PDF de programación - Fragmentación y Reensamblado en IP ICMP

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS
Área de Ingeniería Telemática

Fragmentación y Reensamblado en IP

ICMP

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación

Temario

Introducción

1.
2. Arquitecturas, protocolos y estándares
3. Conmutación de paquetes
4. Conmutación de circuitos
5. Tecnologías
6. Control de acceso al medio en redes de área local
7. Servicios de Internet

Temario

Introducción

1.
2. Arquitecturas, protocolos y estándares
3. Conmutación de paquetes

•
•
•

Arquitectura de protocolos para LANs
Ethernet
Protocolos de Internet
•
•
•

Introducción histórica e Internetworking
Direccionamiento
IP en LAN. Fragmentación e ICMP

4. Conmutación de circuitos
5. Tecnologías
6. Control de acceso al medio en redes de área local
7. Servicios de Internet

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Objetivo

• Completar los conceptos básicos sobre

el nivel de red en Internet

Contenido

• Fragmentación y reensamblado

– Necesidad
– Implementación
– Problemas

• ICMP

– Características generales
– Condiciones generales de envío
– Mensajes
• Traceroute

Contenido

• Fragmentación y reensamblado

– Necesidad
– Implementación
– Problemas

• ICMP

– Características generales
– Condiciones generales de envío
– Mensajes
• Traceroute

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Fragmentación y Reensamblado

Necesidad

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Á

• El nivel de enlace impone unos

límites al tamaño

• MTU = Maximum Transfer Unit
• Un datagrama

IP es dividido

dentro de la red (…)

• Un datagrama se convierte en

varios paquetes

Los routers NO reensamblan (…)

• Hosts y routers fragmentan
•
• Solo el host
reensambla (…)

receptor

Fragmentación:
in: un datagrama grande
out: n paquetes más pequeños

R1

MTU=576

R2

R3

Red B

Red C

MTU=1500
R4

final

Red A

MTU=1500

Red (RFC 1191)
16Mbps Token Ring
IEEE 802.4
FDDI
Ethernet
IEEE 802.3
X.25

MTU
17914
8166
4352
1500
1492
576

Reensamblado

Red D

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Fragmentación y Reensamblado

Codificación de la información

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Á

• Campos empleados:

– Identificación
– Bit MF
– Fragment offset

• Fragmentos del datagrama:

– Igual identificación, IP origen,

IP destino y protocolo

•

“Longitud” es la del paquete,
no del datagrama

• Ante un primer fragmento ⇒
reservar zona de memoria
donde reensamblar

• Debe reservar suficiente para
menos

reensamblar
datagramas de 576 Bytes

al

0

8

4
Length TOS

Versión Header
16-bit identifier

16

31

Longitud
M
13-bit fragmentation
F

offset

D
F

TTL

Protocolo Header checksum
Dirección IP origen
Dirección IP destino

[opciones]

[Datos]

7/29

Fragmentación

Implementación

Ident

MF
=0

Offset

= 0

Tam 0
Datos

Tam 1

Ident

MF
=1

Offset

= 0

Datos 1

Ident

MF
=0

Offset

Datos 2

Tam 2

Offset = Tam1/8

Ident

MF
= 1

Offset

= 0

Datos 3

Ident

MF
= 1

Offset

Datos 4

Offset = Tam2/8

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3

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Á

Reensamblado

Implementación

Buffer

Ident

MF
=0

Offset

Datos 2

Offset = Tam1/8

Ident

MF
= 1

Offset

= 0

Datos 3

Ident

MF
= 1

Offset

Datos 4

Offset = Tam2/8

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Situaciones de “error”

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t

• Bit DF:

– En la cabecera IP
– DF==1 ⇒ routers no pueden fragmentar el paquete
– (Tam>MTU)&&(DF==1) ⇒ lo descarta y devuelve al host

origen un paquete indicando el error (ICMP)

• Reensamblado:

– Inicia un timer con el primer fragmento que recibe
– Si caduca el timer sin tener todos los fragmentos descarta
todo lo recibido y devuelve al origen un paquete indicando el
error (ICMP)

Problemas de la fragmentación
• Menor cociente Datos/Cabeceras
• Añade más carga a los routers (IPv6 la elimina)
• Si se pierde un fragmento:

– El receptor no puede recomponer el datagrama
– Tira todos los fragmentos recibidos

• Hasta que no se reciba todo el datagrama no se
pueden pasar los datos al nivel de transporte (mayor
retardo)

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Contenido

• Fragmentación y reensamblado

– Necesidad
– Implementación
– Problemas

• ICMP

– Características generales
– Condiciones generales de envío
– Mensajes
• Traceroute

Características generales

a
c

i
t

•

Internet Control Message
Protocol (RFC 792)

• Para comunicar mensajes de
error y otra información del
nivel de red

• Mensajes

transportados

dentro de datagramas IP

• El destino es la dirección del
paquete IP que generó el error

• Parte del nivel IP
• Estructura

mensaje (…):

general

del

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Cabecera IP

Datos IP

Características generales

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i
t

•

Internet Control Message
Protocol (RFC 792)

• Para comunicar mensajes de
error y otra información del
nivel de red

• Mensajes

transportados

dentro de datagramas IP

• El destino es la dirección del
paquete IP que generó el error

• Parte del nivel IP
• Estructura

mensaje (…):

general

del

0

15 16

Cabecera IP

32

tipo

código

checksum

Dependiente del tipo y código

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13/29

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5

¿Dónde encaja ICMP en la pila TCP/IP?

a
c

i
t

Aplicación

Transporte

UDP

TCP

IP

ICMP

ARP

Red

Enlace

Físico

,



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a Clases de mensajes ICMP
• Mensajes de Error:

i
t

c

– Destino inalcanzable
– Redirect
– Tiempo excedido
– Source Quench
– Problema de parámetros

• Mensajes de pregunta (query):

– Echo
– Router Advertisement
– Timestamp
– Información
– Address Mask

Condiciones generales de envío

a
c

i
t

• Para evitar tormentas de errores
• Nunca se generan ICMPs de error en respuesta a:

– Un ICMP de error
– Un datagrama destinado a una IP de broadcast o

multicast

– Un broadcast (o multicast) a nivel de enlace
– Un fragmento que no sea el primero
– Un datagrama cuya

IP origen no sea single-host:

loopback, broadcast, multicast

15/29

16/29

17/29

6

Mensajes ICMP

• Echo request/reply (query) (PING)

– tipo = 8 (request) o 0 (reply), código = 0
– Servidor debe hacer echo del paquete (incluidos los

datos)

– Obligatorio de implementar (generalmente en el kernel)

,



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Á

0

type=8

code

Identificador

15 16

32
Número de secuencia

checksum

Datos (opcional)

Mensajes ICMP

• Destino inalcanzable (error)

– tipo = 3
– Si según la tabla de rutas no se puede llegar

al destino, host/router debe enviarlo (…)

0

type=3

code

15 16
0

32

checksum

Cabecera IP + 8bytes datos del

paquete que dio error

,



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Á

• Código:

– 0

– 1

inalcanzable

inalcanzable

=

=

Red

Host

destino

destino

Mensajes ICMP
(Destino inalcanzable)
=

– 3

Puerto

destino

inalcanzable

– 4

=

Fragmentación

necesaria y DF activo
– 5 = Source route failed

– 2 = Protocolo destino

inalcanzable

0

type=3

code

15 16
0

32

checksum

Cabecera IP + 8bytes datos del

paquete que dio error

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19/29

20/29

7

Mensajes ICMP

• Tiempo excedido (error)

– tipo = 11
– código = 0 (TTL=0 en tránsito), 1 (timeout