PDF de programación - Clase 6 Internetworking e IP

Clase 6
Internetworking e IP

Tema 3.- Interconexión de redes IP

Dr. Daniel Morató
Redes de Ordenadores
Ingeniero Técnico de Telecomunicación Especialidad en
Sonido e Imagen, 3º curso

Temario
1.- Introducción
2.- Nivel de enlace en LANs
3.- Interconexión de redes IP
4.- Enrutamiento con IP
5.- Nivel de transporte en Internet
6.- Nivel de aplicación en Internet
7.- Ampliación de temas

Internetworking e IP

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Temario
1.- Introducción
2.- Nivel de enlace en LANs
3.- Interconexión de redes IP





4.- Enrutamiento con IP
5.- Nivel de transporte en Internet
6.- Nivel de aplicación en Internet
7.- Ampliación de temas

Internetworking e IP
Direccionamiento clásico
CIDR
Comunicación IP en LAN (ARP)
Fragmentación y reensamblado. ICMP

Internetworking e IP

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Objetivo
Conceptos básicos del nivel de red

Internetworking e IP

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Contenido
Introducción
Internet Protocol
 Carácterísticas
 Routing y forwarding
 Formato del paquete IP

Internetworking e IP

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Nivel de red
 Objetivo:

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

 Enrutamiento

es la red

Elementos de encaminamiento deben “aprender” cómo

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

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

caminos que deben seguir los paquetes

 Se pueden calcular en función de:

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

Red A

Red B

Red D

R1
R1

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

Red C

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Conmutación
 Reenviar los bits por el camino
 Servicios posibles

 Circuitos (telefonía, longitud de onda)
 Paquetes

 Circuitos virtuales (…)
 Datagramas (…)

Cada paquete del mismo
flujo sigue la misma ruta

Red A

Red B

Cada paquete es conmutado
independientemente

Red D

R1
R1

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

Red C

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Contenido
Introducción
Internet Protocol
 Carácterísticas
 Routing y forwarding
 Formato del paquete IP

Internetworking e IP

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Características de IP
Nivel de red
Servicio de datagramas, sin conexión
Routing en función de la dirección destino
No fiable
Best effort
Provee:

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

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Otros aspectos
 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 interdomain : algoritmo path-vector
Routing intradomain : link state o distance vector

 Más

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

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Routing en IP
 Llevado a cabo por un proceso
que se ejecuta en cada router
(cálculo distribuido) (…)

 Resultado: una “tabla de rutas”

en cada router (…)

Red A

Red B

Routing
process
R3
R3

Routing
process
R1
R1

Routing
process

R5
R5

Routing
process

R2
R2

R4
R4
Routing
process

R6

Routing
process
Internetworking e IP

Red C

Red D

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Routing en IP
 Llevado a cabo por un proceso
que se ejecuta en cada router
(cálculo distribuido) (…)

 Resultado: una “tabla de rutas”

en cada router (…)

Destino
Red A
Red B
Red C
Red D
…

Next-hop
IP de if1 de R1
IP de if0 de R3
IP de if0 de R4
IP de if0 de R4
…

Red A

Red B

Routing
process
R1
R1

if1

if0

Routing
process

if1

R5
R5

if0

if0

Routing
process
R3
R3

if1

if1

R2
R2

Routing
process
if2

if0

R4
R4
Routing
process

R6

if0
Routing
process
Internetworking e IP

if1

if1
if2
Red C

Red D

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Tablas de rutas
 Si tuvieran una ruta para

cada host posible:
 232 entradas -> ¡¡¡ 4 mil

millones !!!

 Si tuvieran una por cada

host que hay en Internet
 Hoy aprox ¡ 250 millones !

 Continen una entrada por
cada Red (también llamada
a veces subred)

 De hecho hoy en día puede

contener menos entradas

 Y

siempre

existe
la
tener una

posibilidad de
ruta por defecto
 Enviar por ese camino todo
el tráfico para el que no se
tiene una ruta mejor

 Fácil de emplear solo con
una estructura en forma de
árbol

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Forwarding en IP
 Tarea de “reenviar” por el

adecuado el paquete recibido

interfaz

 En base a la tabla de rutas del router
 La tabla indica cuál es el siguiente

router (next-hop) en el camino

 El router tendrá conectividad a nivel 2

con él

Destino
Red A
Red B
Red C
Red D
…

Next-hop
IP de if1 de R1
IP de if0 de R3
IP de if0 de R4
IP de if0 de R4
…

Red A

Red B

Routing
process
R1
R1

if1

if0

Routing
process

if1

R5
R5

if0

if0

Routing
process
R3
R3

if1

if1

R2
R2

Routing
process
if2

if0

R4
R4
Routing
process

R6

if0
Routing
process
Internetworking e IP

if1

if1
if2
Red C

Red D

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Encapsulación

Aplicación
Transporte

Red
Enlace
Físico

Red

Red
Enlace
Físico

Red
Enlace
Físico

Red

Red
Enlace
Físico

Red
Enlace
Físico

Aplicación
Transporte

Red
Enlace
Físico

R1
R1
R1

R5
R5
R5

R3
R3
R3

R2
R2
R2

R6
R6

R4
R4
R4

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Algunas carácterísticas de IP
 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

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Representación de las direcciones

bit 0

Dirección IP

bit 31

10000010110011101011100001010101

= 2194585685

130

206

184

85

130.206.184.85
bits
32

cómodos

para

 Números

de

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

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Formato del datagrama IP

Type of
Service
16

Longitud
en bytes
del paquete
Longitud
M
offset
F

31

D
F

13-bit fragmentation
Protocolo Header checksum
Dirección IP origen
Dirección IP destino

“Don’t
Fragment”

“More
Fragments”
Offset del
fragmento

IPv4 vs IPv6

Palabras
de 32bits

0
4
Versión Header
Length

8

TOS
16-bit identifier
TTL

Para el
reensamblado

“Time To
Live”
Protocolo del
siguiente
nivel

[opciones]
[Datos]

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Temario
1.- Introducción
2.- Nivel de enlace en LANs
3.- Interconexión de redes IP





4.- Enrutamiento con IP
5.- Nivel de transporte en Internet
6.- Nivel de aplicación en Internet
7.- Ampliación de temas

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Direccionamiento clásico
CIDR
Comunicación IP en LAN (ARP)
Fragmentación y reensamblado. ICMP

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Direccionamiento clásico

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