PDF de programación - Internetworking e IP

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Internetworking e IP

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es



Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación

Temario

1. 
Introducción
2. 
Arquitecturas de protocolos
3.  Conmutación de paquetes


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• 
• 
• 
• 
• 

Arquitectura de protocolos para LANs
Ethernet
LANs IEEE 802.11 (WiFi)
ATM
Protocolos de Internet
• 
• 
• 

Internetworking
Direccionamiento
IP en LAN. ICMP

Tecnologías

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

Servicios de Internet

Objetivo

•  Conceptos básicos del nivel de red


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Contenido

•  Introducción
•  Internet Protocol
–  Características
–  Routing y forwarding
–  Formato del paquete IP

Nivel de red

•  Objetivo:


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–  Llevar paquetes del origen al destino
–  Usar los enlaces de forma “eficiente”

•  Direccionamiento:

–  Que permita identificar a los nodos
–  Tiene una estructura (no es plano)
–  Ésta reduce la información en los routers

Transporte

Red

Enlace

Físico
Medio

•  Enrutamiento

es la red

–  Elementos de encaminamiento deben “aprender” cómo

–  Deben calcular “buenos” caminos a los destinos
–  Esto se almacena en las “tablas de rutas”

Routing

•  “Ruta” es un camino (path) ⇒ acíclico (…)
•  “Routing” = proceso de calcular los caminos que


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deben seguir los paquetes

•  Se pueden calcular en función de:

–  Flujo
–  Tipo de tráfico
–  (origen, destino)
–  Destino

Red D

R3

Red C

R2

Red B

R1

Red A

Conmutación

•  Reenviar los bits por el camino
•  Servicios posibles

–  Circuitos (telefonía, longitud de onda)
–  Paquetes


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•  Circuitos virtuales (…)
•  Datagramas (…)

Cada paquete del mismo flujo sigue
la misma ruta

C a d a p a q u e t e e s c o n m u t a d o
independientemente

Red D

R3

Red C

R2

Red B

R1

Red A


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Contenido

•  Introducción
•  Internet Protocol
–  Características
–  Routing y forwarding
–  Formato del paquete IP


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Características de IP

•  Nivel de red
•  Servicio de datagramas, sin conexión
•  Forwarding en función de la dirección destino
•  No fiable
•  Best effort
•  Provee:

–  Independencia de las tecnologías de cada red
–  Direccionamiento global
–  TOS
–  Fragmentación y reensamblado

Transporte

Red

Enlace

Físico
Medio

Otros aspectos


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•  Direccionamiento

–  Nivel 2: local, plano ⇒ no escalable
–  Nivel 3: según lugar, jerárquico ⇒ escalable
–  Direcciones temporales
–  Network Address Translation para reducir direcciones

•  Routing

–  Basado en la dirección destino
–  La red se descompone en dominios
–  Routing intradomain : calcula rutas dentro del dominio
–  Routing interdomain : rutas entre dominios

•  Más

–  Multicast; Ad-hoc; P2P; Sensores, etc


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Routing en IP

•  Llevado a cabo por un proceso
e n c a d a r o u t e r ( c á l c u l o
distribuido) (…)

•  Resultado: una “tabla de rutas”

en cada router (…)

Routing
process

R3

Routing
process

Red C

R2

Red B

Red D

Routing
process

R1

Red A


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Tablas de rutas

•  Ruta por defecto

–  Por ella todo el tráfico
para el que no se tiene
una ruta mejor

–  Fácil de emplear con

estructura en árbol

•  ¿ Una ruta para cada

host ?:
–  232 entradas -> ¡¡¡ 4 mil
•  ¿ Una por host en

millones !!!

Internet ?:
–  Hoy aprox ¡ 480 millones !

•  Continen una entrada por
c a d a R e d ( t a m b i é n
llamada a veces subred)
•  De hecho hoy en día
puede contener menos
entradas

Routing en IP


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•  Llevado a cabo por un proceso
e n c a d a r o u t e r ( c á l c u l o
distribuido)

•  Resultado: una “tabla de rutas”

en cada router

IP de if1 de R1

Destino Next-hop
Red A
Red B
Red C
Red D
…

-
-

IP de if0 de R3
…

Routing
process

if1

R3

if0

Red D

if1

Routing
process

Red C

if2

if0

R2

Red B

if1

Routing
process

if0

R1

Red A


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Encapsulación

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Red

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Enlace

Físico

Físico

Aplicación

Transporte

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Encapsulación

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Físico

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Enlace

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Enlace

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Transporte

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Red

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Físico

Aplicación

Transporte

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Físico

 Algunas características de IP


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•  Muy bueno en escalabilidad

–  Millones de nodos
–  Tablas de rutas deben ser “pequeñas”
–  Actualizaciones deben ser “manejables”

•  Bueno ante cambios de topología
–  Los routers calculan nuevas rutas
–  Los cambios no afectan a la mayoría

•  Pobre rendimiento

–  Utilización de los enlaces no se balancea
–  Las actualizaciones no son muy rápidas
–  Algunos flujos deberían tener garantías de calidad
–  No detecta errores de configuración
–  No se protege ante ataques

 Representación y transmisión

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•  Palabras de 32 bits

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4

0
Campo Campo Campo

8

Campo

Campo

Campo

31

16

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Campo

Campo

Campo

Campo
Campo
Campo

Campo

 Representación y transmisión


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Representación de las direcciones

bit 0

bit 31

Dirección IP

10000010110011101011100001010101

= 2194585685

130

206
184
130.206.184.85

85

•  Números de 32 bits cómodos para

computadoras, no para humanos
•  Representación “dotted-decimal”

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P a r a e l
reensamblado

“Time To
Live”

Protocolo de la
siguiente capa
(www.iana.org)

Formato del datagrama IP

IPv4 vs IPv6

P a l a b r a s
de 32bits

“Type of
Service”

Longitud en bytes del
paquete (header+datos)

8

16

14

0
Versión Header

4
Length DSCP
16-bit