Protocolo TCP/IP
2Introduccin al TCP/IP
Creado por el Departamento de Defensa
a la mitad de 1970.
Se basa en el modelo DoD (Departament
of Defense)
Utilizado ampliamente por la comunidad
cientfica, de ingeniera, de gobierno,
universidades y ahora en Internet.
Proporciona conectividad para redes LAN
y WAN.
Aplicacin
Presentacin
Sesin
Transporte
Red
Enlace
Fsico
Aplicacin
Transporte
Internet
Red
3Aplicacin
Internet
Red
Transporte
IP ICMP ARP RARP
TCP UDP
Telnet FTP SMTP DNS SNMPTFTP NFS
TCP/IP: Arquitectura
Ethernet, Token Ring, Fast Ethernet, Gigabit, etc.
10BaseT, 10Base2, 10Base5, 100BaseT, etc.
4Nivel de Aplicacin
Los protocolos en el nivel de proceso/aplicacin suministran
emulacin de terminal, transferencia de archivo, correo
electrnico y otras aplicaciones.
Cada aplicacin normalmente requiere dos programas
separados: un programa cliente y un programa servidor
(frecuentemente referido como un programa daemon).
El programa daemon corre en el background en el servidor hosts y
usualmente se inicia cuando el sistema carga.
Un usuario, por otro lado ejecuta el programa cliente cuando el acceso al
servidor es deseado.
5Nivel de Aplicacin
Las aplicaciones comunes incluyen:
FTP : File Transfer Protocol.
TFTP : Trivial File Transfer Protocol.
TELNET : Virtual Terminal Protocol.
SMTP : Simple Mail Transfer Protocol.
SNMP : Simple Network Management Protocol.
6TCP/IP: FTP
Permite transferir archivos entre su computador y un host
remoto. Adems, FTP le permite acceder a directorios y archivos
en el sistema remoto y ejecutar operaciones de directorio y
archivo usuales, tales como cambiar directorios de trabajo o
listar y renombrar archivos y directorios.
Se necesita
de un login y
un password.
7TCP/IP: TFTP
El Protocolo de Transferencia de Archivo Trivial (TFTP) es
similar al protocolo FTP. Este le permite transferir un archivo
entre dos sistemas diferentes sin especificar una cuenta o
password. Usted no puede usar este protocolo para listar
archivos o directorios, pero si lo puede usar para descargar
archivos.
Tambin, debido a que este protocolo no usa ni cuentas ni
password la mayora de implementaciones de este protocolo
restringe los tipos de archivos a los que una estacin puede
accesar.
8TCP/IP: Telnet
La aplicacin Telnet le permite emular un terminal conectado a
un hosts remoto. Esto significa que usted puede registrarse en el
hosts remoto como si usted estuviera usando un terminal
directamente conectado al hosts remoto.
9TCP/IP: SMTP
El Protocolo de Transferencia de Correo Simple (SMTP) es una
aplicacin que le permite enviar y recibir mensajes electrnicos
(E-mail). Esto es probablemente la aplicacin TCP/IP mas
comnmente usada.
Cliente CorreoServidor de Correo
(SMTP)
mail.ACME.COM
Servidor de Correo
(SMTP)
mail.TECSUP.EDU.PE
10
TCP/IP: SNMP
Este protocolo permite obtener
informacin sobre la
administracin de una red.
11
Nivel de Transporte
En el nivel de transporte se puede distinguir 2 protocolos:
UDP (User Datagram Protocol)
TCP (Transport Control Protocol)
12
TCP
El Protocolo de Control de Transmisin (TCP) suministra una conexin confiable entre los diferentes hosts para el intercambio de dato.
Una conexin debe establecerse antes de que el servidor intercambie datos.
La confiabilidad es lograda asignando un nmero de secuencia a cada segmento transmitido.
Este protocolo es como una conversacin telefnica. Cuando usted quiere hablar con alguien, usted digita su nmero. La otraparte debe contestar antes de que usted pueda conversar con ellos. Si la otra parte no esta en casa, o si la lnea est ocupada, usted sabe inmediatamente que su llamada no a ingresado.
13
TCP (Transmission Control Protocol)
Este protocolo es utilizado por los protocolos del nivel de
aplicacin: Telnet, FTP, HTTP, SMTP, etc.
FCSIP
Prea.
MAC
Destino
MAC
Origen
Tipo
Ethernet_II
TCP HTTP Datos
103080
Puerto Destino Puerto Origen
14
Puertos
T
e
l
n
e
t
F
T
P
S
M
T
P
D
N
S
T
F
T
P
S
N
M
P
TCP UDPTCP UDP
2121 2323 2525 5353 6969 161161
Capa
Transporte
Nmeros
de Puerto
Capa
Aplicacin
< 1024 : Aplicaciones Pblicas
1024 a 49151 : Aplicaciones de terceros
> 49151: Asignado dinmicamente por la aplicacin de host
Los nmeros de puertos por debajo de 1024 son puertos bien conocidos y estn asignados por IANA (Internet Assigned Numbers Authority)
15
Puertos TCP bien conocidos
16
La negociacin TCP de tres vas (Three-Way
Handshake).
Antes que se establezca una conexin TCP/ se requiere el intercambio de tres paquetes conocido como TCP Three-WayHandshake . En este intercambio el cliente solicita al sistema operativo que le asigne un puerto como cliente.
Los siguientes pasos delinean el proceso:
(1) El cliente enva un segmento TCP al servidor con un Nmero de Secuencia inicial para la conexin
(2) El servidor enva de regreso un segmento TCP conteniendo su Nmero de Secuencia inicial elegido; una confirmacin del Nmero de Secuencia del cliente.
(3) El cliente enva un segmento TCP al servidor conteniendo una confirmacin del Nmero de Secuencia del servidor.
17
La negociacin TCP de tres vas (Three-Way
Handshake)
18
UDP
El Protocolo Datagrama de Usuario (UDP) suministra un servicio
de entrega de desconexin no confiable. Este le permite a las
aplicaciones de nivel mas alto enviar secciones de mensajes, o
datagramas, sin la sobrecarga involucrada en el reconocimiento
de paquetes y mantener una conexin virtual.
Esto significa que la llegada de los datagramas no est
garantizada; ni que la entrega de los paquetes est en la
secuencia correcta.
Este protocolo es similar al usar un correo regular para enviar un
mensaje. Usted no tiene forma de saber realmente si, o cuando,
el mensaje lleg a su destino.
19
UDP (User Datagram Protocol)
Este protocolo es utilizado por los protocolos del nivel de
aplicacin: DNS, SNMP, TFTP, etc.
FCSIP
Prea.
MAC
Destino
MAC
Origen
Tipo
Ethernet_II
UDP DNS Datos
104353
Puerto Destino Puerto Origen
20
Puertos UDP bien conocidos
21
Nivel de Internet
Este nivel es el correspondiente al nivel de Red del modelo OSI.
Permite enviar los datos desde una red a otra.
En este protocolo se puede distinguir los siguientes protocolos:
IP (Internet Protocol)
ICMP (Internet Control Message Protocol)
ARP (Address Resolution Protocol)
RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
22
Protocolo IP (Internet Protocol)
El protocolo IP es un protocolo orientado a la desconexin.
Opera en el nivel de red del modelo OSI.
Direcciona y encamina los paquetes desde una ubicacin a otra
en una interred IP.
Router
E1E0Red1 Red2
Host Host
23
Protocolo IP (Internet Protocol)
El frame o paquete deber de indicar la direccin IP origen y
destino.
FCSIP
Prea.
MAC
Destino
MAC
Origen
Tipo
Ethernet_II
UDP DNS Datos
Direccin IP
Destino
Direccin IP
Origen
192.168.56.45192.168.200.34
24
Protocolo IP
Cada host que utiliza el protocolo IP debe de tener una direccin
IP exclusiva.
Esta direccin esta formada por 4 nmeros separados por un
punto, cada nmero puede variar desde 0 hasta 255 (8 bits).
10.0.0.15 10.0.0.20
A B C D. . . 10 0 0 15. . .
25
Protocolo IP
Esta direccin indica la:
Direccin de la red
Direccin del host
10.0.0.15 10.0.0.20
Red: 10.0.0.0
Host: 10.0.0.20
26
Notas: Notacin Binaria
Para entender las direcciones IP es necesario recordar algunas
cosas sobre notacin binaria.
Un byte o palabra esta formada por 8 bits.
Cada bit tiene un peso
A 65 49H 01000001
Carcter Ascii Decimal Hexadecimal Binario
= = =
0 1 0 0 0 0 0 1
128 64 32 16 8 4 2 1
27
Notas: Notacin Binaria: Ejemplos
El mnimo valor de un byte es 0.
El mximo valor de un byte es 255.
0 0 1 0 0 0 1 1
128 64 32 16 8 4 2 1
= 32+2+1 = 35
1 1 1 0 0 0 0 0 = 128+64+32 = 224
0 0 0 0 1 1 1 1 = 8+4+2+1 = 15
0 0 0 0 0 0 0 0 = 0
1 1 1 1 1 1 1 1 = 128+64+32+16+8+4+2+1 = 255
28
Protocolo IP
Por lo tanto son validas las siguientes direcciones IP:
1.1.1.1
10.0.0.0
145.56.34.1
No son validas las siguientes direcciones IP:
260.0.0.1
10.0.0.256
0.0.0.0
29
Protocolo IP
Existen algunas direcciones especiales o reservadas:
Direccin IP: 0.0.0.0
Conocida como direccin de red IP.
Direccin IP: 255.255.255.255
Conocida como direccin Broadcast IP.
Direccin IP: 127.0.0.1
Para una interface lgica usada para verificar el funcionamiento del
protocolo TCP/IP.
30
Direccionamiento IP
La direccin IP de un host puede pertenecer a una clase
especifica:
Clase A
Clase B
Clase C
Clase D ( Multicast)
Clase E (Experimental)
El uso de una u otra clase esta determinada por la cantidad de
redes y el nmero de hosts por red.
31
Host
Address0 Network
Address
10 NetworkAddress
Host
Address
110 NetworkAddress
Host
Address
1er Byte
0- 127
128- 191
192- 223
Clase
A
C
B
7 BIT'S 24 BIT'S
14 BIT'S 16 BIT'S
21 BIT'S 8 BIT'S
Direccionamiento IP
32
Direccionamiento IP Clase A
El primer bit siempre ser: 0xxxxxxx.
Los bits se utilizarn as:
Bits de Red : 7 bits
Bits de Host : 24 bits
A B C D. . .
n h h h
Red Host
33
Direccionamiento IP Clase A
En una clase A se puede tener como mximo:
Nmero de redes : 2^7 = 128
Nmero de redes vlidas : 2^7 = 128 - 2 = 126
Host0 Red . Host. Host.
0
1
2
..
126
127
C
o
m
b
i
n
a
c
i
o
n
e
s
p
o
s
i
b
l
e
s
La direccin 127.x.x.x es utilizada para
una interfase lgica (loopback).
La direccin 0.x.x.x es utilizada para
identificar la red IP.00000000
00000001
00000010
..
01111110
01111111
34
Direccionamiento IP Clase A
Nmero de hosts por red : 2^24 = 16,777,216
Nmero de hosts validos por red : 2^24 2 = 16,777,214
0 0 0
Host0 Red . Host. Host.
0 0 1
0 0 2
.. .. ..
255 255 254
255 255 255
La direccin x.0.0.0
identifica a la direccin
de red de clase A.
La direccin x.255.255.255
identifica a la direccin
Broadcast de la red clase A.
35
Direccionamiento IP Clase A
Esta clase tiene una Mascara de red: 255.0.0.0.
Ejemplo 1:
Direccin IP : 10.0.0.15
Mascara de red : 255.0.0.0 Direccin de red : 10.x.x.x 10.0.0.0
Direccin de host : x.0.0.15
Rangos: Direccin IP mnima : 10.0.0.1
Direccin IP mxima : 10.255.255.254
Direccin de red : 10.0.0.0
Direccin broadcast : 10.255.255.255
36
Direccionamiento IP Clase A
Ejemplo 2:
Direccin IP : 90.45.31.100
Mascara de red : 255.0.0.0
Direccin de red : 90.x.x.x 90.0.0.0
Direccin de host : x.45.31.15
Rangos:
Direccin IP mnima : 90.0.0.1
Direccin IP mxima : 90.255.255.254
Direccin de red : 90.0.0.0
Direccin broadcast : 90.255.255.255
37
Direccionamiento IP Clase B
Los primeros bits sern siempre: 10xxxxxx.
Los bits se utilizarn as:
Bits de Red : 14 bits
Bits de Host : 16 bits
A B C D. .
n n h h
Red Host
38
Direccionamiento IP Clase B
En una clase B se puede tener como mximo:
Nmero de redes : 2^14 = 16,384
RedRed . Host. Host.
128
128
128
..
191
191
C
o
m
b
i
n
a
c
i
o
n
e
s
p
o
s
i
b
l
e
s 0
1
2
..
254
255
10
39
Direccionamiento IP Clase B
Nmero de hosts por red : 2^16 = 65,536
Nmero de hosts validos por red : 2^16 2 = 65,534
0 0
RedRed . Host. Host.
0 1
0 2
.. ..
255 254
255 255
La direccin x.x.0.0 identifica a la
direccin de red de clase B.
La direccin x.x.255.255 identifica a
la direccin Broadcast de la red
clase B.
10
40
Direccionamiento IP Clase B
Esta clase tiene una Mascara de red: 255.255.0.0.
Ejemplo 1:
Direccin IP : 130.10.0.15
Mascara de red : 255.255.0.0
Direccin de red : 130.10.x.x 130.10.0.0
Direccin de host : x.x.0.15
Rangos:
Direccin IP mnima : 130.10.0.1
Direccin IP mxima : 130.10.255.254
Direccin de red : 130.10.0.0
Direccin broadcast : 130.10.255.255
41
Direccionamiento IP Clase B
Ejemplo 2:
Direccin IP : 190.52.45.88
Mascara de red : 255.255.0.0
Direccin de red : 190.52.x.x 190.52.0.0
Direccin de host : x.x.45.88
Rangos:
Direccin IP mnima : 190.52.0.1
Direccin IP mxima : 190.52.255.254
Direccin de red : 190.52.0.0
Direccin broadcast : 190.52.255.255
42
Direccionamiento IP Clase C
Los primeros bits sern siempre: 110xxxxx.
Bits de Red : 21 bits
Bits de Host : 8 bits
A B C D. .
n n n h
Red Host
43
Direccionamiento IP Clase C
En una clase C se puede tener como mximo:
Nmero de redes : 2^21 = 2,097,152
RedRed . Red. Host.
192
192
192
..
223
223
C
o
m
b
i
n
a
c
i
o
n
e
s
p
o
s
i
b
l
e
s 0
1
2
..
254
255
110
0
1
2
..
254
255
44
Direccionamiento IP Clase C
Nmero de hosts por red : 2^8 = 256
Nmero de hosts validos por red : 2^8 -2 = 254
0
RedRed . Red. Host.
1
2
..
254
255
La direccin x.x.x.0 identifica a la
direccin de red de clase C.
La direccin x.x.x.255 identifica a la
direccin Broadcast de la red clase
C.
110
45
Direccionamiento IP Clase C
Esta clase tiene una Mascara de red: 255.255.255.0.
Ejemplo 1:
Direccin IP : 200.0.18.15
Mascara de red : 255.255.255.0
Direccin de red : 200.0.18.x 200.0.18.0
Direccin de host : x.x.x.15
Rangos:
Direccin IP mnima : 200.0.18.1
Direccin IP mxima : 200.0.18.254
Direccin de red : 200.0.18.0
Direccin broadcast : 200.0.18.255
46
Direccionamiento IP Clase C
Ejemplo 2:
Direccin IP : 195.15.4.31
Mascara de red : 255.255.255.0
Direccin de red : 195.15.4.x 195.15.4.0
Direccin de host : x.x.x.31
Rangos:
Direccin IP mnima : 195.15.4.1
Direccin IP mxima : 195.15.4.254
Direccin de red : 195.15.4.0
Direccin broadcast : 195.15.4.255
47
Configuracin de IP
Se debe de configurar los siguientes valores del protocolo IP en
los hosts:
Direccin IP
Mascara de red
Direccin IP del router (opcional)
Si se quiere comunicar con otra red.
Direccin IP del servidor DNS (opcional)
Si se quiere convertir un nombre como www.intel.com a su respectiva
direccin IP.
48
Configuracin de IP
49
Configuracin IP
Configuracin de IP en una red:
Server01 Server02PC01 PC02
----IP del router
----IP del DNS
255.0.0.0255.0.0.0255.0.0.0255.0.0.0Mscara de red
10.0.0.410.0.0.310.0.0.210.0.0.1Direccin IP
PC01PC01Server02Server01Item
50
Configuracin IP
Configuracin de IP en 2 redes:
Server01 Server02PC01 PC02
Router
180.1.1.1180.1.1.1-10.0.0.310.0.0.3IP del router
255.0.0.0
10.0.0.2
PC01
255.0.0.0
255.255.0.0
10.0.0.3
180.1.1.1
Router
255.255.0.0255.255.0.0255.0.0.0Mscara de red
180.1.1.3180.1.1.210.0.0.1Direccin IP
PC02Server02Server01Item
E1E0
51
Direccin IP con Router
Router
E1E0
A C
Red: 10.0.0.0 Red: 200.200.0.0
IP: 10.0.0.15 IP: 200.200.0.55
El host A y C se pueden comunicar gracias al router (gateway).
El host A y B se pueden comunicar por pertenecer a la misma red.
B
IP: 10.0.0.18 IP: 10.0.0.18
D
El host A y D no se pueden comunicar no estn en la misma red.
52
Direcciones IP Publicas
InterNIC asigna las direcciones pblicas dentro del espacio
pblico de direcciones que consiste en todas las posibles
direcciones unicast en la Internet mundial
InterNIC asignaba ID de red con clase a las organizaciones
conectadas a Internet sin tener en cuenta su ubicacin
geogrfica. Hoy en da InterNIC asigna bloques de direcciones a
los ISP segn su ubicacin geogrfica.
Los ISP subdividen los bloques asignados entre sus clientes
53
Direcciones IP Privadas
Los nicos hosts que requieren direcciones de IP pblicas son los que se comunican directamente a Internet como son por ejemplo los servidores Web o los servidores de correo.
Las autoridades de Internet han creado un espacio privado de direcciones, las cuales no pueden conectarse directamente a Internet.
Loa hosts con direcciones privadas requieren de un traductor de direcciones para conectarse a Internet.
54
Rango de Direcciones Privadas por clase
Clase Rango No. Redes
Clase A: 10.0.0.0 1
Clase B: 172.16.0.0 172.31.0.0 16
Clase C: 192.168.0.0 192.168.255.0 256
55
Traduccin de direcciones privadas a
publicas
Lan1
Lan 2
Lan 3
NAT
www Correo Dns
Direcciones
Privadas
Direcciones
Publicas
Internet
56
ICMP
El Protocolo de Mensaje de Control Internet (ICMP) es usado
para reportar errores que ocurren durante la entrega de
datagramas a travs del Internet.
Generalmente, el host destino o un gateway intermediario es el originario
del mensaje. Este dispositivo puede reportar que el destino no es
alcanzable o que un gateway no tuvo suficientes buffers para almacenar y
seguir al datagrama.
El mensaje puede contener tambin informacin al transmisor de una ruta
ms corta hacia el destino.
El programa PING utiliza este protocolo para realizar pruebas de
conectividad.
57
NUMERO LOGICO 130.0.0.10
A35534B79A13
ARP
El Protocolo de Resolucin de Direccin (ARP) permite obtener
la direccin MAC asociada con la direccin IP.
El ARP orgen enva un broadcast a la red, en el cual se enva la direccin
IP destino.
El ARP del destino responde enviando la direccin MAC.
58
ARP
Ejemplo:
C:\>arp -a
Interfaz: 200.100.10.80 on Interface 0x4000004
Direccin IP Direccin fsica Tipo
200.100.10.41 00-d0-b7-a8-54-93 dinmico
200.100.10.43 00-10-5c-ab-21-b4 dinmico
59
NUMERO LOGICO 130.0.0.10
A35534B79A13
RARP
El Protocolo de Resolucin de Direccin Inversa (RARP)
determina una direccin software desde una direccin hardware.
Las estaciones diskless (estaciones sin disco duro y disk drive)
frecuentemente usan este protocolo cuando se inicializan.
Herramientas TCP/IP
61
Programas para diagnstico
Al utilizar el protocolo TCP/IP se puede utilizar diversos
programas para diagnosticar las comunicaciones de red, por
ejemplo se puede utilizar los siguientes programas:
Winipcfg o Ipconfig
Ping
Tracert
Netstat
62
Winipcfg Ipconfig
Son programas que muestran los valores de la configuracin IP
de cada una de las tarjetas de red.
Winipcfg se utiliza en Windows 9x.
Ipconfig se utiliza en Windows 98/ NT / 2000 / XP.
63
Ping
Este comando de diagnstico verifica el estado de las
conexiones con uno o varios hosts remotos.
Enva varios paquetes y espera que se los devuelva, al final calcula el
tiempo que se demor en llegar hasta su destino.
C:\>ping 10.0.0.20
Haciendo ping a 10.0.0.20 con 32 bytes de datos:
Respuesta desde 10.0.0.20: bytes=32 tiempo=1ms TDV=128
Respuesta desde 10.0.0.20: bytes=32 tiempo
64
Ping
La siguiente tabla muestra algunos parmetros del programa
Ping.
Resuelve las direcciones IP y las
traduce a nombres de host.
-a
Enva paquetes hasta que se presione
las teclas: CTRL + C.
-t
Transmite el nmero de paquetes
ECHO especificado en nmero. El valor
predeterminado es 4.
-n nmero
DescripcinArgumento
65
Tracert
Muestra la lista de routers por las que pasa el paquete para
llegar a su destino.
C:\>tracert www.ejercito.mil.pe
Traza a la direccin www.ejercito.mil.pe [200.60.81.114]
sobre un mximo de 30 saltos:
1 2 ms
66
Nestat
Este comando de diagnstico muestra las estadsticas de
protocolo y las conexiones de red TCP/IP actuales.
C:\>netstat
Conexiones activas
Proto Direccin local Direccin remota Estado .
TCP carce:3872 W2K30:80 ESTABLISHED
TCP carce:3873 W2K30:80 ESTABLISHED
TCP carce:3812 216.244.185.216:pop3 TIME_WAIT
TCP carce:3836 www.law15.hotmail.com:80 TIME_WAIT
67
ARP
Este comando de diagnstico muestra y modifica las tablas de
traduccin de direcciones IP a direcciones fsicas (MAC)
Ethernet o Token Ring utilizadas por el protocolo de resolucin
de direcciones (ARP).
C:\>arp -a
Interfaz: 200.100.10.80 on Interface 0x7000004
Direccin IP Direccin fsica Tipo .
200.100.10.41 00-d0-b7-a8-54-93 dinmico
200.100.10.43 00-10-5c-ab-21-b4 dinmico
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