CURSO PRÁCTICO DE REDES PRÁCTICA 3a PRÁCTICA DE TCP-IP ARP/ICMP/IP. Departamento de Ingeniería Área de Ingeniería de Sistemas y Automática 1.

Transcripción

1 1. OBJETIVO Estas prácticas se proponen como una herramienta fundamental para asimilar los conceptos de sistemas distribuidos, centrándose en el estudio de los protocolos de comunicaciones de la familia TCP/IP. Se estudiarán los siguientes protocolos: Protocolo ARP Protocolo ICPM Protocolo IP Protocolo TCP 2. MATERIAL EMPLEADO Las prácticas se realizan en grupos de dos personas disponiendo de 2 PCs (monitor y máquina de ensayos). Los equipos disponen de S.O. Windows NT/ 98. CURSO PRÁCTICO DE REDES PRÁCTICA 3a El primero de los PCs actuará como monitor de red mediante el programa LANWATCH, que deberá ser ejecutado arrancando la máquina desde el disco suministrado (modo MS- DOS). El disco arranca automáticamente la aplicación, en caso necesario el fichero ejecutable a:\lanwatch\lw.exe permite la activación de la aplicación. El segundo PC (con S.O Windows NT/98), será utilizado como máquina generadora de mensajes de red. Para ello se utilizara una ventana de comandos en línea ( MS-DOS) Equipamiento de red: - 3 concentradores Fast-Ethernet - Latiguillos de red RJ45 PRÁCTICA DE TCP-IP ARP/ICMP/IP 3. PROGRAMA LANWATCH El programa lanwatch permite monitorizar los mensajes presentes en la red pudiendo establecer filtros para las diferentes capas, protocolos y direcciones. El programa puede estar en dos estado básicos: Modo de captura en tiempo real: el programa esta capturando y visualizando la información presente en la red. Comandos: < r> y <R> (este último limpia el buffer de captura) Modo de visualización : el programa deja de capturar información de la red permitiendo la visualización en detalle de los contenidos Comando: <e> Nota: Los caracteres mostrados entre < > son los caracteres a teclear (no se deben teclear los símbolos < > ) Departamento de Ingeniería Área de Ingeniería de Sistemas y Automática ISA-UMH La información que circula por un segmento de red es ingente, por lo que verdadera potencia del programa es la capacidad para especificar filtros que permiten seleccionar la información buscada. El comando <f> nos permite especificar diferentes tipos de filtros, aunque el más común es el filtro de background [<f>] que filtra todos los paquetes entrantes y salientes. El comando comentado <f> solicita la especificación del filtro. Esta especificación puede ser tan compleja como queramos pudiendo utilizar el operador 2

2 lógico & y seleccionando opciones de diferentes protocolos (ip, arp, direcciones...). Pulsando la tecla < TAB > nos muestra todas las opciones disponibles Tipos de Filtros y opciones del comando <f> Command Filter Command Filter a Alarm filter. r Reverse filter. b Background filter. s Save filter. f Forward filter. t Trigger filter. l Load filter. v Viewing filter. Ejemplo de salida de pantalla de Lanwatch: Tiempo de llegada del paquete Longitud (bytes) Tipo Paqueteo Trama LISTA DE COMANDOS LANWATCH 3.1 <?> Ayuda <q> Salir de Lanwath <r> Pasa a modo rastreo <R> Pasa a modo rastreo y limpia el buffer <e> Modo de edición <Return>, <Esc> cambio cíclico de modo edición <f> Establece filtros filtro de background Visualiza filtros <d> Borra filtros <1,2,3,4,5,6,7 > Activa o desactiva la visualización de paquetes de cada capa OSI <0> Muestra las capas visualizadas actualmente <Alt+f> Guarda filtros en fichero <Ctrl+f> Recupera filtros de fichero <o> Guarda tramas a fichero en modo rastreo <O> Guarda tramas a fichero en modo edición Lee un fichero de tramas. Direcciones MAC Contenido de la cabecera comentada Detalles de la cabecera de un paquete Direcciones IP LISTA DE COMANDOS DE RED WINDOWS 95/NT/DOS Winipcfg (Windows 95) Muestra configuración IP/MAC Ipconfig /all (Windows NT) Muestra la configuración IP/MAC Ping: Envía tramas ICMP (solicitud de eco). Opciones: <ipaddr> Dirección ip destino -n <x> Envía <x> paquetes -l <x> Envía paquetes de longitud <x> -f Activa el bit Don t fragment -i <x> Limita la vida del paquete (TTL) a <x> saltos -r <x> Graba la ruta del eco para <x> saltos -s <x> Graba los tiempos de paso para <x> saltos -w <x> Tiempo de espera del eco en milisegundos <x> arp a Muestra la tabla ARP arp d <ipaddr> Borra la entrada <ipaddr> de la tabla arp netstat rn: Visualiza las rutas existentes route delete <ipaddr> Borra la ruta hacia <ipaddr> route add <ipdst> <mask> <gateway> Añade una ruta a la tabla de enrutamiento tracert <ipdst> Obtiene la ruta hasta la i p/nombre destino Contenido del paquete 3 4

3 4. TAREAS Se conectarán los equipos utilizando los concentradores suministrados para la práctica. Es importante no utilizan conmutadores ya que actúan como filtros im pidiendo observar las tramas que circulan por la red. Cuestión 1. Protocolo ARP Funcionamiento general y formato de trama ARP : El protocolo ARP permite averiguar la dirección MAC correspondiente a una dirección IP. El protocolo actúa de la siguiente forma: - La máquina origen envía una trama de Petición ARP a todas las máquinas de la red (broadcast) - El protocolo ARP de la máquina destino verifica que el solicitante pide su dirección IP. - La máquina de destino emite una trama de Respuesta ARP incorporando su dirección MAC e IP - La máquina origen recibe la respuesta guardando el resultado en una tabla, pudiendo emitir a partir de entonces datagramas IP 02:60:8C:0D:0A:5C 02:60:8C:0D:0A:5D 02:60:8C:0D:0A:5E Cabecera Ethernet MAC - DST ARP Reply(02:60:8C:0D:0A:5E) MAC- SRC Type ARP Request (Broadcast) Hard type Prot type Hard Size Prot Size OP Snd MAC Addr Snd IP Addr Target MAC Addr Target IP Addr Tareas a realizar: 1. Visualizar la dirección MAC e IP de la máquina de ensayos: Ejecutar el comando ipconfig /all (Win-NT) o winipcfg (Win 98) y apuntar los datos presentados: - Dirección MAC (dirección del adaptador) - Dirección IP - Máscara de subred - Puerta de enlace (Gateway) 2. Arrancar el equipo monitor con el disco suministrado. Si es necesario, activar el monitor de red con los comandos: A:> Cd \lanwatch A:> lw 3. Para discriminar tramas ARP ejecutaremos un filtro pulsando los caracteres entre corchetes : <f> <arp & addr dir_mac_pc_ensayos> <Return> Debemos cambiar la etiqueta dir_mac_maq_ensayos por la dirección MAC apuntada anteriormente (sin puntos o guiones entre cada byte) Los caracteres mostrados entre <> son los caracteres a teclear (no se deben teclear los símbolos<> ) 4. Activar el modo rastreo limpiando el buffer <R> 5. En la máquina de ensayos comprobaremos que la caché ARP no contiene la dirección IP de destino utilizada ( ), si ya existiese en la tabla lo borraremos con el comando arp d: C:\>arp a Estado de la memoria caché de Arp C:\>arp d <dirección ip> Borra la entrada 6. En la máquina de ensayos lanzaremos peticiones echo a través del programa ping: C:\>ping n Petición de eco con un solo paquete (Nota: se supone que nuestra máquina está en la red si no fuera así deberíamos cambiar en la dirección IP anterior el campo de red de forma que coincida con la de nuestro equipo.) Type: 0x0806 (trama ARP) Hard type: 1 (Ethernet) Prot. type: 0x0800 (IP) Hard size: 6 (bytes dir. MAC) Prot size: 4 (bytes dir. IP) OP: tipo de operación 1: ARP request 2: ARP reply 3: RARP request 4: RARP reply 7. Dentro del monitor de red, podemos pasar a modo edición pulsando la tecla <e>. Confirmando repetidas veces (Return ) la información es representada de distintas formas, pudiendo ver el contenido de la cabecera y de la trama. 8. Verificar de nuevo el contenido de la caché ARP ejecutando el comando arp a. Anotar el resultado. 9. Estudiar detenidamente el contenido de las tramas presentes para responder a las siguientes preguntas: 5 6

4 Discusión: a) Cuántas tramas intervienen en la resolución ARP? b) Descríbase la secuencia de tramas involucradas, justificando todas las direcciones MAC e IP que aparecen. Representarlo gráficamente c) Cuál es el estado de la memoria caché de ARP después delping? Cuál es el estado actual?. Justificar las diferencias. d) Existe información adicional en las tramas? cuál es su causa? e) Pasar de nuevo la máquina monitor al modo rastreo <r> y hacer un ping a la dirección Qué direcciones IP y MAC se utilizan en las tramas ARP? Por qué? Cuestión 2. Protocolo ICMP/Ping Descripción del Protocolo PING: Realiza una petición de eco sobre una máquina remota, permitiendo comprobar errores de comunicación, rutas y el rendimiento de la red. Se basa en el protocolo ICMP. Ping a diferencia del resto de aplicaciones TCP/IP no utiliza ninguno de los protocolos de transporte TCP o UDP, se apoya directamente sobre IP. Este es un hecho a tener en cuenta, dado que la recepción de una respuesta Ping indica que la máquina remota está activa, pero no asegura que el funcionamiento de su capa TCP o UDP sea correcto. Ping utiliza el comando eco de ICMP para enviar un datagrama a su destinatario y esperar su retorno. De este modo es capaz de evaluar tiempos de respuesta promedios. Dispone de varias opciones, entre las que cabe destacar la posibilidad de modificar el tamaño del paquete enviado, el registro de ruta, y el control del número de paquetes enviados (ver página 3). El formato de datagrama corresponde a un datagrama ICMP que incluye junto a los datos, 20 bytes de la cabecera IP y 8 bytes de la ICMP. Adicionalmente está precedido de la cabecera Ethernet (14 bytes). La respuesta que PING proporciona en pantalla corresponde a una serie de líneas donde se indica en tiempo de respuesta del eco ICMP y el número de secuencia. Al concluir el comando, queda reflejado el número de paquetes perdidos, los tiempos mínimos, máximos y medio s de respuesta (ida y vuelta). Nos permitirá conocer la tasa de error de un enlace así como la velocidad real de transmisión de forma experimental. 1 Datagrama IP Cabecera Ethernet Cabecera IP Tipo Código SVT Checksum Extra Datos Variable Cabecera ICMP 7 8

5 Cabecera 0 Ver 4 bits HL 4 bits TOS 8 bits TTL 8 bits Identificación 16 bits Protocolo 8 bits Datagrama IP bits Flag 3 bits Dirección IP Fuente 32 bits Dirección IP Destino 32 bits Opciones (si existen) múltiplo de 32 bits Longitud Total 16 bits Fragment Offset 13 bits Suma de Control de cabecera 16 bits Cuestión 3. Fragmentación IP Manteniendo los mismos filtros de la cuestión anterior en el programa monitor, ejecutaremos (PC monitor en modo rastreo): C:\>ping n 1 l a) Descríbase el número de fragmentos correspondientes a cada datagrama b) Descríbase y justifíquese la información presente en los campos flags, identificador yfragoff de la cabecera IP en cada datagrama. c) Cuánta información extra es enviada, debida a la fragmentación, por cada datagrama original? (Nota: calcular y justificar la diferencia entre los bytes transferidos y los que se transferirían si no hubiera fragmentación) d) Determínese el MTU de la máquina emisora. Datos Tareas a realizar: 1. En la máquina monitor borrar los filtros previos con el comando < d> . Actívese los filtros siguientes : <f> <ip icmp & ip addr <ip_pc_ensayos>> 2. Activar el modo rastreo < r>. 3. Desde el otro PC, ejecutar : C:\>ping n En el programa Lanwatch pasar a modo edición con < e> y estudiar las tramas involucradas. Discusión: a) Qué tipos de mensajes ICMP aparecen? b) Justificar la procedencia de cada dirección MAC e IP. c) Justificar la longitud de los paquetes de acuerdo a los formatos de trama de cada protocolo involucrado ( ver documentación del curso). Estudiar los camposde la cabecera IP e ICMP. Cual es el contenido del campo extra? Cuestión 4. ICMP TTL_exceeded Manteniendo los mismos filtros de la cuestión anterior en el programa monitor, ejecutaremos (PC monitor en modo rastreo): C:\> ping i 1 n Nota : el parámetro -i <x> pone el campo TTL del datagrama enviado al valor <x> a) Quién e nvía el mensaje ICMP TTL_exceeded? b) Qué paquete causó el error? c) Cuál fue la causa del error? d) Jugando con el parámetro TTL del paquete, calcular el número de saltos (routers) por los que debe pasar el datagrama hasta llegar a su destino. e) Pasar a modo rastreo <r> y hacer un ping a la dirección , evaluando la ruta obtenida. Estudiar el campo adicional de la cabecera IP. C:\>ping r <num_saltos>-n Pasar a modo rastreo < r> y ejecutar el siguiente comando: C:\>tracert f) Comparar la salida del comando con los datos obtenidos en el apartado anterior. Estudiar los mensajes enviados por tracert para evaluar la ruta. 9 10