Redes y Tecnologías de Telecomunicaciones

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1 Redes y Tecnologías de Telecomunicaciones PUCP Capa de Transporte

2 Modelo OSI Aplicación Presentación Sesión Arquitectura TCP/IP Aplicación HTTP FTP SMTP DNS SNMP Transporte Transporte (host-to-host) Transmission Control Protocol User Datagram Protocol ICMP Red internet ARP Internet Protocol Enlace Físico Capa de Enlace Ethernet Token Ring PPP WANs Página 3 Protocolo TCP (Transport Control Protocol)

3 Campo del Protocolo Capa de Transporte TCP 6 UDP 17 Números de Protocolos Capa de Internet IP Determinación del destino de la capa superior del protocolo Los números de protocolos le permiten a la capa de internet identificar y usar un servicio en la capa de transporte. Página 5 Números de puertos Capa de Aplicación F T P T E L N E T S M T P D N S T F T P S N M P Capa de Transporte Capa de TCP UDP 6 17 IP Números de los Puertos (sockets) Números de Protocolos Internet Los números de los puertos (sockets) le permiten a la capa de transporte identificar y usar un servicio en la capa de aplicación. Página 6

4 Pérdida y retransmisión de paquetes Página 7 Ventana deslizante Ventana de 4 paquetes que se desliza por los datos de salida. a) Al comenzar b) Tras el acuse de recibo de sólo 2 paquetes, se retransmiten los paquetes a partir del tercero. c) Tras el acuse de recibo de 8 paquetes Página 8

5 Buffers, control de flujo y ventanas Página 9 Formato del segmento o paquete TCP Página 10

6 Formato del segmento TCP Los Code Bits o Flags son 6 bits: URG, ACK, PSH, RST, SYN y FIN URG: Está asociado al puntero urgente. Indica que el segmento transporta datos urgentes. ACK: Reconocimiento. Indica que el número que viaja en el campo número de secuencia ack es válido. PSH: Es la función push. Fuerza al TCP a liberar data. RST: Reinicia (reset) la conexión. Rápidamente desconecta una conexión TCP. SYN: Sincroniza el número de secuencia. Éste bit es configurado a 1 para los primeros 2 segmentos para cualquier conexión que usa TCP en la capa de transporte. FIN: Significa el origen no transmitirá más data. Es la forma normal de desconectar una conexión TCP. Página 11 El proceso de negociación TCP Estableciendo la conexión TCP: SYN, ACK Para establecer la conexión TCP se debe completar previamente un proceso de 3 pasos llamado three-way handshake (saludo en 3 fases). SYN flag, ISN=x, puerto deseado ACK (x+1), SYN flag, ISN=y Cliente ACK flag (y+1) Servidor Página 12

7 Finalización de una conexión TCP Las conexiones TCP son full duplex, se necesita de un proceso de 4 pasos para poder terminar una conexión TCP en forma normal. FIN (seq=x) detiene flujo de datos del servidor ACK (x+1) Cliente ACK (x+1), FIN (seq=y) detiene flujo de datos del cliente ACK (y+1) Servidor Página 13 Estados de una conexión TCP A continuación se describen los estados del TCP: 0. CLOSED: No existe, sólo para referencia. 1. LISTEN: Esperando solicitud de conexión de un TCP remoto. 2. SYN-SEND: Esperando un mensaje de solicitud de conexión después de haber enviado una solicitud de conexión. 3. SYN-RECEIVED: Esperando confirmación de un reconocimiento de solicitud de conexión, después de haber enviado y recibido una solicitud de conexión. 4. ESTABLISHED: Representa una conexión abierta (activa). Los datos recibidos pueden ser enviados a un protocolo de una capa superior. Éste es el estado normal de la fase de transferencia de la conexión. 5. FIN-WAIT-1: Esperando la solicitud de fin de conexión de un TCP remoto, o un reconocimiento de una solicitud de fin de transmisión enviada anteriormente. Página 14

8 Estados de una conexión TCP FIN-WAIT-2: Esperando una solicitud de fin de conexión de un TCP remoto. 7. CLOSE-WAIT: Esperando una solicitud de fin de conexión de un protocolo de una capa superior. 8. CLOSING: Esperando el conocimiento de una solicitud de final de conexión de un TCP remoto. 9. LAST-ACK: Esperando el conocimiento de una solicitud de final de conexión enviada anteriormente al TCP remoto. 10. TIME-WAIT: Esperando el tiempo necesario para que el TCP remoto haya recibido el conocimiento de la solicitud del fin de conexión. Página 15 Protocolo UDP (User Datagram Protocol)

9 Formato del datagrama UDP #Bits Puerto Origen Puerto Destino Longitud CheckSum Data... Notar que no hay campos de secuencia o reconocimiento El datagrama UDP contiene cuatro campos, que son Numero del Puerto de Origen, Numero del Puerto de Destino, Longitud del mensaje y Checksum (Opcional). Página Conexión de control TCP inicial Conexión TCP de dos vías RealServer RealPlayer 2. Conexión para trasnferencia de datos con UDP Conexión TCP de dos vías Página 18 RealServer Conexión UDP de una vía RealPlayer

10 Capa de Aplicación Ubicación de las aplicaciones en el modelo TCP/IP Capa de Aplicación Aplicaciones Los procesos de aplicación generan la comunicación en este nivel. Capa de Transporte Sistema Operativo El sistema operativo, a través de la pila de protocolos administra las funciones de estas dos capas. Capa de Internet Capa de Red Hardware El hardware realiza las operaciones de control de acceso al medio y transmisión / recepción de datos. El driver de red administra la manera en que el sistema operativo utiliza el hardware para realizar estas tareas Página 20

11 Servicios Básicos DNS (Domain Name System) DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) Página 21 Servicios Extendidos Telnet (TErminaL NETwork) SSH (Secure SHell) FTP (File Transfer Protocol) TFTP (Trivial File Transfer Protocol) SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) HTTP (Hypertext Transfer Protocol) RTP (Real Time Protocol) Página 22

12 Domain Name System Proceso resolver del cliente Página 24

13 Funcionamiento del DNS Local Translate Names to IP Addresses Translate IP Addresses to Names Local Computer NETWORK DNS Remote Computer 1. Local computer telnets to Remote by name 2. Local computer requests IP for Remote 3. DNS responds with IP address for Remote 4. Local completes telnet to Remote using IP Página 25 DNS Distribuido Cada Dominio tiene asociado un servidor DNS Root Servers rs-internic.net The Internet ISP DNS Internet Service Provider Local Network 1. HOST1 telnet to HOST Request IP from Local DNS 6Local Network 3. Find DNS for HOST2 Local Network 7 4. Receive IP for other DNS Local DNS 2 5. Request IP from other DNS Local DNS 6. Receive HOST2 IP from other HOST2 HOST1 DNS 7. Deliver IP for HOST2 8. Complete telnet connection Página 26

14 Jerarquía organizacional de dominios. ROOT Domain com edu gov net Top Level Domain (TLD) nih dcrt niddk Top Level domain puede ser definido como tipo geográfico u organizacional. Página 27 Jerarquía geográfica de dominios. ROOT Domain es ar pe br Top Level Domain (TLD) edu mil org Subdomains ulima pucp marina cepis Página 28

15 Top Level Domains Nombres de dominio de nivel superior (TLD) genéricos más utilizados Nombre de Dominio COM EDU GOV MIL ORG NET INT.biz (Business).info (Abierto).museum (Museos).coop (Cooperativas) Significado Organizaciones comercianles, Microsoft.com, ibm.com Universidades, Instituciones academicas,... Instituciones Gubernamentales Organizaciones militares Organizaciones no comerciales Grupos relacionados con la Red Organizaciones Internacionales.pro (profesionales).name (ayrton.bartra.name).aero (aerolíneas).tv (televisión) ICANN: Página 29 Tipo de Registro SOA Start Of Authority NS Name Server A Addres CNAME MX TXT PTR HINFO WKS Registros DNS Descripción Inicio de autoridad, identificando el dominio o la zona. Fija una serie de parámetros para esta zona. El nombre de dominio se hace corresponder con el nombre de una computadora de confianza para el dominio o servidor de nombres. Dirección IP de un host en 32 bits. Si este tiene varias direcciones IP, multihomed, habrá un registro diferente por cada una de ellas. Es un alias que se corresponde con el nombre canónico verdadero. Se trata de un intercambiador de correo (Mail exchanger), es decir, un dominio dispuesto a aceptar solo correo electrónico. Texto, es una forma de añadir comentarios a la Base de Datos. Por Ej., para dar la dirección postal del dominio. Apuntador, hace corresponder una dirección IP con el nombre de un sistema. Usado en archivos dirección-nombre, la inversa del tipo A. Información del Host, tipo y modelo de computadora. Servicios públicos (Well-Known Services). Puede listar los servicios de las aplicaciones disponibles en el ordenador. Página 30

16 Árbol para la resolución inversa inaddr.arpa COM EDU ARPA IN-ADDR Página 31 Formato de los mensajes DNS DNS utiliza UDP como protocolo de transporte, toda la consulta viaja en un solo paquete. El cliente envía una solicitud (pregunta) en un mensaje formateado y el servidor añade la información requerida en dichos campos. Este formato permite realizar varias consultas incluso 0 bit...16 bit...32 bit IDENTIFICACIÓN de la pregunta PARÁMETROS Nº DE SOLICITUDES Nº DE RESPUESTAS (1) Nº DE REG. AUTORIDAD (1) Nº DE REGISTROS ADICIONALES (1) Consulta/s (sección de solicitudes) RR de respuestas (sección de respuestas) RR de autoridad (sección de respuestas) RR de información adicional (sección de respuestas) (1)rellenado por DNS Página 32

17 Formato de los mensajes DNS Normalmente un mensaje contiene una única consulta, pero como hemos dicho anteriormente se permite concatenar varias peticiones en la sección de consulta. Campo Descripción Nombre Nombre de dominio o dirección IP (en el subárbol IN-ADDR.ARP) Tipo Tipo de consulta, A, NS,... Clase IN para Internet, se representa como 1 Página 33 Formato de los mensajes DNS RR de respuestas se estructuran de la siguiente forma: Campo Descripción Nombre Nombre del nodo para este registro Tipo Tipo de registro, SOA, A,.. Clase IN TTL Tiempo de vida RDLENGTH Tamaño del campo de datos RDATA Información del tipo de registro RR de autoridad identifica a los servidores de nombres de confianza para el dominio. RR de información adicional se proporciona direcciones IP de los servidores de nombres de confianza. Página 34

18 El comando nslookup El comando nslookup interroga a servidores DNS. Ejemplo de resolución directa: /]# nslookup Server: pucp.edu.pe Address: Name: hermes.pucp.edu.pe Address: , Aliases: Ejemplo de resolución inversa: /]# nslookup Server: pucp.edu.pe Address: Name: hermes.pucp.edu.pe Address: Página 35 Probar el Servidor de nombres Página 36

19 SSH Secure SHell Intérprete de comandos seguro. Protocolo de comunicación para controlar un computador remoto a través de una CLI (Command Line Interface - Interfaz de Línea de Comandos- también llamada: "shell"). El computador puede estar en una sala de servidores refrigerada, o no tiene teclado ni pantalla (Sistemas Blade) Página 38

20 Secure SHell Es parecido a telnet, con la gran diferencia de que en el caso de ssh, la información viaja cifrada (RSA) con lo cual es muchísimo más segura. En nuestra LAN no es tan importante, pero si nos conectamos a través de Internet es fundamental e imprescindible, usar un protocolo seguro como SSH. Página 39 SSH Instalar SSH en Ubuntu #apt-get install openssh-server Conexión a un servidor remoto $ ssh host_remoto (IP ó nombre) Conectar como usuario remoto $ ssh Página 40

21 SSH Obtener archivos y carpetas con scp $ scp -r $ scp Enviar archivos y carpetas con scp $ scp /home/carpeta/* Página 41 FTP

22 FTP Normal o Activo Página 43 FTP Pasivo Página 44

23 SMTP SMTP Simple Mail Transfer Protocol El SMTP gestiona la transferencia de correo del sistema de correo de un computador anfitrión a otro. El SMTP no se encarga de aceptar correo de los usuarios locales ni de distribuir el correo recibido a su(s) destinatario(s); éstas son funciones del sistema de correo local. Postfix, Sendmail o Qmail son ejemplos de programas servidores de correo o MTA (Mail Transfer Agent). Procmail, Maildrop son ejemplos de programas MDA (Mail Delivery Agent) usados a nivel del sistema de correo local. Asimismo los clientes usan en sus equipos personales programas de correo conocidos como MUA (Mail User Agent), tales como Eudora, Outlook Express, Pine, etc, encargados de la elaboración del mensaje a enviar. Página 46

24 Esquema de sistema de correo local SMTP Interface de usuario en la computadora del remitente Buzón del destinatario (Actualizado por el MDA) Programa de transferencia de correo (MUA) Servidor de correo del destinatario (MTA) Trayectoria de un mensaje de correo electrónico. El programa de transferencia de correo del transmisor se vuelve cliente del servidor de correo remoto. Página 47 SMTP Usuarios de terminalesusuarios de terminales Usuarios de terminales Sistema Operativo Sistema Operativo Sistema Operativo Sistema de correo local Sistema de correo local Sistema de correo local SMTP SMTP Cliente Servidor SMTP SMTP Cliente Servidor SMTP SMTP Cliente Servidor TCP/IP TCP/IP TCP/IP Internet SMTP Protocolo simple de transferencia de correo Página 48

25 Comandos SMTP Comando HELO MAIL FROM RCPT TO DATA RSET NOOP QUIT VRFY EXPN HELP TURN SOML SAML SEND Descripción Identifica el remitente al destinatario. Identifica una transacción de correo e identifica al emisor. Se utiliza para identificar un destinatario individual. Si se necesita identificar múltiples destinatarios es necesario repetir el comando. Permite enviar una serie de líneas de texto. El tamaño máximo de una línea es de caracteres. Cada línea va seguida de un retorno de carro y avance de línea <CR><LF>. La última línea debe llevar únicamente el carácter punto "." seguido de <CR><LF>. Aborta la transacción de correo actual. No operación. Indica al extremo que envíe una respuesta positiva. Keepalives Pide al otro extremo que envíe una respuesta positiva y cierre la conexión. Pide al receptor que confirme que un nombre identifica a un destinatario valido. Pide al receptor la confirmación de una lista de correo y que devuelva los nombres de los usuarios de dicha lista. Pide al otro extremo información sobre los comandos disponibles. El emisor pide que se inviertan los papeles, para poder actuar como receptor. El receptor puede negarse a dicha petición. Si el destinatario está conectado, entrega el mensaje directamente al terminal, en caso contrario lo entrega como correo convencional. Entrega del mensaje en el buzón del destinatario. En caso de estar conectado también lo hace al terminal. Si el destinatario está conectado, entrega el mensaje directamente al terminal. Página 49 Códigos de respuesta SMTP Código Descripción 211 Estado del sistema. 214 Mensaje de ayuda. 220 Servicio preparado. 221 Servicio cerrando el canal de transmisión. 250 Solicitud completada con éxito. 251 Usuario no local, se enviará a <dirección de reenvío> 354 Introduzca el texto, finalice con <CR><LF>.<CR><LF>. 421 Servicio no disponible. 450 Solicitud de correo no ejecutada, servicio no disponible (buzón ocupado). 451 Acción no ejecutada, error local de procesamiento. 452 Acción no ejecutada, insuficiente espacio de almacenamiento en el sistema. 500 Error de sintaxis, comando no reconocido. 501 Error de sintaxis. P.ej contestación de SMTP a ESMTP 502 Comando no implementado. 503 Secuencia de comandos errónea. 504 Parámetro no implementado. 550 Solicitud no ejecutada, buzón no disponible. 551 Usuario no local, pruebe <dirección de reenvío>. Si no se tiene cuenta 552 Acción de correo solicitada abortada. 553 Solicitud no realizada (error de sintaxis). 554 Fallo en la transacción. Página 50

26 POP POP Post Office Protocol Trayectoria del correo electrónico al emplear POP para acceder a un buzón. El correo puede llegar del transmisor (sending computer) o de una puerta de enlace. Para extraer un mensaje del buzón el usuario ejecuta un cliente POP. Página 52

27 Received: from pucp.edu.pe (pucp.edu.pe [ ]) by macareo.pucp.edu.pe (8.9.3/8.9.3) with ESMTP id AAA24901 for Thu, 1 Jun :37: Received: from pc_de_cgarcia ([ ]) by pucp.edu.pe (8.9.3/8.9.3) with SMTP id AAA08153 for Thu, 1 Jun :31: Message-ID: From: Carlos García To: Jorge Perez Subject: Reunion Date: Wed, 31 May :07: No te olvides de la reunión de hoy a las 4pm, nos vemos Carlos Caso práctico Página 53 Página 54

28 IMAP IMAP Internet Message Access Control El POP3 permite a las estaciones de trabajo recuperar sus mensajes de correo, sin embargo tiene varias debilidades. Por ejemplo, el correo debe descargarse a la estación de trabajo antes de ser manipulado, es decir, el POP3 no permite una manipulación directa de los mensajes de correo en el servidor. Por estas razones se ha propuesto el IMAP4 en reemplazo del POP3. El IMAP4 es un protocolo cliente/servidor que permite la manipulación de los mensajes de correo electrónico en el servidor, así como de archivos de mensajes remotos, llamados casillas electrónicas, de modo similar a las casillas postales. Permite que un cliente fuera de línea resincronize sus casillas electrónicas con el servidor las cuales puede crear, eliminar y renombrar. Coloca y borra banderas (flags) que indican el estado de los mensajes. Realiza una búsqueda selectiva de los atributos del mensaje, textos y porciones. a diferencia del POP3, no copia el correo electrónico en la máquina personal del usuario dado que el usuario puede tener varias computadoras para consultar el correo, y observa si sus correos han sido leídos con anterioridad. Página 56

29 HTTP Formato HTML Un documento de hipermedia se llama página; la página principal se conoce como página base. Los documentos de la web emplean la representación de lenguaje de marcaje de hipertexto (HTML) el cual indica guías generales de presentación dejando al visualizador que se encarge de los detalles. Se muestra un ejemplo de código HTML <HTML> <HEAD> <TITLE>Título del Documento</TITLE> </HEAD> <BODY> <P>Hello World</P> </BODY> </HTML> Página 58

30 Métodos de solicitud HTTP interconstruidos Método GET HEAD PUT POST DELETE LINK UNLINK Descripción Solicita leer una página web Solicita leer la cabecera de una página web Solicita almacenar una página web Se anexa un recurso nombrado (Ej, página web) Elimina la página web Conecta dos recursos existentes Rompe una conexión existente entre dos recursos Página 59 Ejemplo: Un sistema de Correo-Web Servidor HTTP Cliente IMAP Cliente HTTP Servidor IMAP Página 60

31 Ejemplo: Un sistema de Correo-Web Servidor HTTP Cliente SMTP Cliente HTTP Servidor SMTP Para el caso que el cliente desee enviar un correo se hace uso de un formulario html mediante el cual el usuario redacta el mensaje. El mensaje es recibido (1) por el servidor de Correo-Web (vía HTTP) y lo envía hacia el servidor respectivo vía SMTP (2). Página 61 Bibliografía y Referencias Douglas E. Comer: Computer Networks Imágenes: Material de Computer Networks, D. Comer. Página 62

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