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


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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

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Temario


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Á

Introducción

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

• 
• 
• 

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

Internetworking
Direccionamiento
Fragmentación e ICMP. IP en LAN

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

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Contenido

•  Fragmentación y reensamblado


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– Necesidad
– Implementación
– Problemas

•  ICMP

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

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Contenido

•  Fragmentación y reensamblado


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– Necesidad
– Implementación
– Problemas

•  ICMP

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

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Fragmentación y Reensamblado

Necesidad


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

MTU=1500
R4


Red A


MTU=1500

R1


MTU=576

R2

R3


Red B


Red C


Reensamblado

Red D


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•  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

•  Hosts y routers fragmentan
•  Los routers NO reensamblan (…)
•  Solo el host
reensambla (…)

receptor

final

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

MTU
17914
8166
4352
1500
1492
576

Fragmentación y Reensamblado

Codificación de la información


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•  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]

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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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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”

•  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)

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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


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– Necesidad
– Implementación
– Problemas

•  ICMP

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

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Características generales


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• 

Internet Control Message
Protocol (RFC 792)

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

del

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•  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

Cabecera IP

Datos IP

Características generales


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• 

Internet Control Message
Protocol (RFC 792)

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

del

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•  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

0

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Cabecera IP

32

tipo

código

checksum

Dependiente del tipo y código


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¿Dónde encaja ICMP en la pila TCP/IP?

Aplicación

Transporte

UDP

TCP

IP

ICMP

ARP

Red

Enlace

Físico

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Clases de mensajes ICMP

•  Mensajes de Error:
–  Destino inalcanzable
–  Redirect
–  Tiempo excedido
–  Source Quench
–  Problema de parámetros

•  Mensajes de pregunta (query):

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

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Condiciones generales de envío

•  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


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multicast

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

loopback, broadcast, multicast

IP origen no sea single-host:

17/27

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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0


type=8


code


Identificador


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Número de secuencia


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Datos (opcional)


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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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Mensajes ICMP
(Destino inalcanzable)

–  3

–  4

=

Puerto

destino

inalcanzable

=

Fragmentación

necesaria y DF activo
–  5 = Source route f