que permite establecer conexiones con

terminales remotos, de tal manera que se puedan ejecutar en ellos comandos de

configuracin y control que proporciona reglas bsicas que permiten vincular a un cliente

(sistema compuesto de una pantalla y un teclado) con un intrprete de comandos (del lado

del servidor).

El protocolo Telnet se aplica en una conexin TCP para enviar datos en formato ASCII

codificados en 8 bits, entre los cuales se encuentran secuencias de verificacin Telnet. Por lo

tanto, brinda un sistema de comunicacin orientado bidireccional (semidplex) codificado en

8 bits y fcil de implementar.

El protocolo Telnet se basa en tres conceptos bsicos:

el paradigma Terminal virtual de red (NVT);

el principio de opciones negociadas;

las reglas de negociacin.

ste es un protocolo base, al que se le aplican otros protocolos del conjunto TCP/IP (FTP,

SMTP, POP3, etc.). Las especificaciones Telnet no mencionan la autenticacin porque Telnet

se encuentra totalmente separado de las aplicaciones que lo utilizan (el protocolo FTP define

una secuencia de autenticacin sobre Telnet). Adems, el protocolo Telnet no es un

protocolo de transferencia de datos seguro, ya que los datos que transmite circulan en la red

como texto sin codificar (de manera no cifrada). Cuando se utiliza el protocolo Telnet para

conectar un host remoto a un equipo que funciona como servidor, a este protocolo se le

asigna el puerto 23.

Excepto por las opciones asociadas y las reglas de negociacin, las especificaciones del

protocolo Telnet son bsicas. La transmisin de datos a travs de Telnet consiste slo en

transmitir bytes en el flujo TCP (el protocolo Telnet especifica que los datos deben agruparse

de manera predeterminada esto es, si ninguna opcin especifica lo contrario en un bfer

antes de enviarse. Especficamente, esto significa que de manera predeterminada los datos se

envan lnea por lnea). Cuando se transmite el byte 255, el byte siguiente debe interpretarse

como un comando. Por lo tanto, el byte 255 se denomina IAC (Interpretar como comando).

2.2 FTP

El FTP(File Transfer Protocol), es un protocolo orientado a conexin dedicado a la

transferencia de archivos. FTP ofrece una gran fiabilidad con este servicio, en gran parte

debido a que se basa en el protocolo TCP dentro de la capa de transporte. TFTP ( Trivial File

Transfer Protocol ) es una versin de FTP que funciona ms rpido, pero es menos fiable

porque se sirve de mensajes UDP en la capa de transporte.

La implementacin del FTP se remonta a 1971 cuando se desarroll un sistema de

transferencia de archivos (descrito en RFC141) entre equipos del Instituto Tecnolgico de

Massachusetts (MIT, Massachusetts Institute of Technology). Desde entonces, diversos

documentos de RFC (peticin de comentarios) han mejorado el protocolo bsico, pero las

innovaciones ms importantes se llevaron a cabo en julio de 1973.

Actualmente, el protocolo FTP est definido por RFC 959 (Protocolo de transferencia de

archivos (FTP) - Especificaciones).

El objetivo del protocolo FTP es:

Permitir que equipos remotos puedan compartir archivos

Permitir la independencia entre los sistemas de archivo del equipo del cliente y del

equipo del servidor

Permitir una transferencia de datos eficaz

El protocolo FTP est incluido dentro del modelo cliente-servidor, es decir, un equipo enva

rdenes (el cliente) y el otro espera solicitudes para llevar a cabo acciones (el servidor).

Durante una conexin FTP, se encuentran abiertos dos canales de transmisin:

Un canal de comandos (canal de control)

Un canal de datos

En el modelo, el intrprete de protocolo (IP) de usuario inicia la conexin de control en el

puerto 21. Las rdenes FTP estndar las genera el IP de usuario y se transmiten al proceso

servidor a travs de la conexin de control. Las respuestas estndar se envan desde la IP del

servidor la IP de usuario por la conexin de control como respuesta a las rdenes.

Estas rdenes FTP especifican parmetros para la conexin de datos (puerto de datos, modo

de transferencia, tipo de representacin y estructura) y la naturaleza de la operacin sobre el

sistema de archivos (almacenar, recuperar, aadir, borrar, etc.). El proceso de transferencia de

datos (DTP) de usuario u otro proceso en su lugar, debe esperar a que el servidor inicie la

conexin al puerto de datos especificado (puerto 20 en modo activo o estndar) y transferir

los datos en funcin de los parmetros que se hayan especificado.

Vemos tambin en el diagrama que la comunicacin entre cliente y servidor es

independiente del sistema de archivos utilizado en cada computadora, de manera que no

importa que sus sistemas operativos sean distintos, porque las entidades que se comunican

entre s son los PI y los DTP, que usan el mismo protocolo estandarizado: el FTP.

Tambin hay que destacar que la conexin de datos es bidireccional, es decir, se puede usar

simultneamente para enviar y para recibir, y no tiene por qu existir todo el tiempo que

dura la conexin FTP. Pero tena en sus comienzos un problema, y era la localizacin de los

servidores en la red. Es decir, el usuario que quera descargar algn archivo mediante FTP

deba conocer en qu mquina estaba ubicado. La nica herramienta de bsqueda de

informacin que exista era Gopher, con todas sus limitaciones.

2.2.1 SERVIDOR FTP

Un servidor FTP es un programa especial que se ejecuta en un equipo servidor normalmente

conectado a Internet (aunque puede estar conectado a otros tipos de redes, LAN, MAN, etc.).

Su funcin es permitir el intercambio de datos entre diferentes servidores/ordenadores.

Por lo general, los programas servidores FTP no suelen encontrarse en los ordenadores

personales, por lo que un usuario normalmente utilizar el FTP para conectarse remotamente

a uno y as intercambiar informacin con l.

Las aplicaciones ms comunes de los servidores FTP suelen ser el alojamiento web, en el que

sus clientes utilizan el servicio para subir sus pginas web y sus archivos correspondientes; o

como servidor de backup (copia de seguridad) de los archivos importantes que pueda tener

una empresa. Para ello, existen protocolos de comunicacin FTP para que los datos se

transmitan cifrados, como el SFTP (Secure File Transfer Protocol).

2.2.2 CLIENTE FTP

Cuando un navegador no est equipado con la funcin FTP, o si se quiere cargar archivos en

un ordenador remoto, se necesitar utilizar un programa cliente FTP. Un cliente FTP es un

programa que se instala en el ordenador del usuario, y que emplea el protocolo FTP para

conectarse a un servidor FTP y transferir archivos, ya sea para descargarlos o para subirlos.

Para utilizar un cliente FTP, se necesita conocer el nombre del archivo, el ordenador en que

reside (servidor, en el caso de descarga de archivos), el ordenador al que se quiere transferir

el archivo (en caso de querer subirlo nosotros al servidor), y la carpeta en la que se

encuentra.

Algunos clientes de FTP bsicos en modo consola vienen integrados en los sistemas

operativos, incluyendo Microsoft Windows, DOS, GNU/Linux y Unix. Sin embargo, hay

disponibles clientes con opciones aadidas e interfaz grfica. Aunque muchos navegadores

tienen ya integrado FTP, es ms confiable a la hora de conectarse con servidores FTP no

annimos utilizar un programa cliente.

2.3 PROTOCOLO HTTP

HTTP (Hypertext Transfer Protocol Secure) ms conocido por sus siglas HTTPS, es un

protocolo de aplicacin basado en el protocolo HTTP, destinado a la transferencia segura de

datos de Hipertexto, es decir, es la versin segura de HTTP.

Desde 1990, el protocolo HTTP (Protocolo de transferencia de hipertexto) es el protocolo

ms utilizado en Internet. La versin 0.9 slo tena la finalidad de transferir los datos a travs

de Internet (en particular pginas Web escritas en HTML). La versin 1.0 del protocolo (la ms

utilizada) permite la transferencia de mensajes con encabezados que describen el contenido

de los mensajes mediante la codificacin MIME.

El propsito del protocolo HTTP es permitir la transferencia de archivos (principalmente, en

formato HTML). entre un navegador (el cliente) y un servidor web (denominado, entre otros,

http en equipos UNIX) localizado mediante una cadena de caracteres denominada direccin

URL.

2.3.1 Comunicacin entre el navegador y el servidor

La comunicacin entre el navegador y el servidor se lleva a cabo en dos etapas:

El navegador realiza una solicitud HTTP

El servidor procesa la solicitud y despus enva una respuesta HTTP

En realidad, la comunicacin se realiza en ms etapas si se considera el procesamiento de la

solicitud en el servidor. Dado que slo nos ocupamos del protocolo HTTP, no se explicar la

parte del procesamiento en el servidor en esta seccin del artculo. Si este tema les interesa,

puede consultar el artculo sobre el tratamiento de CGI.

2.3.2 Solicitud HTTP

Una solicitud HTTP es un conjunto de lneas que el navegador enva al servidor. Incluye:

Una lnea de solicitud: es una lnea que especifica el tipo de documento solicitado, el

mtodo que se aplicar y la versin del protocolo utilizada. La lnea est formada por

tres elementos que deben estar separados por un espacio:

o el mtodo

o la direccin URL

o la versin del protocolo utilizada por el cliente (por lo general, HTTP/1.0)

Los campos del encabezado de solicitud: es un conjunto de lneas opcionales que

permiten aportar informacin adicional sobre la solicitud y/o el cliente (navegador,

sistema operativo, etc.). Cada una de estas lneas est formada por un nombre que

describe el tipo de encabezado, seguido de dos puntos (:) y el valor del encabezado.

El cuerpo de la solicitud: es un conjunto de lneas opcionales que deben estar

separadas de las lneas precedentes por una lnea en blanco y, por ejemplo, permiten

que se enven datos por un comando POST durante la transmisin de datos al

servidor utilizando un formulario.

2.3.3 Respuesta HTTP

Una respuesta HTTP es un conjunto de lneas que el servidor enva al navegador. Est

constituida por: Incluye:

Una lnea de estado: es una lnea que especifica la versin del protocolo utilizada y

el estado de la solicitud en proceso mediante un texto explicativo y un cdigo. La

lnea est compuesta por tres elementos que deben estar separados por un espacio:

La lnea est formada por tres elementos que deben estar separados por un espacio:

o la versin del protocolo utilizada

o el cdigo de estado

o el significado del cdigo

Los campos del encabezado de respuesta: es un conjunto de lneas opcionales que

permiten aportar informacin adicional sobre la respuesta y/o el servidor. Cada una

de estas lneas est compuesta por un nombre que califica el tipo de encabezado,

seguido por dos puntos (:) y por el valor del encabezado Cada una de estas lneas

est formada por un nombre que describe el tipo de encabezado, seguido de dos

puntos (:) y el valor del encabezado.

2.4 PROTOCOLO IP

El protocolo IP es parte de la capa de Internet del conjunto de protocolos TCP/IP. Es uno de

los protocolos de Internet ms importantes ya que permite el desarrollo y transporte de

datagramas de IP (paquetes de datos), aunque sin garantizar su "entrega". En realidad, el

protocolo IP procesa datagramas de IP de manera independiente al definir su representacin,

ruta y envo.

El protocolo IP determina el destinatario del mensaje mediante 3 campos:

el campo de direccin IP: Direccin del equipo;

el campo de mscara de subred: una mscara de subred le permite al protocolo IP

establecer la parte de la direccin IP que se relaciona con la red;

el campo de pasarela predeterminada: le permite al protocolo de Internet saber a qu

equipo enviar un datagrama, si el equipo de destino no se encuentra en la red de

rea local.

2.4.1 DATAGRAMAS

Los datos circulan en Internet en forma de datagramas (tambin conocidos como paquetes).

Los datagramas son datos encapsulados, es decir, datos a los que se les agrega un

encabezado que contiene informacin sobre su transporte (como la direccin IP de destino).

Los routers analizan (y eventualmente modifican) los datos contenidos en un datagrama para

que puedan transitar.

A continuacin se indican los significados de los diferentes campos:

Versin (4 bits): es la versin del protocolo IP que se est utilizando (actualmente se

utiliza la versin 4 IPv4) para verificar la validez del datagrama. Est codificado en 4 bits.

Longitud del encabezado o IHL por Internet Header Length (Longitud del encabezado de

Internet) (4 bits): es la cantidad de palabras de 32 bits que componen el encabezado

(Importante: el valor mnimo es 5). Este campo est codificado en 4 bits.

Tipo de servicio (8 bits): indica la forma en la que se debe procesar el datagrama.

Longitud total (16 bits): indica el tamao total del datagrama en bytes. El tamao de este

campo es de 2 bytes, por lo tanto el tamao total del datagrama no puede exceder los

65536 bytes. Si se lo utiliza junto con el tamao del encabezado, este campo permite

determinar dnde se encuentran los datos.

Identificacin, indicadores y margen del fragmento son campos que permiten la

fragmentacin de datagramas. Esto se explica a continuacin.

TTL o Tiempo de vida (8 bits): este campo especifica el nmero mximo de routers por

los que puede pasar un datagrama. Por lo tanto, este campo disminuye con cada paso

por un router y cuando alcanza el valor crtico de 0, el router destruye el datagrama. Esto

evita que la red se sobrecargue de datagramas perdidos.

Protocolo (8 bits): este campo, en notacin decimal, permite saber de qu protocolo

proviene el datagrama.

Suma de comprobacin del encabezado (16 bits): este campo contiene un valor

codificado en 16 bits que permite controlar la integridad del encabezado para establecer

si se ha modificado durante la transmisin. La suma de comprobacin es la suma de

todas las palabras de 16 bits del encabezado (se excluye el campo suma de

comprobacin). Esto se realiza de tal modo que cuando se suman los campos de

encabezado (suma de comprobacin inclusive), se obtenga un nmero con todos los bits

en 1.

Direccin IP de origen (32 bits): Este campo representa la direccin IP del equipo

remitente y permite que el destinatario responda.

Direccin IP de destino (32 bits): direccin IP del destinatario del mensaje.

2.4.3 ENRUTAMIENTO

En comunicaciones, el encaminamiento (a veces conocido por el anglicismo ruteo o

enrutamiento) es el mecanismo por el que en una red los paquetes de informacin se hacen

llegar desde su origen a su destino final, siguiendo un camino o ruta a travs de la red. En

una red grande o en un conjunto de redes interconectadas el camino a seguir hasta llegar al

destino final puede suponer transitar por muchos nodos intermedios.

Asociado al encaminamiento existe el concepto de mtrica, que es una medida de lo "bueno"

que es usar un camino determinado. La mtrica puede estar asociada a distintas magnitudes:

distancia, coste, retardo de transmisin, nmero de saltos, etc., o incluso a una combinacin

de varias magnitudes. Si la mtrica es el retardo, es mejor un camino cuyo retardo total sea

menor que el de otro. Lo ideal en una red es conseguir el encaminamiento ptimo: tener

caminos de distancia (o coste, o retardo, o la magnitud que sea, segn la mtrica) mnimos.

Tpicamente el encaminamiento es una funcin implantada en la capa 3 (capa de red) del

modelo de referencia OSI.

2.5 PROTOCOLO TCP

En comunicaciones, el encaminamiento (a veces conocido por el anglicismo ruteo o

enrutamiento) es el mecanismo por el que en una red los paquetes de informacin se hacen

llegar desde su origen a su destino final, siguiendo un camino o ruta a travs de la red. En

una red grande o en un conjunto de redes interconectadas el camino a seguir hasta llegar al

destino final puede suponer transitar por muchos nodos intermedios.

Asociado al encaminamiento existe el concepto de mtrica, que es una medida de lo "bueno"

que es usar un camino determinado. La mtrica puede estar asociada a distintas magnitudes:

distancia, coste, retardo de transmisin, nmero de saltos, etc., o incluso a una combinacin

de varias magnitudes. Si la mtrica es el retardo, es mejor un camino cuyo retardo total sea

menor que el de otro. Lo ideal en una red es conseguir el encaminamiento ptimo: tener

caminos de distancia (o coste, o retardo, o la magnitud que sea, segn la mtrica) mnimos.

Tpicamente el encaminamiento es una funcin implantada en la capa 3 (capa de red) del

modelo de referencia OSI.

2.5.1 El objetivo de TCP

Con el uso del protocolo TCP, las aplicaciones pueden comunicarse en forma segura (gracias

al sistema de acuse de recibo del protocolo TCP) independientemente de las capas inferiores.

Esto significa que los routers (que funcionan en la capa de Internet) slo tienen que enviar

los datos en forma de datagramas, sin preocuparse con el monitoreo de datos porque esta

funcin la cumple la capa de transporte (o ms especficamente el protocolo TCP).

Durante una comunicacin usando el protocolo TCP, las dos mquinas deben establecer una

conexin. La mquina emisora (la que solicita la conexin) se llama cliente, y la mquina

receptora se llama servidor. Por eso es que decimos que estamos en un entorno Cliente-

Servidor.

Las mquinas de dicho entorno se comunican en modo en lnea, es decir, que la

comunicacin se realiza en ambas direcciones.

Para posibilitar la comunicacin y que funcionen bien todos los controles que la acompaan,

los datos se agrupan; es decir, que se agrega un encabezado a los paquetes de datos que

permitirn sincronizar las transmisiones y garantizar su recepcin.

Otra funcin del TCP es la capacidad de controlar la velocidad de los datos usando su

capacidad para emitir mensajes de tamao variable. Estos mensajes se llaman segmentos.

2.5.2 ARQUITECTURA DE NIVELES DE TCP / IP

Cuando se diseo TCP/IP los comits establecidos para crear la familia de protocolos

consideraron todos los servicios que se tenan que proporcionar.

La distribucin por niveles se utiliza en muchos sistemas de software; una referencia comn

es la arquitectura ideal del protocolo de conexin de redes desarrollada por la International

Organization for Standardization, denominada ISO, aunque en realidad debera decir IOS, ISO

desarrollo el modelo de referencia Open Systems Interconnection (OSI), o Interconexin de

Sistemas abiertos que consta de siete niveles.

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace De Datos

Fsico

El modelo de referencia OSI se desarrollo para aislar los componentes comunes del sistema

del software en niveles. Cada nivel es independiente del resto.

Cada nivel en el modelo de referencia OSI tiene una tarea especifica que desempear. El

objetivo de una arquitectura por niveles es agrupar servicios afines, a la vez que conseguir

que sean independientes de los dems. Las tareas son un poco abstractas, porque el modelo

OSI es simplemente eso, un modelo. No esta diseado para ser un modelo real, sino un

modelo para que lo sigan sistemas como TCP/IP.

El enfoque OSI por niveles es el que utiliza TCP/IP, aunque con una ligera modificacin. Los

niveles son similares, aunque TCP/IP agrupa varios de los niveles OSI en un nico nivel

TCP/IP. Esto se realiza principalmente porque era el mejor mtodo de implementar los

servicios TCP/IP

2.6 PROTOCLO UDP

El grupo de protocolos de Internet tambin maneja un protocolo de transporte sin

conexiones, el UDP (User Data Protocol, protocolo de datos de usuario). El UDP ofrece a las

aplicaciones un mecanismo para enviar datagramas IP en bruto encapsulados sin tener que

establecer una conexin.

Muchas aplicaciones cliente-servidor que tienen una solicitud y una respuesta usan el UDP

en lugar de tomarse la molestia de establecer y luego liberar una conexin. El UDP se

describe en el RFC 768. Un segmento UDP consiste en una cabecera de 8 bytes seguida de

los datos. La cabecera se muestra a continuacin. Los dos puertos sirven para lo mismo que

en el TCP: para identificar los puntos terminales de las mquinas origen y destino. El campo

de longitud UDP incluye la cabecera de 8 bytes y los datos. La suma de comprobacin

UDP incluye la misma pseudocabecera de formato, la cabecera UDP, y los datos, rellenados

con una cantidad par de bytes de ser necesario.

Esta suma es opcional, y se almacena como 0 si no se calcula. Inutilizarla sera absurdo, a

menos que la cantidad de los datos no importe, por ejemplo, voz digitalizada.

UDP no admite numeracin de los datagramas, factor que, sumado a que tampoco utiliza

seales de confirmacin de entrega, hace que la garanta de que un paquete llegue a su

destino sea mucho menor que si se usa TCP. Esto tambin origina que los datagramas

pueden llegar duplicados y/o desordenados a su destino. Por estos motivos el control de

envo de datagramas, si existe, debe ser implementado por las aplicaciones que usan UDP

como medio de transporte de datos, al igual que el reeensamble de los mensajes entrantes.

Es por ello un protocolo del tipo best-effort (mximo esfuerzo), porque hace lo que puede

para transmitir los datagramas hacia la aplicacin, pero no puede garantizar que la aplicacin

los reciba.

Tampoco utiliza mecanismos de deteccin de errores. Cuando se detecta un error en un

datagrama, en lugar de entregarlo a la aplicacin destino, se descarta.

Cuando una aplicacin enva datos a travs de UDP, stos llegan al otro extremo como una

unidad. Por ejemplo, si una aplicacin escribe 5 veces en el puerto UDP, la aplicacin al otro

extremo har 5 lecturas del puerto UDP. Adems, el tamao de cada escritura ser igual que

el tamao de las lecturas.

2.7 PROTOCLO ARP

ARP es un protocolo de bajo nivel que asigna dinmicamente direcciones de red a

direcciones fsicas MAC. Conociendo la direccin de red del host remoto, ARP averigua su

direccin MAC en el mismo segmento de red.

Supongamos por ejemplo que un router recibe un paquete IP destinado a un host

perteneciente a una de las redes directamente conectadas al mismo. El paquete slo

contiene una direccin IP de 32 bits. Para generar la cabecera de la trama a nivel de enlace, el

router precisa conocer la direccin fsica MAC del destinatario. El router averigua la direccin

MAC a partir de la direccin de red. Esta funcin se denomina resolucin de direcciones

(address resolution).

Cuando un router asigna una direccin de red a una direccin fsica MAC, lo hace

accediendo a la tabla de cache ARP. Dicha tabla contiene las direcciones fsicas MAC que se

corresponden con cada direccin de red. Si la direccin no figura en el cache, el router enva

una peticin ARP a todos los hosts para localizar la direccin fsica MAC. El host que

reconozca su direccin de red en el paquete ARP, contesta con su direccin fsica MAC. El

router entonces encamina el paquete al host destino, y actualiza la cache ARP con la nueva

direccin.

3. DIRECCIONAMIENTO

El direccionamiento TCP/IP utiliza una direccin IP exclusiva para un sistema principal

determinado de una red TCP/IP. Cada nodo de una red recibe el nombre de sistema principal

y tiene una direccin exclusiva.

Dentro de su propia red puede asignar direcciones propias. Si desea conectarse a Internet, el

Proveedor de Servicios de Internet (ISP) le asignar las direcciones de red y los nombres de

dominio. Consulte el tema Conexin a Internet si desea obtener ms informacin acerca del

mejor mtodo para conectarse a Internet para su empresa.

El direccionamiento TCP/IP se divide en dos partes: la direccin TCP/IP en s y la mscara de

subred. La direccin TCP/IP es un entero de 32 bits que contiene tanto una parte

correspondiente a la red como una correspondiente al sistema principal. Esta direccin

generalmente se expresa en formato decimal con puntos xxx.xxx.xxx.xxx, donde xxx es un

entero entre 1 y 255. La mscara de subred es una mscara de bits que determina qu bits

de la direccin TCP/IP designan la red y qu bits designan el sistema principal.

El Asesor calculador de subred le ayuda a determinar las direcciones IP de las nuevas

subredes. Todo lo que debe hacer es teclear la direccin de la red y especificar cuntas

subredes desea crear. El Asesor calculador de subred visualiza la direccin IP de la red y del

primer y ltimo sistema principal de cada subred.

TCP/IP utiliza las partes de red y sistema principal de la direccin as como la mscara de

subred para entregar paquetes de informacin a travs de una red.

El direccionamiento TCP/IP refleja las necesidades de licencias y de la red. El tamao de la

red constituye el punto de partida para determinar el direccionamiento TCP/IP.

Quizs sea interesante que considere utilizar direccionamiento entre dominios sin clases

(CIDR) para reducir las tablas de direccionamiento y tener disponibles ms direcciones IP.

Los siguientes ejemplos ilustran planificaciones de direccionamiento TCP/IP. Una vez tenga la

direccin IP de su red, puede utilizar el asesor calculador de sub red que le ayudar a

determinar las direcciones IP de las nuevas subredes.

Ejemplo 1:

Su compaa tiene una red de clase C con la direccin 192.1.1.0. Desea dividirla en dos

subredes, una para cada planta del edificio. La mscara de subred de cada subred es

255.255.255.128. En cada subred tiene 126 direcciones disponibles y dos direcciones IP

reservadas (las direcciones de red y de difusin):

Nmero de

subred

Direccin de

red

Primer sistema

principal

disponible

ltimo sistema

principal

disponible

Direccin de

difusin

1 192.1.1.0 192.1.1.1 192.1.1.126 192.1.1.127

2 192.1.1.128 192.1.1.129 192.1.1.254 192.1.1.255

Ejemplo 2:

Su compaa tiene una direccin de clase B 130.1.0.0 y desea dividirla en subredes separadas,

una para cada uno de los 4 edificios. La mscara de subred para cada subred es

255.255.192.0 y cada subred tendr 16 382 direcciones disponibles y dos direcciones IP

reservadas:

Nmero de

subred

Direccin de

red

Primer sistema

principal

disponible

ltimo sistema

principal

disponible

Direccin de

difusin

1 130.1.0.0 130.1.0.1 130.1.63.254 130.1.63.255

2 130.1.64.0 130.1.64.1 130.1.127.254 130.1.127.255

3 130.1.128.0 130.1.128.1 130.1.191.254 130.1.191.255

4 130.1.192.0 130.1.192.1 130.1.255.254 130.1.255.255

4. ENCAMINAMIENTO

Dentro de una red local (LAN) el envo de datos entre equipos se efecta de forma directa

entre equipos mediante el protocolo de enlace (MAC Ethernet en nuestro caso) y su

esquema de direccionamiento. El problema surge a nivel de red, cuando se quiere enviar

datos entre equipos que pueden estar en diferentes redes, caso en donde no es aplicable el

direccionamiento de enlace de forma directa. Nosotros consideraremos el caso habitual de

diferentes redes interconectadas a travs de routers (o encaminadores) y que trabajan con un

protocolo de red comn: IP.

Con la realizacin de esta prctica el alumno debe adquirir conocimientos que le

permitan:

Conocer el funcionamiento bsico de un router: como se realiza el encaminamiento

de paquetes y como son las tablas de encaminamiento.

Aprender a organizar y a asignar las entradas de las tablas de encaminamiento en una

red.

Conocer como se realiza la gestin dinmica de tablas de encaminamiento mediante

el protocolo de enrutamiento dinmico RIP.

Encaminamiento en un equipo con los protocolos TCP/IP

Un router, que puede interconectar dos o ms redes, requiere de un mtodo de

encaminamiento que le permita determinar hacia donde debe reenviar un paquete recibido

por uno de sus interfaces, o generado en el mismo equipo. Para ello debe basarse en el

esquema de direcciones de mquina y de red de IP, as como en las mscaras.

A continuacin se describen los pasos que sigue una mquina con TCP/IP para enviar o

reenviar un paquete al destino IP correspondiente.

La direccin IP destino pertenece a una interfaz de red de esta mquina?

Si es as el envo se efecta sin necesidad de colocar datos en los niveles de enlace y

fsico, esto es, a travs de un loopback interno a nivel IP. Un loopback hace referencia a

una direccin IP interna de la propia mquina que sirve para efectuar envos a nivel de

red IP dentro de la misma mquina, sin requerir que los datos pasen al nivel de enlace.

Se usa habitualmente la direccin 127.0.0.1.

De no ser as, se contina en el siguiente paso.

La direccin IP destino pertenece a una red local conectada directamente a una

interfaz de red de esta mquina?

Esto se puede determinar utilizando la mscara de red definida en la mquina para

cada interfaz. Mediante una operacin lgica AND de la mscara de una interfaz con la

direccin IP de esa interfaz se determina la direccin de la red asociada, y operando la

mscara con la IP destino se determina la red destino.

Si coinciden, para alguna interfaz, el destino est en la red local de esa interfaz, y el

envo se efecta directamente tras aplicar el protocolo ARP para determinar la

direccin MAC del destino.

De no ser as, se contina en el siguiente paso.

Tengo una ruta especfica para la direccin IP destino o para su red?

Se debe explorar la tabla de encaminamiento buscando una entrada en la que se

especifique explcitamente la direccin IP de la mquina destino, o en su omisin, una

direccin de red que incluya la IP destino. Bsicamente la tabla de encaminamiento

(que se describe en el siguiente punto) mantiene una serie de entradas que relacionan

posibles direcciones IP destino (de mquina o de red) y sus mscaras con las

direcciones IP de las interfaces en las redes locales (llamados gateways o puertas de

enlace) que dan acceso a esos destinos.

Si se encuentra alguna entrada para el destino deseado, se enva el paquete al gateway

correspondiente dentro de la red local usando el direccionamiento de enlace. Para ello

puede ser necesario desencadenar el protocolo ARP entre este equipo y el gateway con

el objetivo de determinar su direccin MAC a partir de su IP.

De no ser as, se contina en el siguiente paso.

Tengo una ruta por defecto?

Si existe una entrada de ruta por defecto, se enva el paquete a su gateway asociado

(conocido en este caso como default gateway). Puede ser necesario desencadenar el

protocolo ARP entre este equipo y el gateway con el objetivo de determinar la

direccin MAC a partir de su IP.

De no ser as, este equipo considera el destino inaccesible.

Figura 1. Pasos para encaminar un paquete en una arquitectura de protocolos

TCP/IP.

En la prctica, el esquema de enrutamiento anterior es seguido por cualquier mquina con

TCP/IP, sea un router o un simple equipo de usuario. Aunque solo tiene sentido hablar de

router cuando se trata una mquina con ms de una interfaz de red operando a nivel de red

y que realiza tareas de enrutamiento, en un equipo de usuario con una sola interfaz de red, el

enrutamiento funciona igual. Ahora bien, en un equipo de usuario con una sola interfaz de

red, habitualmente basta con definir una sola ruta, la ruta por defecto, esto es, especificar la

IP destino del default gateway al que se envan los paquetes que no van dirigidos a la propia

red local.

Tablas de encaminamiento

La forma elemental de una tabla de encaminamiento de un equipo sera la que muestra la

siguiente figura:

IP destino Mscara IP destino Puerta de enlace

destino_1 mscara_1 gateway_1

destino_2 mscara_2 gateway_2

Figura 2. Formato de una tabla de encaminamiento.

Para una entrada, la IP destino hace referencia a una direccin de mquina o de red a la que

se pueden enviar paquetes. Cada IP destino tiene su mscara asociada. La puerta de enlace

de una entrada indica la direccin IP del interfaz de red al que se deben enviar los paquetes

dirigidos a la IP destino correspondiente.

La herramienta o comando netstat presente en una mquina Unix (y por supuesto tambin

en Linux) permite visualizar la tabla de encaminamiento, adems de otros aspectos como

estado de los sockets

TCP/IP activos. Si se ejecuta el comando con la opcin i (netstat i) el equipo visualiza

informacin acerca de las interfaces fsicas del sistema. Por ejemplo, el resultado en una

mquina Linux puede ser:

Figura 3. Informacin de los interfaces de una mquina Linux.

La primera columna indica el nombre que Unix da a la interfaz instalada; eth0 es el nombre

de una tarjeta de red Ethernet, lo es el loopback, y ppp0 es el nombre de una conexin

PPP. La segunda columna indica el MTU que tiene asignado cada interfaz. El resto de

columnas presentan informacin, como los datos transmitidos, los recibidos y los errores

producidos.

En Windows, aunque existe el comando netstat ejecutado en lnea de comandos MS-DOS

no dispone de la opcin i. As que para visualizar la informacin fsica de los interfaces del

sistema, se emplea el comando ipconfig en su versin de comandos. La informacin que se

obtiene es bastante ms excueta que en sistemas operativos Unix.

Figura 4. Informacin de los interfaces de una mquina Windows.

Con otras opciones se puede obtener la tabla de encaminamiento actual (opcin -r),

mostrando las direcciones IP con notacin decimal (opcin -n). As, el resultado de ejecutar el

comando netstat rn en una mquina Linux podra ser:

Figura 5. Tabla de encaminamiento de una mquina Linux.

En otras mquinas Unix el resultado puede ser algo diferente, pero la informacin ms

importante, la descrita a continuacin, suele estar presente. La columna Genmask especifica

la mscara asociada con cada IP destino. En el campo flags (indicadores) pueden aparecer 5

valores diferentes:

U (up). La ruta est en servicio.

G (gateway). El destino de la ruta se alcanza a travs de una puerta de enlace. Si este

flag no est activado, el destino est conectado directamente al equipo en la misma

LAN.

H (host). El destino hace referencia a otra mquina, esto es, el destino es una direccin

de mquina completa. La no existencia de este indicador implica que la ruta incluye

otra red, y el destino es una direccin de red (o de subred).

D (directed). La ruta ha sido creada tras recibirse un error ICMP de redireccin

(mecanismo que se activa durante la emisin de un datagrama IP a un router cuando

debera de haberse enviado a otro de la misma red).

M (modified). La ruta ha sido modificada por una redireccin.

El flag G tiene una especial importancia por cuanto permite distinguir entre una ruta directa y

otra indirecta. La diferencia entre ellas reside en que un datagrama IP dirigido por una ruta

directa posee a la vez las direcciones MAC e IP de la mquina destino, mientras que un

paquete emitido sobre una ruta indirecta posee la direccin IP del destino pero la direccin

MAC del prximo router que es la puerta de enlace.

Para el ejemplo anterior, supngase que se desea enviar o reenviar un datagrama con la

direccin 10.3.2.0. La bsqueda tendr xito en la primera entrada y el datagrama ser

enviado por la interfaz fsica local ppp0 que tiene direccin 10.3.7.0. Ntese que, para las

conexiones punto a punto, conviene definir el destino de forma absoluta, es decir,

especificando la direccin completa de la mquina destino en cada extremo de la conexin.

Los datagramas enviados sobre el segmento de red Ethernet conectado a la interfaz eth0

estn definidos por la segunda entrada donde aparece la direccin de red destino

172.20.41.240 y la puerta de enlace 0.0.0.0 para indicar que a esta red se accede

directamente a travs del interfaz de red eth0 Lo mismo ocurre para la red 10.3.0.0 de la

tercera entrada, slo que con el interfaz ppp0. La cuarta entrada especifica el interfaz de

loopback, y la quinta, identificada por el destino 0.0.0.0, indica que la puerta de enlace por

defecto es el equipo con IP 172.20.41.242 presente en la red Ethernet. Los datagramas con

direcciones que no pertenezcan a ninguno de los destinos especificados en las entradas 1 a 4

sern reconducidos a la entrada 5.

El S.O. MS. Windows (NT, 95, 98, 2000, XP...) con TCP/IP instalado tambin ofrece el comando

netstat, aunque con algunas variaciones en cuanto a los parmetros y al formato del

resultado. As por ejemplo, no admite el parmetro -i. El resultado de ejecutar netstat rn

en un equipo con sistema MS. Windows puede asemejarse al siguiente:

Figura 6. Tabla de encaminamiento de una mquina Windows.

En este caso se muestra para cada entrada la direccin destino, la mscara asociada a esa

direccin, la puerta de enlace, la direccin IP del interfaz del propio equipo por el que se

alcanza la puerta de enlace y el nmero de saltos necesarios para llegar al destino. La ruta

por defecto se identifica tambin en este caso como la entrada con destino 0.0.0.0.

Tras la tabla de encaminamiento, el comando netstat de MS. Windows tambin se muestra

el estado de los sockets TCP/IP activos.

Creacin y mantenimiento de rutas estticas

Tanto en MS. Windows (con TCP/IP) como en Unix existe el comando route que permite

crear entradas estticas en la tabla de encaminamiento o modificar y eliminar las ya

existentes. Las sintaxis de este comando, en Windows, se define del siguiente modo:

route [-f] [comando [addr] [MASK mask] [gateway] [METRIC cost]]

A continuacin se describen con ms detalle las opciones:

-f: Borra de la tabla de enrutamiento las entradas de todas las puertas de enlace.

comando: Especifica uno de los cuatro comandos siguientes: PRI5T para ver una

entrada, ADD para agrega una entrada, DELETE para eliminar una entrada y CHA5GE

para modificar una entrada existente.

addr: Especifica la direccin IP del equipo o red de destino.

MASK: Si esta palabra est presente, el siguiente parmetro (mask) es interpretado

como el parmetro de la mscara de red correspondiente a la direccin IP destino. Si

no se especifica, se toma el valor 255.255.255.255 (direccin de mquina).

gateway: Especifica la direccin IP de mquina que es la puerta de enlace.

METRIC: Especifica como nmero de saltos para alcanzar el destino el valor de cost.

Cuando el comando es PRINT o DELETE, se puede utilizar comodines para el destino y la

puerta de enlace, o se puede omitir el argumento puerta para mostrar todas las entradas.

Para aadir o modificar la entrada por defecto el valor de destino debe ser default. Por

ejemplo, route ADD 10.3.0.0 MASK 255.255.0.0 10.3.7.0 aade una entrada de ruta para

poder alcanzar la red 10.3.0.0 a travs de la puerta de enlace local 10.3.7.0. Un ejemplo, de

empleo del comando route para aadir y borrar entradas en la tabla de encaminamiento en

un sistema Windows se puede observar ejecutando el script pracredes.bat, y comprobar la

tabla de encaminamiento, con el comando route print antes y despus de la ejecucin de

este script.

En los sistemas Unix tambin existe la orden route, pero con ms opciones y un formato

distinto de los parmetros. Como ocurre con ifconfig, se necesitan privilegios de root para

ejecutar este comando y se puede consultar el manual del sistema para obtener informacin

sobre el mismo (man route). La sintaxis bsica del comando es:

route add [-net | -host] addr [gw gateway] [metric cost] [netmask mask] [dev

device] route del [-net | -host] addr

A continuacin se describen con ms detalle las opciones:

-net -host: Especifican si la direccin addr es un equipo una red de destino.

gw: Especifica que la puerta de enlace de la entrada es la direccin IP de mquina

gateway. metric: Especifica como nmero de saltos para alcanzar el destino el

valor de cost.

netmask: Especifica que la mscara de red correspondiente a la direccin IP destino es

el valor dado por el parmetro mask. Si no se especifica, route tomar la mscara

que crea ms apropiada.

dev: Fuerza a que la nueva entrada sea por el interfaz de red indicado por device.

Por ejemplo, para cambiar la entrada de la tabla de encaminamiento relativa a la puerta de

enlace por

defecto de forma que sta sea la 172.20.43.231 se puede ejecutar:

Para aadir la entrada de encaminamiento relativa a la interfaz de loopback recin creada

con ifconfig habra que ejecutar:

Si se quisiera aadir una entrada para alcanzar la red 172.20.41.240/28 a travs de la

puerta 172.20.43.231 (que debe ser alcanzable a partir de otras entradas existentes), habra

que ejecutar:

Enrutamiento dinmico con RIP

El protocolo de encaminamiento dinmico que vamos a estudiar es RIP (Routing

Information Protocol) en su versin 2. Est definido en la RFC 2453 (descripcin), en base a

lo ya establecido para el protocolo RIP versin 1, definido en la RFC1058.

RIP 1 se encarga de mantener actualizadas las tablas de encaminamiento de los routers a

travs de mensajes de difusin. Se dice que es un protocolo de vector de distancia ya

que emplea el nmero de saltos a un destino (o mtrica) para decidir que entrada de ruta

debe ser aplicada para alcanzar dicho destino. El nmero de saltos se puede ver como el

nmero de routers que debe atravesar un paquete para llegar al destino, sin contar el

origen e incluyendo el destino, o como el nmero de redes por las que debe pasar el

paquete. Con RIP el mximo nmero de saltos se sita en 15, y por ello es utilizado en

redes con dimensiones reducidas en cuanto a nmero de routers. De hecho, una mtrica

de 16 indica el valor infinito.

Aunque RIP 2 emplea los algoritmos bsicos de RIP 1, aporta unas caractersticas nuevas

muy importantes:

Identificadores de rutas externas. Permite propagar informacin sobre rutas

establecidas con otros protocolos de encaminamiento (como EGP o BGP) sin

alterarlas. Su objetivo principal es separar rutas internas de la red donde funciona

RIP de rutas externas a esa red bajo otros protocolos.

Mscaras de subred. Permite trabajar con rutas de subredes. El gran problema que

tena RIP 1 era no disponer de esta caracterstica, aunque su necesidad es evidente.

Direccin del siguiente salto. En cada entrada de ruta de un mensaje RIP se puede

especificar, adems del nmero de saltos para llegar a la IP destino (como se hace

en RIP 1), la direccin IP del siguiente router al que pueden ser enviados los

paquetes, en vez de utilizar el router que genera el mensaje. Permite la

optimizacin del encaminamiento en la red.

Autentificacin. Aporta mecanismos para que un router solo acepte mensajes RIP

determinados con el objetivo de aumentar la seguridad de acceso los routers. Se

evita as que cualquier equipo de una red pueda enviar paquetes RIP a un router

para confundirlo. Bsicamente consiste en asociar un cdigo redundante al bloque

con las entradas de rutas del paquete. As, si algn equipo no autorizado

modificase las rutas del paquete RIP, los routers autorizados interpretaran

dicho paquete como errneo, al no ser ya vlido el cdigo que tiene. Para que el

mecanismo sea eficaz, el cdigo redundante se calcula aplicando claves y mtodos

hash.

Multicasting. Los paquetes RIP 2 se envan a una direccin IP especfica; la direccin

IP de multicast 224.0.0.9 (de la clase especial de multicast de IP: 224.0.0.0/28). Solo

los routers con RIP 2 activo hacen caso de lo recibido por esa direccin, esto es,

funciona como si de un broadcast selectivo se tratase.

En LANs, los paquetes con direcciones multicast de destino se transportan en tramas con

direcciones MAC de destino reservadas para tal uso. Esto reduce bastante la carga en la

red y en los equipos, puesto que la conversin MAC-IP es directa. As por ejemplo, un

paquete IP con destino 224.0.0.9 viajar en un trama de enlace Ethernet con una direccin

destino como 000746000009, donde 000746 es un cdigo propio del fabricante de la

tarjeta Ethernet y 000009 referencia la direccin de multicast de RIP 2.

Los mensajes RIP son transportados por datagramas UDP dirigidos al nmero de puerto

520. Un mensaje RIP tiene 4 bytes de cabecera, y utiliza 20 bytes ms por cada entrada de

ruta, sin contar los 20 de IP y los 8 de UDP. As se pude sealar un mximo de 25 rutas por

mensaje, conservando un tamao no superior a 512 bytes por datagrama UDP

(8+4+20x25=512). El formato del mensaje de RIP 2 se muestra en la Figura 7. Formato de

mensajes RIP.

.

Figura 7. Formato de mensajes RIP.

Dentro de la cabecera, el campo comando indica la funcin del mensaje RIP, y

bsicamente puede tener el valor 1 (RIP request o solicitud) 2 (RIP response o respuesta).

Con RIP 2, en el capo versin debe aparecer el valor 2. El identificador de ruta permite

separar los mensajes RIP referentes a la red donde trabaja RIP de los mensajes relativos a

otros procedimientos de encaminamiento.

RIP permite trabajar con informacin de encaminamiento de otros protocolos que no son

IP, y para identificar el protocolo al que pertenecen los datos de una entrada de rutas se

usa el campo familia de direcciones, que con IP vale 2. La informacin referente a

autentificacin, cuando se utiliza, se enva en mensajes RIP que en vez de entradas de rutas

tienen un campo con la clave. Estos mensajes se identifican por que, en ellos, el valor del

campo familia de direcciones es FFFFh.

Para un mensaje RIP 2 generado por un router dado, cada entrada de ruta hace referencia

a una direccin IP destino de red o mquina que se puede alcanzar desde el router, su

correspondiente mscara de subred, la direccin IP del siguiente salto o router al que

deberan enviarse los paquetes (0.0.0.0 si los paquetes deben enviarse al router que enva

el mensaje), y el nmero de saltos necesario para alcanzar el destino (mtrica). Este

nmero de saltos se cuenta desde el router que enva el mensaje RIP.

Cuando se inicia el proceso de actualizacin de la tabla de rutas en un router con RIP 2

instalado, se envan solicitudes RIP (comando=1) por todas las interfaces activas

reclamando entradas de rutas de los routers adyacentes. Los routers que las reciben envan

la informacin de sus correspondientes tablas de encaminamiento mediante mensajes RIP

de respuesta (comando=2). Adems, en cada router con RIP, cada cierto tiempo

(tpicamente 30 segundos), una parte o la totalidad de la tabla de encaminamiento es

enviada a los routers adyacentes a travs de la direccin multicast 224.0.0.9 (comando =

2).

Cuando un router que acepta mensajes RIP 2 a la direccin de multicast recibe uno,

examina las entradas de rutas que contiene para comprobar si debe actualizar su tabla de

encaminamiento. Si en el mensaje aparece una ruta referente a un destino que no conoce,

o a una entrada dinmica (que se puede actualizar) de su tabla de encaminamiento cuyo

destino se podra alcanzar con menos saltos al utilizar como puerta de enlace el router que

envi el mensaje RIP (o la IP especificada en el campo en siguiente salto), el router

receptor procede a actualizar su tabla de encaminamiento. Para ello aade o modificando

la entrada, colocando como puerta de enlace la direccin IP del router que envi el

mensaje RIP (o la IP especificada en el campo en siguiente salto).

Por cada ruta dinmica en la tabla existe un temporizador asociado. Un sistema con RIP

que encuentra una ruta no actualizada desde hace cierto tiempo (3 minutos) procede a

marcarla para su destruccin con el valor infinito (16). La eliminacin permanente se

retrasa 60 segundos ms para asegurarse de que esta accin ha sido notificada al resto de

la red con el tiempo suficiente.

Si el equipo Linux1 enviase mensajes RIP 2 Cul sera el contenido de los mensajes

que difundira?

Herramientas para realizar la prctica

Monitores de red

Para analizar el trfico de la red se dispone de varias herramientas de libre distribucin en

los PCs del

laboratorio:

tcpdump. Herramienta de captura y anlisis de trfico de una red de datos basada

en lnea de comandos muy potente, con muchas opciones de filtrado en tiempo

de captura, y muy extendida en los mbitos acadmico y profesional. En el

laboratorio est instalada en el equipo Linux2. El hecho de que funcione en lnea

de comandos hace que sea muy flexible, rpida de utilizar, y muy fiable en la

captura de paquetes. Incluso se puede usar para crear programas que trabajen

con el estado de la red. Adems, su sintaxis es prcticamente un estndar para

herramientas de anlisis de redes de datos.

Wireshark. Herramienta grfica para captura y anlisis de trfico que reconoce gran

cantidad de protocolos. Para las prcticas estn disponible la versin de MS.

Windows en cada PC de alumnos. Su uso es, inicialmente, ms sencillo que el de

tcpdump, aunque no resulta tan flexible como esta ltima.

Acceso remoto a equipos del laboratorio

En el caso de necesitar acceder a los equipos Linux 1 y Linux 2 del laboratorio (10.3.7.0 y

172.20.43.232) para ver sus tablas de encaminamiento, la configuracin de interfaces o

ejecutar comandos como ping. Para ello se pueden utilizar los servicios de ejecucin

remota y de terminal remoto, con el usuario alumnos con la contrasea alumnos.

Para la ejecucin remota de comandos en los equipos Linux desde el PC del alumno

con MS. Windows se puede utilizar el programa rexec instalado en los PCs. Este

programa permite ejecutar comandos de forma remota en el equipo con la

direccin IP especificada, conociendo un usuario y contrasea vlidos, as como ver

el resultado de estos comandos en una ventana de texto.

Para el servicio de terminal remota, se debe usar el programa cliente telnet de M.S

Windows (en lnea de comando) o el popular cliente putty, ms avanzado que el

anterior. Ambos programas permiten acceder a una consola de lnea de comandos

del equipo remoto, lo cual es til para ejecutar aplicaciones interactivas como el

monitor de red tcpdump disponible en el equipo Linux 2. Para este caso concreto

se debe ejecutar el siguiente comando en la ventana del programa terminal:

El comando sudo ejecuta el comando especificado tras l (se requiere el camino

completo del mismo) habilitando permisos de root, lo cual es necesario para

ejecutar el monitor de red.

Finalmente, es posible analizar cierta informacin procedente de los tres routers del

laboratorio ejecutando el comando stdprac en el equipo Linux 2 (con rexec, telnet o

putty) usando esta sintaxis:

Los parmetros son los siguientes:

router. Puede ser uno de estos tres valores; 2513, 1720 o 1601, e indica el router

sobre el que se desea obtener informacin.

comando. Especifica que informacin del router se desea obtener. Puede

especificarse rutas para obtener la tabla de encaminamiento del router, o intf

para explorar la configuracin de los interfaces del router.

texto. Este parmetro es opcional, y hace referencia a una cadena de texto que se

puede utilizar para filtrar la informacin devuelta por el comando, de forma que

este solo muestra las lneas de la configuracin que contienen el texto especificado.

Por ejemplo, se puede especificar como texto una direccin IP usando los

comandos rutas para ver solo las entradas referentes a esa direccin IP. Con el

comando intf, se puede, por ejemplo indicar el texto MTU para ver slo los MTUs

de los interfaces.

Adems se pueden formar expresiones ms complejas usando los smbolos | o

& en el texto. El primero se utiliza para indicar que slo se muestren las lneas que

contienen al menos una de las cadenas indicadas.

CONCLUSION

En este trabajo se dio a conocer la informacin detallada acerca de los protocolos TCP/IP y

todos los subprotoclos que estn relacionados con este , y podemos apreciar su

importancia en las redes de internet hoy en da.

La arquitectura que estos presentan est tan bien diseada que permite que el internet de

hoy en da sea la red de datos ms usada y ms grande del mundo, con todas las

facilidades de informacin que esta nos presta.

El conjunto de protocolos TCP/IP ha sido de vital importancia para el desarrollo de las

redes de comunicacin, sobre todo para Internet. El ritmo de expansin de Internet

tambin es una consecuencia de estos protocolos, sin los cuales, conectar redes de

distintas naturalezas (diferente Hardware, sistema operativo, etc..), hubiera sido mucho

ms difcil, por no decir imposible. Los protocolos TCP/IP fueron y son el motor necesario

para que las redes en general, e Internet en particular, se mejoren y se pueda lograr una

buena "autopista de la informacin".

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