1. PROTOCOLOS DE RED
CLASE 3/4
Por José Luis Carrillo

2. TCP/IP
3ra Clase

3. REPASO
OSI
FISICA
ARP
SLIP
Modulación
PPP NCP
LCP
HDLC
Multiplexación
PAP/CHAP
Códigos de
Línea
ENLACE
FISICA
ACCESO DE RED
ENLACE
TCP/IP

4. Estructura TCP/IP
Aplicación
Transporte
Internet
Acceso de Red
TCP/IP NO ES UN ESTANDAR ISO

5. OSI vs TCP/IP

6. OSI vs TCP/IP

7. Capa RED/Internet

8. Algunos conceptos

9. Redes Conmutadas por Circuitos

10. Redes Conmutadas por Paquetes

11. Servicios Orientadas a Conexión

12. Servicios No Orientadas a Conexión

14. Protocolos TCP/IP de Capa de Red
•
•
•
•
•
•
IP
ICMP
DHCP
RIP
IGMP
OSPF

15. IP
• Internet Protocol
• Protocolo No orientado a conexión
• Servicio de datagramas no confiable (mejor
esfuerzo – best effort).
• No provee mecanismos de corrección de
errores.

16. IP
• Su funcionamiento se basa en direcciones
lógicas.
• IP v4 el la versión más usada actualmente.
• IP v6 ya ha sido liberada y se esta
implementando paulatinamente.

17. Direccionamiento



Las direcciones de Internet son llamada
también direcciones IP
Cuando nos referimos a las interfaces de red
de un host: se requiere una dirección IP por
cada una
Las direcciones están estructuradas en dos
porciones jerárquicas:


Dirección de red
Dirección de host
192.
169.
1.
23

18. Direccionamiento

¿Cuántos bits asignar al número de host y
cuántos al número de la red?



Si son muchas redes con pocos hosts, se necesitan
más bits para la dirección de red y viceversa.
Pero los diseñadores no pudieron predecir el
futuro.
Decidieron tres conjuntos de particiones de bits.



Clase A: 8 bits red, 24 bits host
Clase B: 16 cada una
Clase C: 24 bits red, 8 bits host

19. Direccionamiento

Para distinguir entre ellas:





Usar el bit de inicio.
Primer bit = 0 => clase A
Primeros bits 10 => clase B
Primeros bits 110 => clase C
Cada nodo de una red requiere dirección única:


Cuatro números, separados por punto (0-255).
Las direcciones asignadas a hardware se mapean con
los protocolos ARP y RARP

20. Direccionamiento

Las organizaciones tienen rangos de
direcciones asignados por InterNic, o el
proveedor de telecomunicaciones.


Existen valores reservados:



Los administradores locales asignan su
numeración interna.
0 no se usa, describe a “esta red”
255 se emplea para broadcasts
La dirección 127 se reserva para loopback.

21. Direccionamiento

Existen rangos de direcciones para uso
interno:
 Clase A desde 10.0.0.0 hasta
10.255.255.255
 Clase B desde 172.16.0.0 a 172.16.255.255
 Clase C desde 192.168.0.0 a
192.168.255.255

22. Máscaras de Red
• La operación AND bit a bit de una dirección IP
con su máscara de red regresa solamente la
porción de red.
10111101 11100011 11001010 00000010
189.227.202.2
AND
11111111 11111111 11111111 00000000
255.255.255.0
10111101 11100011 00000000 00000000
189.227.202.0

23. Direccionamiento

Problema:

Si deseamos más de 256 hosts en nuestra
red, necesitaríamos obtener una dirección de
clase B, la cual permite 64K hosts, y
desperdiciaríamos espacio.

24. Parámetros IP

Red:




Dirección IP
Direcciones de DNS´s
Direcciones de Gateways (routers)
Computadora:



Hostname.
Domain name
Tarjeta de red

25. Parámetros de la tarjeta

Son usuales:



MAC_address
Dirección IP
Nombre del dispositivo
ifconfig eth0 138.100.9.101 netmask 255.255.248.0 up

26. Búsqueda de Equipos

Con la utilería ping: envía un mensaje al nodo
y espera respuesta.

ping host/ip

27. Paquete IP
3
7
VERS LONG1
15
SERVICIO
31
LONGITUD TOTAL
IDENTIFICADOR
TTL
23
FLAGS
PROTOCOLO
OFFSET
CHECKSUM
DIRECCION ORIGEN
DIRECCION DESTINO
PARTE OPCIONAL
DATOS

28. Paquete IP
• Versión: Los protocolos evolucionan y cambian
con el tiempo. Por esto, es conveniente saber con
qué versión se ha generado un datagrama.
• Longitud: Es la longitud de la cabecera medida en
palabras de 32 bits. Puesto que este campo tiene
4 bits la longitud máxima de la cabecera es de 64
octetos.
• Servicio: Lo rellena quien envía el datagrama. Su
utilidad actual es muy escasa, pero irá
aumentando en la medida en que se empleen
diferentes tipos de tráfico.

29. Paquete IP
• Longitud total: Es la longitud total del
mensaje en octetos incluida la cabecera.
• Identificador: numero de secuencia. Es el
mismo para todos los datagramas generados
al segmentar e igual al del datagrama original.
• Offset: posición de los datos del datagrama
segmentado en el original. (Se cuenta por
octetos)

30. Paquete IP
• Flags: Sólo se usa MF, que se pone a 0 si el
datagrama es el último fragmento de una
segmentación.
• TTL: o Time To Life: Limita el tiempo que un
datagrama puede pasar en la red. TTL se
decrementa en una unidad cada vez que pasa
por un router si todo va bien, o en una unidad
por segundo en el router si hay congestión. Al
llegar a cero el datagrama es descartado.

31. Paquete IP
• Checksum: Es el resultado de aplicar un código de
protección de errores a la cabecera con los bits
del campo checksum puestos a cero.
• Opciones: En este campo se especifican algunas
opciones de las que se puede hacer uso. Por
ejemplo, una de ellas es la denominada registro
de ruta. Si se emplea esta opción todos los
Routers por los que pase el datagrama copiarían
en su campo de opciones su dirección.

32. Ejercicio
• Encontrar, analizar y comprobar la estructura
de una o varios paquetes IP usando el
analizador de protocolos whireshark.

33. Wireshark
(Inicio de captura)

34. Wireshark
(Selección de trama IP)

35. Wireshark
(Análisis detallado de trama IP)

36. Protocolo ICMP
• Internet Control Message Protocol
• Subprotocolo IP
• Definido en RFC 792

37. Protocolo ICMP
• Los mensajes ICMP son comúnmente
generados en respuesta a errores en los
paquetes IP o para diagnóstico y ruteo.
• La única excepción es la herramienta ping y
traceroute, que envían mensajes de petición
Echo ICMP (y recibe mensajes de respuesta
Echo)

38. Paquete ICMP
8
TIPO
16
CODIGO
(Tipo de Error)
No Usado
Paquete IP Original
32
Checksum

39. Paquete ICMP
• Tipo: Especifica el tipo de mensaje
|
Valor Significado
Valor Significado
0
Echo reply
12
Parameter problem
3
Destination unreachable
13
Timestamp request
4
Source quench
14
Timestamp reply
5
Redirect
15
Information request (obsolete)
8
Echo
16
Information reply (obsolete)
9
Router advertisement
17
Address mask request
10
Router solicitation
18
Address mask reply
11
Time exceeded

40. Paquete ICMP
• Código: Contiene el código de error
encontrado en el datagrama dependiendo del
tipo de mensaje.
• Por ejemplo, si el Tipo es 5 (Redirect) el código
será uno de los siguientes:
0 Network redirect
1 Host redirect
2 Network redirect for this type of service
3 Host redirect for this type of service

41. Paquete ICMP
Si el Tipo es 0, es decir resultado de un ping o un
traceroute, el código será siempre 0.

42. Ejercicio
• Encontrar, analizar y comprobar la estructura
de una o varias tramas ICMP usando el
analizador de protocolos whireshark.
• Para obtener una trama ICMP, realizar un ping
o un tracert a algún host local o remoto.

43. Wireshark
(Selección de trama ICMP)

44. Wireshark
(Análisis detallado de trama ICMP)

45. DHCP
• Dynamic Host Configuration Protocol
• Protocolo que permite a los clientes en una
red adquirir sus parámetros de configuración
en forma automática.
• RFC 2131.

46. Métodos de Asignación de direcciones
DHCP
• Asignación manual o estática
• Asignación automática
• Asignación dinámica

47. Protocolo DHCP
• Parámetros configurables:
– Máscara de Subred
– Puerta de Enlace
– DNS (Domain Name Service)
– Dirección Broadcast
– Tiempo de espera ARP
– Y algunos otros.

48. Paquete DHCP
8
CODIGO
16
TIPO HW
24
LONGITUD
HOPS
ID DE TRANSACCION
SEGUNDOS
FLAGS
DIRECCION IP DE CLIENTE
DIRECCION IP PROPIA
DIRECCION IP DE SERVIDOR
DIRECCION IP DE RUTEADOR
DIRECCION DE HARDWARE DE CLIENTE (16 bytes)
HOST NAME SERVER (64 bytes)
NOMBRE DE ARCHIVO DE ARRANQUE (128 BYTES)
OPCIONES (312 BYTES)
32

49. Paquete DHCP
• Codigo: Indica solicitud o respuesta: 1
Request, 2 Reply.
• Tipo HW: El tipo de hardware, por ejemplo: 1
Ethernet 6, IEEE 802 Networks.
• Longitud: Longitud en bytes de la dirección
hardware. Ethernet y las redes en anillo usan
6, por ejemplo.

50. Paquete DHCP
• Hops: El cliente lo pone a 0. Cada "router" que
retransmite la solicitud a otro servidor lo
incrementa, con el fin de detectar bucles. El
RFC 951 sugiere que un valor de 3 indica un
bucle.
• Segundos: Fijado por el cliente. Es el tiempo
transcurrido en segundos desde que el cliente
inició el proceso de arranque.

51. Paquete DHCP
• Flags: El bit más significativo de este campo se
usa como flag de broadcast, los demás están
reservados para futuros usos.
• IP del Cliente: Fijada por el cliente. O bien es
su dirección IP real , o 0.0.0.0.
• IP propia: Fijada por el servidor si el valor del
campo anterior es 0.0.0.0

52. Paquete DHCP
• IP Servidor: Fijada por el servidor.
• IP Ruteador:Fijada por el "router"
retransmisor si se usa retransmisión BOOTP.
• Dirección de HW del Cliente: Fijada por el
cliente y usada por el servidor para identificar
cuál de los clientes registrados está
arrancando.

53. Paquete DHCP
• Server Host Name: Nombre opcional del host
servidor acabado en X'00'.
• Nombre del archivo de arranque: El cliente o
bien deja este campo vacío o especifica un
nombre genérico, como "router" indicando el
tipo de fichero de arranque a usar. En la solicitud
de DHCPDISCOVER se pone al valor nulo. El
servidor devuelve el la ruta de acceso completa
del fichero en una respuesta DHCPOFFER. El valor
termina en X'00'.

54. Paquete DHCP
• Opciones: Los primeros cuatro bytes del
campo de opciones del mensaje DHCP
contienen el cookie(99.130.83.99). El resto del
campo de opciones consiste en parámetros
marcados llamados opciones.
• Remitirse al RFC 1533 para más detalles.

55. Wireshark
(Análisis de trama DHCP)

56. Tarea
• Encontrar, analizar y comprobar la estructura
de una o varias tramas DHCP usando el
analizador de protocolos whireshark.

57. Enrutamiento



¿Cómo llegar a una computadora dada su
dirección IP?
Se requiere conocer el siguiente salto para
alcanzar una dirección de red en particular:
Esto es conocido como una tabla de
enrutamiento, o de rutas.

58. Enrutamiento
2.1
1.1
Red 1
Red 2
1.2
2.2
3.1
Red 3
3.2

59. Rutas por default




Estrictamente hablando, se requiere información
del siguiente salto en cada red de Internet.
En lugar de ello, mantener rutas detalladas sólo
para el ambiente local.
Para destinos desconocidos, usar un router por
default.
Reduce el tamaño de las tablas de enrutamiento
a expensas de emplear rutas no óptimas

60. Ejemplo

61. Ejemplo
164.35.0.0 / 16
.200.254
20
.1
.2
A
20
.1
0 .3
0 .3
0 .0
/2
4
.1
.1
B
.254
170.30.28.0 / 24
200.10.10.0 / 24
200.40.40.0 / 24
.2
0.2
0 .2
/
0.0
24
.2
C
.254
.2
D
.100.253
123.34.0.0 / 16
190.32.45.0 / 24

62. Ejercicio de rutas estáticas

63. Protocolos de Enrutados
• es cualquier protocolo de red que proporcione
suficiente información en su dirección de capa
de red para permitir que un paquete se envíe
desde un host a otro tomando como base el
esquema de direccionamiento
• El Protocolo Internet (IP) es un ejemplo de
protocolo enrutado.

64. Protocolos de Enrutamiento
• Los protocolos de enrutamiento soportan un
protocolo enrutado proporcionando
mecanismos para compartir la información de
enrutamiento.
– RIP (Routing Information Protocol o Protocolo de
información de enrutamiento)
– IGRP (Interior Gateway Routing Protocol o
Protocolo de enrutamiento de gateway interior)
– OSPF (Open Shortest Path First o Primero la ruta
libre más corta)

65. Rutas dinámicas
• Se utiliza una ruta que el protocolo de
enrutamiento de red ajusta automáticamente
a los cambios de topología o tráfico.

66. Enrutamiento dinámico
• El éxito del enrutamiento dinámico depende
de dos funciones básicas del router:
• el mantenimiento de una tabla de
enrutamiento
• la distribución oportuna del
conocimiento, bajo la forma de
actualizaciones de enrutamiento, hacia otros
routers

67. Enrutamiento dinámico
El enrutamiento dinámico se basa en un protocolo
de enrutamiento para compartir el conocimiento
entre los routers. Un protocolo de enrutamiento
define el conjunto de reglas utilizadas por un router
cuando se comunica con los routers vecinos. Por
ejemplo, un protocolo de enrutamiento describe:
• cómo enviar actualizaciones
• qué conocimiento contienen esas actualizaciones
• cuándo enviar ese conocimiento
• cómo ubicar a los destinatarios de las
actualizaciones

68. Enrutamiento dinámico
La mayoría de los algoritmos de enrutamiento
se pueden clasificar como uno de dos algoritmos
básicos:
• vector-distancia, o
• estado-enlace.

69. Enrutamiento dinámico
• El enrutamiento por vector-distancia
determina la dirección (vector) y la distancia
hacia cualquier enlace en la internetwork.
• El enrutamiento estado-enlace (también
denominado primero la ruta libre más corta)
recrea la topología exacta de toda la
internetwork (o por lo menos la porción en la
que se ubica el router).

70. Convergencia
Cuando todos los routers de una red se
encuentran operando con el mismo
conocimiento, se dice que la red ha convergido.
La convergencia rápida es una función de red
deseable, ya que reduce el período de tiempo
durante el cual los routers continúan tomando
decisiones de enrutamiento incorrectas o que
causan desperdicio.

71. Enrutamiento Vector-distancia
Los algoritmos de enrutamiento basados en
vector-distancia envían copias periódicas de una
tabla de enrutamiento de un router a otro. Estas
actualizaciones regulares entre routers
comunican los cambios de topología.

72. Enrutamiento Vector-distancia

73. Enrutamiento Estado-Enlace
también conocidos como algoritmos SPF
(primero la ruta libre más corta), mantienen una
compleja base de datos de información de
topología.

74. Enrutamiento estado enlace

75. Comparativos

76. Enrutamiento Interior-Exterior
• Los protocolos de enrutamiento interior se
utilizan dentro de un mismo sistema
autónomo.
• Los protocolos de enrutamiento exterior se
utilizan para las comunicaciones entre
sistemas autónomos.

78. Protocolos de Enrutamiento Interior
• RIP : (Routing Information Protocol)
vector-distancia.
• IGRP : (Interior Gateway Routing Protocol)
protocolo de enrutamiento vector-distancia
de Cisco.
• OSPF : (Open Shortes Path First) protocolo de
enrutamiento estado-enlace.

79. Protocolos de Enrutamiento exterior
• BGP (Border Gateway Protocol)

80. RIP
• Es un protocolo de enrutamiento por vectordistancia.
• Utiliza el número de saltos como métrica para
la selección de rutas.
• Si el número de saltos es superior a 15, el
paquete se descarta.
• Por defecto, se envía un broadcast de las
actualizaciones de enrutamiento cada 30
segundos.

81. HANDS ON

82. Configuración RIP
Cisco
• Utilizando packet tracer, realizar una red de
nos ruteadores que se comuniquen usando
RIP.

84. Configuración RIP
Cisco

85. Monitoreo RIP

86. Monitoreo RIP

87. RESUMEN
OSI
ICMP
RIP
OSPF
FISICA
BGP
IP
DHCP
ENLACE
IGRP
ARP
SLIP
Modulación
PPP NCP
LCP
HDLC
Multiplexación
PAP/CHAP
Códigos de
Línea
RED /
Internet
ENLACE
FISICA
ACCESO DE RED
RED
TCP/IP