Introducción al protocolo TCP/IP

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1 Introducción al protocolo TCP/IP Contenido Descripción general 1 Introducción a TCP/IP 2 Familia de protocolos TCP/IP 7 Resolución de nombres 17 Proceso de transferencia de datos 23 Enrutamiento de datos 30

2 Introducción al protocolo TCP/IP i Notas del Instructor Este módulo proporciona a los estudiantes una descripción general de los conceptos de TCP/IP y de cómo TCP/IP gestiona la comunicación de red. La primera sección se inicia con una introducción al proceso de comunicación y sigue con una descripción general de las cuatro capas de la pila de protocolos. Concluye con una discusión sobre el uso de sockets para la identificación de las aplicaciones implicadas en la comunicación en un momento determinado. La siguiente sección describe los protocolos de la familia TCP/IP y las funciones de cada uno en el proceso de comunicación. Esta sección concluye con información sobre algunas de las diversas utilidades (Hostname, Arp y Ping) incluidas en la familia TCP/IP. En el laboratorio a continuación de esta sección, los estudiantes utilizarán las utilidades Hostname, Arp y Ping como ejemplos de utilidades de TCP/IP para probar la conectividad. La tercera sección del módulo se centra en el proceso de resolución de nombres. Se inicia con una descripción de los nombres de host y los nombres NetBIOS y explica la asignación estática y dinámica y el proceso de resolución de nombres. La siguiente sección examina el proceso de transferencia de datos de TCP/IP. Esta sección describe la terminología que hace referencia a un paquete y los componentes de trama y la ruta que siguen los datos al viajar del equipo de origen al equipo de destino. Continúa la analogía introducida en la primera sección y explica cómo interactúan los protocolos TCP/IP para permitir la comunicación entre equipos. La última sección del módulo describe el proceso de enrutamiento. Se explican los tipos de entrega de paquetes y el proceso por el cual los datos son enrutados a través de una red hacia su destino final. La analogía de la primera sección finaliza aquí con una explicación que describe cómo son enrutados los paquetes de un enrutador a otro hasta que el paquete llega a su destino. Al finalizar este módulo, los estudiantes podrán: Describir el proceso de comunicación de TCP/IP. Nombrar los protocolos de la pila TCP/IP y describir los servicios que proporcionan. Describir el proceso para resolver nombres de equipos asignándolos a una dirección IP. Describir el proceso de envío de paquetes de datos de un equipo a otro. Describir el modo en que el proceso de enrutamiento transfiere la información entre dos segmentos para que los equipos puedan comunicarse con un mayor alcance.

3 Introducción al protocolo TCP/IP ii Desarrollo del módulo Utilice la siguiente estrategia para explicar este módulo: Introducción a TCP/IP Proporcione una descripción general del proceso de comunicación de datos. A continuación, describa brevemente las capas de la pila de protocolos TCP/IP y explique cómo utilizar sockets y diferenciar entre las conexiones de comunicación. Familia de protocolos TCP/IP Describa las características y funciones de cada protocolo de la familia TCP/IP y las utilidades que incluye. Haga una demostración del uso de las utilidades Hostname, Arp y Ping. Resolución de nombres Describa los dos tipos de nombres de equipos, los conceptos de asignación estática y dinámica, y el proceso de resolución de nombres para nombres de host y nombres NetBIOS. Proceso de transferencia de datos Explique los diferentes términos que hacen referencia al paquete de datos en las diversas fases de su preparación para que sea transmitido a través de la red. Describa los componentes de un paquete de datos, el proceso utilizado en su preparación por parte del equipo de origen y el acceso a su información por parte del equipo de destino. Enrutamiento de datos Describa el proceso de enrutamiento IP y los tipos de entrega de paquetes. Explique el proceso por el que los datos son enrutados de un segmento a otro.

4 Introducción al protocolo TCP/IP 1 Descripción general Proporcionar una descripción general de los temas y objetivos del módulo. En este módulo, estudiaremos la comunicación en una red Windows 2000 utilizando la familia de protocolos TCP/IP. Introducción a TCP/IP Familia de protocolos TCP/IP Práctica : Uso de las utilidades de TCP/IP Resolución de nombres Proceso de transferencia de datos Enrutamiento de datos El protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) para Microsoft Windows 2000 es un protocolo de red estándar enrutable, el más completo y aceptado disponible. La mayoría de sistemas operativos en uso hoy día ofrecen soporte para TCP/IP, y las redes de gran tamaño utilizan TCP/IP para una gran parte de su tráfico de red. TCP/IP proporciona una tecnología para conectar sistemas distintos. También proporciona un marco de trabajo cliente/servidor robusto, escalable y multiplataforma y la base para obtener acceso a servicios globales en Internet, como World Wide Web y el correo electrónico. Los diversos protocolos de la pila TCP /IP funcionan conjuntamente para que la comunicación en la red pueda producirse. Este proceso implica múltiples actividades, incluyendo la resolución de nombres de equipo a direcciones IP (Internet Protocol, IP); determinar la ubicación del equipo de destino; y empaquetar, direccionar y enrutar los datos para que lleguen a su destino satisfactoriamente. Al finalizar este módulo, podremos: Describir el proceso de comunicación de TCP/IP. Nombrar los protocolos de la pila TCP/IP y describir los servicios que proporcionan. Describir el proceso para resolver nombres de equipos asignándolos a una dirección IP. Describir el proceso de envío de paquetes de datos desde un equipo a otro. Describir el modo en que el proceso de enrutamiento transfiere información entre dos segmentos para que los equipos puedan comunicarse con un mayor alcance.

5 Introducción al protocolo TCP/IP 2 Introducción a TCP/IP Describir la familia de protocolos TCP/IP. Windows 2000 soporta TCP/IP tanto como protocolo como un conjunto de servicios para conectar y administrar redes. Introducción a TCP/IP El proceso de comunicación Capas de TCP/IP Identificación de aplicaciones TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) es una pila de protocolos estándar que se utiliza para la comunicación entre equipos basados en Windows TCP/IP ha sido diseñado para la comunicación a través de redes de gran escala. Las tareas implicadas con el uso de TCP/IP en el proceso de comunicación se distribuyen entre varios protocolos organizados en cuatro capas distintas de la pila TCP/IP. Cada protocolo de la pila TCP/IP tiene un papel distinto en el proceso de comunicación. Durante el proceso de comunicación, es posible que muchas aplicaciones estén comunicándose al mismo tiempo. TCP/IP tiene la capacidad de diferenciar una aplicación de otra. TCP/IP identifica la aplicación en un equipo y traslada los datos desde esa aplicación a otra en otro equipo.

6 Introducción al protocolo TCP/IP 3 El proceso de comunicación Explicar el proceso de comunicación de TCP/IP. TCP/IP permite la conectividad en equipos basados en Windows 2000 utilizando un modelo de comunicación. Nombre Dirección Nombre Dirección Correos Correos Sugerencia Explique la relación entre la comunicación que utiliza TCP/IP y un concepto más habitual, como el proceso de enviar una carta. Utilice las diapositivas animadas para mostrar a los estudiantes que el proceso es paralelo en cada equipo. El proceso por el cual TCP/IP transmite datos entre dos ubicaciones es análogo al procedimiento utilizado para enviar una carta por correo de una ciudad a otra. Actividades TCP/IP El proceso de comunicación de TCP/IP se inicia utilizando una aplicación en el equipo de origen que prepara los datos a ser transmitidos en un formato que una aplicación del equipo de destino pueda leer. El proceso es similar a escribir una carta en un idioma que el destinatario pueda entender. A continuación, los datos se asocian con la aplicación y equipo de destino, de forma similar al direccionamiento de una carta en un receptor y su dirección. La dirección del equipo de destino se añade a los datos, al igual especificamos la dirección del receptor en la carta. Una vez realizadas estas actividades, se envían los datos e información adicional al destino a través de la red, incluyendo una solicitud de confirmación de entrega. El medio de red utilizado para transmitir los datos es independiente de las actividades descritas anteriormente, al igual que el medio de transporte que envía la carta desde una oficina de correos a otra es independiente del contenido de la carta o de la dirección. Protocolos y capas TCP/IP TCP/IP organiza el proceso de comunicación descrito asignando estas actividades a varios protocolos de la pila TCP/IP. Para incrementar la eficacia del proceso de comunicación, los protocolos se distribuyen en capas. La información de dirección se coloca en último lugar, y de este modo los equipos de una red pueden comprobar rápidamente si los datos son para ellos. Únicamente el equipo de destino abre y procesa todos los datos.

7 Introducción al protocolo TCP/IP 4 Capas de TCP/IP Explicar las capas asociadas a TCP/IP. TCP/IP utiliza un modelo de comunicación de cuatro capas. HTTP Capa de Aplicación FTP TCP Capa de Transporte UDP Capa de Aplicación Capa de Transporte IP Capa ICMP de Internet IGMP ARP Capa de Internet Capa ATM de Interfaz Ethernet de red Capa de Interfaz de Red Sugerencia Explique que las cuatro capas de la pila de protocolos TCP/IP son una implementación específica de las siete capas del modelo OSI. No dedique demasiado tiempo a los protocolos específicos, ya que hablaremos de ellos más adelante. Utilice esta página para comentar la división de tareas. TCP/IP utiliza un modelo de comunicación de cuatro capas (aplicación, transporte, Internet e interfaz de red ) para transmitir datos de una ubicación a otra.todos los protocolos que pertenecen a la pila de protocolos TCP/IP están ubicados en estas capas. Capa de aplicaciones La capa de aplicaciones es la de mayor nivel de la pila TCP/IP. Todas las aplicaciones y utilidades están contenidas en esta capa y la utilizan para obtener acceso a la red. Los protocolos de esta capa se utilizan para formatear e intercambiar información de usuario. Entre ellos, se incluyen: Protocolo de transferencia de hipertexto (Hypertext Transfer Protocol, HTTP) HTTP se utiliza para transferir los archivos que forman las páginas Web de la World Wide Web. Protoc olo de transferencia de archivos (File Transfer Protocol, FTP) FTP se utiliza para la transferencia interactiva de archivos. Capa de Transporte La capa de Transporte proporciona la capacidad de ordenar y garantizar la comunicación entre equipos y envía los datos hacia arriba hasta la capa de Aplicación o hacia abajo hasta la capa de Internet. La capa de Transporte también especifica el identificador único de la aplicación a la que deben entregarse los datos. La capa de transporte tiene dos protocolos principales que controlan el método de entrega de datos. Son los siguientes: Protocolo de control de transmisión (Transmission Control Protocol, TCP) TCP garantiza la entrega de los datos mediante acuse de recibo. Protocolo de datagramas de usuario (User Datagram Protocol, UDP) UDP proporciona una rápida entrega de los datos pero no la garantiza.

8 Introducción al protocolo TCP/IP 5 Capa de Internet La capa de Internet es la responsable de direccionar, empaquetar y enrutar los datos a transmitir. Esta capa contiene cuatro protocolos principales: Protocolo Internet (Internet Protocol, IP) IP es el responsable de direccionar los datos a transmitir y enviarlos a su destino. Protocolo de resolución de direcciones (Address Resolution Protocol, ARP) ARP es el responsable de identificar la dirección de control de acceso a medios (media access control, MAC) del adaptador de red del equipo de destino. Protocolo de mensajes de control en Internet (Internet Control Message Protocol, ICMP) ICMP es el responsable de proporcionar funciones de diagnóstico e información de errores debidos a la entrega incorrecta de datos. Protocolo de administración de grupos de Internet (Internet Group Management Protocol, IGMP) IGMP es responsable de la administración de la multidifusión en TCP/IP. Capa de Interfaz de red La capa de Interfaz de red es la responsable de enviar los datos en el medio físico de la red y recibir datos desde el mismo. Esta capa contiene tanto dispositivos físicos como los cables de red y los adaptadores de red. El adaptador de red tiene un número exclusivo en hexadecimal de 12 caracteres, como B D4-65, que se denomina dirección de control de acceso a medios (media access control, MAC). La capa de Interfaz de red no contiene el tipo de los protocolos software incluidos en las otras tres capas, pero sí contiene protocolos como Ethernet o el modo de transferencia asíncrona (asynchronous transfer mode, ATM), que definen el modo de transferencia de los datos en la red.

9 Introducción al protocolo TCP/IP 6 Identificación de aplicaciones Explicar la función de sockets y puertos en las comunicaciones de red. Cómo se comunican múltiples aplicaciones simultáneamente en una red? dirección IP + puerto TCP o puerto UDP = Socket Puerto TCP 20, 21 Servidor FTP Servidor HTTP Puerto TCP 80 HTTP TCP FTP UDP Sugerencia Utilice esta página para informar a los estudiantes que deben identificar tanto el equipo al que envían los datos como la aplicación específica en ese equipo. En una red, muchas aplicaciones se comunican al mismo tiempo. Cuando múltiples aplicaciones están activas en un mismo equipo, TCP/IP requiere un método para diferenciar una aplicación de otra. Para ello, TCP/IP utiliza un socket, también conocido como un punto de destino en la comunicación de red, para identificar una aplicación específica. Dirección IP Para iniciar una comunicación de red, debe conocerse la ubicación de los equipos de origen y de destino en la red. La ubicación se identifica con un número exclusivo, denominado dirección IP, que se asigna a cada equipo de la red. Un ejemplo de dirección IP es Puerto TCP/UDP Un puerto es el identificador de una aplicación de un equipo. Un puerto está asoc iado a uno de los protocolos de la capa de transporte TCP o UDP, y se denomina puerto TCP o puerto UDP. Un puerto puede ser cualquier número entre 0 y Los puertos de las aplicaciones TCP/IP del lado servidor más utilizadas, los números de puerto conocidos, están reservados para los números inferiores a para evitar confusiones con otras aplicaciones. Por ejemplo, la aplicación de Servidor FTP utiliza los puertos TCP 20 y 21. Socket Un socket es la combinación de una dirección IP y del puerto TCP o el puerto UDP. Una aplicación crea un socket especificando la dirección IP del equipo, el tipo de servicio (TCP para entrega de datos garantizada, o de lo contrario UDP), y el puerto que la aplicación monitoriza. El componente de dirección IP del sock et ayuda a identificar y localizar el equipo de destino, y el puerto determina la aplicación específica a la que se envían los datos.

10 Introducción al protocolo TCP/IP 7 Familia de protocolos TCP/IP Describir los principales protocolos de la familia TCP/IP de Microsoft. La familia de protocolos TCP/IP está formada por seis protocolos principales y una serie de utilidades. Protocolo de control de transporte (TCP) Protocolo de datagrama de usuario (UDP) Protocolo de Internet (IP) Protocolo de mensaje de control de Internet (ICMP) Protocolo de administración de grupos de Internet (IGMP) Protocolo de resolución de direcciones (ARP) Utilidades TCP/IP La familia de protocolos TCP/IP de Microsoft permite desarrollar una conectividad empresarial entre equipos basados en Windows Un vendedor o una organización desarrolla una familia de protocolos para personalizar una pila en función de sus necesidades. Por tanto, una familia de protocolos es un conjunto de protocolos diseñados y construidos como partes complementarias de un conjunto completo y funcionando sin problemas. La familia de protocolos TCP/IP incluye seis protocolos principales y una serie de utilidades. Los seis protocolos principales (TCP, UDP, IP, ICMP, IGMP y ARP) proporcionan un conjunto de estándares para la comunicación entre equipos y para la conexión entre redes. Todas las aplicaciones y demás protocolos de la familia de protocolos TCP/IP dependen de los servicios básicos que proporcionan los protocolos principales.

11 Introducción al protocolo TCP/IP 8 Protocolo de control de transporte (TCP) Describir las características de TCP. TCP es uno de los dos principales protocolos de la capa de transporte. TCP UDP IP ICMP IGMP ARP Sugerencia Utilice esta ilustración para explicar el proceso de desafío y respuesta en tres niveles que inicia una sesión de TCP. Comente también la naturaleza de unidifusión de TCP. Puede mencionar que la transacción de una tarjeta de crédito es un ejemplo de cómo se utiliza TCP. El Protocolo de control de transporte (Transmission Control Protocol, TCP) es un protocolo requerido TCP/IP estándar que proporciona un servicio de entrega de datos fiable y orientado a conexión sólo entre dos equipos. Este tipo de comunicación se denomina unidifusión. En la comunicación orientada a conexión, la conexión debe establecerse antes de que los datos puedan ser transmitidos entre los dos equipos. Una vez establecida la conexión, los datos se transmiten únicamente a través de esta conexión. La comunicación orientada a conexión también se denomina comunicación fiable, ya que garantiza la entrega de los datos al destino. En el equipo de origen, TCP organiza en paquetes los datos que deben transmitirse. En el equipo de destino, TCP reorganiza los paquetes para recrear los datos originales. Transmisión de datos utilizando TCP TCP transmite paquetes en grupos par a incrementar la eficacia. Asigna un número de secuencia a cada paquete y utiliza un acuse de recibo para verificar que el equipo de destino ha recibido un grupo de paquetes. Si pasado un determinado periodo de tiempo, el equipo de destino no devuelve un acuse de recibo por cada grupo de paquetes enviado, el equipo de origen vuelve a transmitir los datos. Además de añadir la información secuencial y de acuse de recibo al paquete, TCP también añade la información relativa al puerto para las aplicaciones de origen y de destino. El equipo de origen utiliza el puerto de destino para direccionar el paquete a la aplicación adecuada del equipo de destino, y el equipo de destino utiliza el puerto de origen para devolver información a la aplicación de origen correcta.

12 Introducción al protocolo TCP/IP 9 Desafío y respuesta en tres niveles Como TCP es un protocolo fiable, dos equipos que utilicen TCP para comunicarse deben establecer una conexión antes de intercambiar datos. Esta conexión es una conexión virtual y se denomina sesión. Dos equipos que utilizan TCP establecen una conexión, o sesión TCP, a través de un proceso de desafío y respuesta en tres niveles. Este proceso sincroniza los números de secuencia y proporciona otra información necesaria para establecer la sesión. El desafío y respuesta en tres niveles es un proceso de tres pasos: 1. El equipo de origen inicia la conexión transmitiendo la información de la sesión, incluyendo el número de secuencia y el tamaño del paquete. 2. El equipo de destino responde con la información de su sesión. 3. El equipo de origen acepta y admite la información recibida.

13 Introducción al protocolo TCP/IP 10 Protocolo de datagrama de usuario (UDP) Describir las características de UDP. Junto con TCP, UDP es el otro protocolo principal de la capa de transporte. TCP UDP IP ICMP IGMP ARP Sugerencia Aunque UDP es capaz de realizar transmisiones de unidifusión, utilice la ilustración para hacer hincapié en su naturaleza de difusión o multidifusión. Asegúrese de contrastarlo con TCP. Algunos ejemplos adicionales podrían incluir información sobre la necesidad de comunicarse con más de un equipo a la vez o sobre pequeñas porciones de datos que no se beneficiarían de la sobrecarga de TCP. El protocolo de datagrama de usuario (User Datagram Protocol, UDP) es un protocolo de la capa de transporte que identifica la aplicación de destino en las comunicaciones de red. UDP proporciona un servicio de entrega de paquetes sin conexión que ofrece una entrega de datos rápida pero no fiable basada en el mejor esfuerzo. UDP no requiere un acuse de recibo de los datos recibidos y no intenta retransmitir datos perdidos o corrompidos. Esto significa que se envían menos datos, pero ni la recepción ni la secuencia correcta de los paquetes entregados están confirmadas o garantizadas. UDP se utiliza por parte de aplicaciones que transmiten datos a múltiples equipos utilizando transmisiones de difusión o multidifusión. También se utiliza para trasmitir pequeñas cantidades de datos o información que no es de una gran importancia. Entre los ejemplos de uso de UDP se incluye multidifusión de flujo multimedia, como durante una videoconferencia en directo o la difusión de una lista de nombres de equipos, mantenidos para la comunicación local. Para utilizar UDP, la aplicación origen debe suministrar su número de puerto UDP y el puerto de la aplicación de destino. Es importante observar que los puertos UDP son distintos de los puertos TCP, aunque algunos de ellos utilizan los mismos números.

14 Introducción al protocolo TCP/IP 11 Protocolo de Internet (IP) Describir las características de IP. IP es uno de los tres protocolos principales de la capa de Internet. TCP UDP Router IP ICMP IGMP ARP Sugerencia Utilice esta ilustración para explicar la importancia de IP en el traslado de datos a través de enrutadores. Recuerde a los estudiantes que aunque los adaptadores de red utilizan la dirección MAC para identificar un equipo en el segmento local, es IP quien traslada los datos al segmento local. El Protocolo de Internet (Internet Protocol, IP) ayuda a identificar la ubicación del equipo de destino en una comunicación de red. IP es un protocolo no fiable y no orientado a conexión, responsable de direccionar paquetes y enrutarlos entre los equipos en la red. Aunque IP siempre intenta entregar los paquetes, un paquete puede perderse, corromperse, entregarse fuera de secuencia, duplicarse o retrasarse. Sin embargo, IP no intenta recuperarse de estos tipos de errores solicitando una nueva transmisión de los datos. La confirmación de la entrega de paquetes y la recuperación de paquetes perdidos es responsabilidad del protocolo de una capa superior, como TCP, o de la propia aplicación. Actividades realizadas por IP Podemos ver a IP como el correo de la pila TCP/IP, donde tiene lugar la clasificación y la entrega de paquetes. UDP o TCP pasan los paquetes hacia abajo hasta IP desde la capa de transporte o hacia arriba desde la capa de interfaz de red. La principal función de IP es enrutar los paquetes hasta llegar a su destino. Cada paquete incluye la dirección IP de origen del emisor y la dirección IP de destino del receptor deseado. Estas direcciones IP de un paquete son las mismas durante todo el trayecto del paquete a través de la red. Si IP identifica una dirección de destino como una dirección del mismo segmento, transmite el paquete directamente a ese equipo. Si la dirección IP de destino no se encuentra en el mismo segmento, IP debe utilizar un enrutador para enviar la información. IP también es responsable de garantizar que un paquete no permanecerá para siempre en la red limitando el número de redes a través de las cuales puede viajar. Para ello, asigna a cada paquete un número de periodo de vida (Time to Live, TTL). El TTL especifica el tiempo máximo durante el cual el paquete puede viajar por la red antes de ser descartado.

15 Introducción al protocolo TCP/IP 12 Protocolo de mensaje de control de Internet (ICMP) Describir las características de ICMP. ICMP es otro protocolo principal de la capa IP. TCP UDP Router IP ICMP IGMP ARP Importante Recuerde a los estudiantes que la entrega no fiable (no garantizada) no es algo malo; simplemente no es necesaria en muchos casos. Explique también que la sobrecarga que implica el envío de un simple mensaje de error a través de la red es innecesaria. Sin embargo, cuando un paquete debe llegar a un destino específico, se utiliza TCP. El gráfico de la ilustración proporciona un ejemplo de un mensaje ICMP devuelto. El protocolo de mensaje de control de Internet (Internet Control Message Protocol, ICMP) proporciona facilidades de diagnóstico e información de errores para los paquetes que no pueden entregarse. Con ICMP, los equipos y enrutadores que utilizan la comunic ación IP pueden informar sobre los errores e intercambiar control limitado e información de estado. Por ejemplo, si IP no puede entregar un paquete al equipo de destino, ICMP envía un mensaje de Destino inaccesible al equipo de origen. Aunque el protocolo IP se utiliza para enviar datos a través de enrutadores, ICMP envía mensajes de error y de control en nombre de IP. ICMP no trata de convertir a IP en un protocolo fiable, ya que los mensajes de ICMP no son confirmados y por tanto no son fiables. Únicamente intenta informar de errores y proporcionar información sobre condiciones específicas. Aunque puede parecer ineficaz, es mucho más eficaz que utilizar cierto ancho de banda para confirmar cada mensaje de ICMP.

16 Introducción al protocolo TCP/IP 13 Protocolo de administración de grupos de Internet (IGMP) Describir las características de IGMP. IGMP es también uno de los principales protocolos de la capa de Internet. (IGMP) TCP UDP IP ICMP IGMP ARP Sugerencia Asegúrese de que la similitud entre IGMP e ICMP no confunde a los estudiantes. Una buena forma de conseguirlo, es recordarlos que G = grupo en IGMP. El protocolo de administración de grupos de Internet (Internet Group Management Protocol, IGMP) es un protocolo que administra las listas de pertenencia a la multidifusión IP en una red TCP/IP. La multidifusión IP es un proceso por el cual un mensaje se transmite a un grupo seleccionado de receptores o grupo de multidifusión. IGMP mantiene la lista de miembros suscritos a cada grupo de multidifusión. Administración de multidifusión IP Todos los miembros de un grupo de multidifusión escuchan el tráfico IP dirigido a una dirección de multidifusión IP específica y reciben los paquetes enviados a esa dirección IP. Si embargo, como la multidifusión implica a múltiples equipos, los paquetes se envían utilizando el protocolo UDP no fiable, que no garantiza la entrega de los paquetes al grupo de multidifusión. Cuando múltiples equipos necesitan acceder a la información, como flujo multimedia, se utiliza una dirección IP reservada para la multidifusión. Los enrutadores configurados para procesar direcciones IP de multidifusión recogen esta información y la envían a todos los suscriptores del grupo de multidifusión asociado a la dirección IP de multidifusión. Para que la información de multidifusión llegue a sus destinatarios, es importante que todos los enrutadores implicados en la ruta de comunicación soporten la multidifusión. Los equipos basados en Windows 2000 pueden enviar y recibir tráfico IP de multidifusión.

17 Introducción al protocolo TCP/IP 14 Protocolo de resolución de direcciones (ARP) Describir las características de ARP. ARP es otro de los tres protocolos principales de la capa de Internet. TCP UDP 1 5 Caché ARP A 6 2 B 3 Caché ARP 4 C IP ICMP IGMP ARP 1. Se verifica el caché ARP 2. Se envía petición ARP 3. Se añade entrada ARP 4. Se envía respuesta ARP 5. Se añade entrada ARP 6. Se envía paquete IP Importante Explique a los estudiantes que ARP sólo puede funcionar entre equipos del mismo segmento de red y que es necesario un router si el equipo de destino se encuentra en una ubicación remota. Sugerencia Compruebe si los estudiantes tienen una idea clara preguntándoles sobre los mensajes de difusión y si son enrutables. Ubicado en la capa de Internet de la familia TCP/IP, el protocolo de resolución de direcciones (Address Resolution Protocol, ARP) lleva a cabo la resolución de direcciones para los paquetes enviados. La resolución de direcciones es el proceso por el que las direcciones IP son asignadas a direcciones MAC. Los adaptadores de red utilizan la dirección MAC para determinar si un paquete es para ese equipo. Sin la dirección MAC, los adaptadores de red no saben si deben pasar los datos a una capa superior para su proceso. A medida que los paquetes que provienen de la capa IP se preparan para la transmisión en la red, deben añadirse las direcciones MAC de origen y de destino. Caché ARP ARP almacena una tabla que contiene las direcciones IP y sus correspondientes direcciones MAC. El área de memoria donde se almacena esa tabla se denomina caché ARP. El caché ARP de un equipo contiene las asignaciones sólo para equipos y enrutadores que residen en el mismo segmento. Resolución de direcciones física ARP compara la dirección IP de destino de cada paquete saliente con el caché ARP para determinar la dirección MAC a la que se enviará el paquete. Si hay una entrada coincidente, la dirección MAC se recupera desde el caché. Si no es así, ARP envía una solicitud hacia el equipo al que pertenece la dirección IP en cuestión para que responda con su dirección MAC. A continuación, el equipo con la dirección IP correspondiente añade a su caché la dirección MAC del equipo inicial y responde con su propia dirección MAC. Cuando se recibe una respuesta ARP, el caché ARP se actualiza con la nueva información y ya puede enviarse el paquete. Si el paquete tiene como destino a otro segmento, ARP resuelve la dirección MAC para el enrutador responsable de ese segmento, en lugar de resolver la dirección para el equipo de destino final. El enrutador es el responsable de averiguar la dirección MAC de destino o de enviar el paquete a otro enrutador.

18 Introducción al protocolo TCP/IP 15 Utilidades de TCP/IP Describir los tipos de utilidades TCP/IP. La familia de protocolos TCP/IP está formada por varias utilidades que permiten a los usuarios acceder a información de la red. Utilidades de diagnóstico Arp Hostname Ipconfig Nbtstat Netstat Ping Tracert Utilidades de conectividad Software basado en servidor Ftp Telnet Tftp Servicio de impresión TCP/IP Internet Information Services Sugerencia Ésta no es una lista de todas las utilidades. Únicamente muestra los diversos tipos de utilidades incluidas en la familia TCP/IP. Recuerde a los estudiantes que todas estas utilidades se encuentran en la capa de Aplicación. Haga una demostración de las utilidades Hostname, Arp y Ping. Comente que Arp es tanto una utilidad como un protocolo (ARP). Explique también que Ping utiliza otro protocolo, ICMP, para llevar a cabo su función. La familia Microsoft TCP/IP proporciona utilidades básicas de TCP/IP que permiten a los equipos que ejecutan Windows 2000 acceder a una amplia variedad de información en la red. Sus capacidades van desde determinar si un equipo específico de la red es tá accesible hasta descargar documentos multimedia de Internet. Windows 2000 incluye tres tipos de utilidades basadas en TCP/IP: utilidades de diagnóstico, utilidades de conectividad y software basado en servidor. Utilidades de diagnóstico Las utilidades de diagnóstico permiten a los usuarios detectar y resolver problemas de red. Algunas de las más comunes son: Arp: Esta utilidad muestra y modifica el caché del protocolo de resolución de direcciones (Address Resolution Protocol, ARP). Hostname: Esta utilidad muestra el nombre de host de su equipo. Ipconfig: Esta utilidad muestra y actualiza la configuración actual de TCP/IP, incluyendo la dirección IP. Nbtstat: Esta utilidad muestra la tabla de nombres NetBIOS local, que es una tabla de nombres de equipos asignados a direcciones IP. Netstat: Esta utilidad muestra la información de sesión del protocolo TCP/IP. Ping: Esta utilidad verifica las configuraciones y prueba la conectividad IP entre dos equipos. Ping envía una solicitud ICMP desde el equipo de origen y el equipo de destino responde con una respuesta ICMP. Tracert: Esta utilidad traza la ruta que sigue un paquete hasta su destino.

19 Introducción al protocolo TCP/IP 16 Utilidades de conectividad Las utilidades de conectividad permiten a los usuarios interactuar y utilizar los recursos de diversos hosts de Microsoft y hosts que no son de Microsoft, como sistemas UNIX. Aunque estas utilidades permiten a los usuarios enviar datos rápidamente, debemos ser prudentes ya que todos los datos, incluyendo la información de autenticación, se envían en modo de texto claro. Algunas de las utilidades de conectividad más comunes son: Ftp: Esta utilidad utiliza TCP para transferir archivos entre Windows 2000 y equipos que ejecutan el software de servidor del protocolo de transferencia de archivos FTP (File Transfer Protocol). Telnet: Esta utilidad accede remotamente a recursos de equipos que ejecutan el software de servidor Telnet. Tftp: Esta utilidad utiliza UDP para transferir archivos pequeños entre Windows 2000 y equipos que ejecutan el software de ser vidor del protocolo trivial de transferencia de archivos (Trivial File Transfer Protocol, TFTP). Software basado en servidor El software de servidor proporciona servicios de impresión y publicación a clientes basados en TCP/IP en Windows Servicio de impresión de TCP/IP: Esta utilidad proporciona servicios de impresión de TCP/IP estándares. Permite que equipos ejecutando sistemas operativos distintos de Windows 2000 puedan imprimir en una impresora conectada a un equipo basado en Windows Internet Information Services: Internet Information Services (IIS) ofrece software de servidor de Web, noticias, correo electrónico y transferencia de archivos para los servicios de publicación basados en TCP/IP. IIS se instala de forma predeterminada y debería eliminarse si el servidor no debe funcionar como servidor Web. Ejemplos de las utilidades más comunes Hostname, Arp y Ping son tres de las utilidades TCP/IP más comunes. Debido a su frecuente uso, se recomienda conocer el modo de acceso a las mismas. Hostname La sintaxis para utilizar esta utilidad es hostname. Para acceder a ella, escriba hostname en la línea de comandos. El sistema muestra el nombre de host de su equipo. Arp La sintaxis para acceder a la información de la caché ARP es arp -a. Escriba arp -a en la línea de comandos para ver la información de su caché ARP. Ping La sintaxis para probar la conectividad es ping. Para probar la conectividad utilizando una dirección IP o el nombre del equipo, escriba ping [dirección_ip o nombre_equipo]. Para probar la configuración de TCP/IP de su propio equipo, utilice el bucle local (local loopback ). El bucle local está asociado a la dirección IP Para probar la configuración del sistema utilizando el bucle local, escriba ping

20 Introducción al protocolo TCP/IP 17 Resolución de nombres Describir los factores relacionados con la resolución de nombres. Todos los nombres descriptivos deben ser asignados a sus direcciones IP para poder realizar la comunicación. Tipos de nombres Asignación IP estática Asignación IP dinámica Resolución de nombres en Windows 2000 TCP/IP identifica los equipos origen y destino por sus direcciones IP. Sin embargo, es más fácil para los usuarios recordar y utilizar palabras (nombres descriptivos) que números (direcciones IP). Existen varios tipos de nombres descriptivos por los que podemos dirigirnos a un equipo. El sistema operativo Windows 2000 tiene diferentes ubicaciones de almacenamiento en las que guarda un registro de nombres descriptivos asignados a sus correspondientes direcciones IP. Esta asignación de la dirección IP de un equipo puede almacenarse en un archivo estátic o o dinámico, dependiendo del tipo de nombre utilizado. Algunas aplicaciones, como Microsoft Internet Explorer y la utilidad Ftp, pueden utilizar la dirección IP o un nombre descriptivo para establecer una comunicación. Cuando se especifica un nombre descriptivo, un equipo basado en Windows 2000 utiliza un proceso de resolución de nombres para identificar la dirección IP adecuada antes de que pueda iniciarse la comunicación TCP/IP con el recurso deseado. Sin embargo, si se especifica la dirección IP, la comunicación puede realizarse inmediatamente.

21 Introducción al protocolo TCP/IP 18 Tipos de nombres Describir las características de los dos tipos de nombres descriptivos. Existen dos tipos de nombres descriptivos más habituales. Nombres de Host Nombres NetBIOS Asignados a la dirección IP del equipo 255 caracteres de longitud Pueden contener caracteres alfanuméricos, guiones y puntos Pueden tener diversas formas Alias Nombre de dominio Dirección de 16 bytes Usados para representar un equipo o grupo de equipos 15 de los caracteres pueden ser usados para el nombre El 16 o carácter se usa por los servicios que un equipo ofrece a la red Sugerencia Pregunte a los estudiantes qué significa NetBIOS. Utilice la definición de NetBIOS cuando explique un nombre NetBIOS. Explique a los estudiantes que algunas aplicaciones, incluyendo los recursos NetBIOS, se identifican a sí mismas utilizando un nombre NetBIOS en lugar de los nombres de host más comunes. Los nombres de host se utilizan en productos como navegadores y son estándares en Windows Existen dos tipos de nombres descriptivos: de host y NetBIOS. Nombres de host Un nombre de host es un nombre descriptivo asignado a la dirección IP de un equipo para identificarlo como un host TCP/IP. El nombre de host puede tener una longitud hasta 255 caracteres y puede contener caracteres alfanuméricos, guiones y puntos. Los nombres de host pueden tener diversas formas. Las dos más habituales son alias y nombre de dominio. Un alias es un nombre asociado a una dirección IP, como london. Un nombre de dominio está estructurado para utilizarlo en Internet y usa puntos como separadores. Un ejemplo de nombre de dominio es london.nwtraders.msft. Nombres NetBIOS Un nombre NetBIOS es un nombre de 16 caracteres que se utiliza para identificar un recurso NetBIOS en la red, y puede representar a un solo equipo o a un grupo de equipos, pero sólo pueden utilizarse los 15 primeros caracteres para el nombre. El carácter final se utiliza para identificar el recurso o servicio del equipo al que se hace referencia. Un ejemplo de recurso NetBIOS es el componente de compartición de archivos e impresoras para redes Microsoft en un equipo ejecutando Windows Cuando nuestro equipo se inicia, este componente registra un único nombre NetBIOS, basado en el nombre de nuestro equipo y en un carácter identificador que representa el componente. Importante En Windows 2000, el nombre NetBIOS utiliza como máximo los 15 primeros caracteres del nombre de host y no puede configurarse por separado. Aunque Windows 2000 no requiere nombres NetBIOS, las versiones anteriores de Windows sí requieren nombres NetBIOS para soportar las capacidades de red.

22 Introducción al protocolo TCP/IP 19 Asignación IP estática Describir los componentes del método de asignación IP estática. La asignación IP estática es un método para almacenar información sobre nombres descriptivos y sus correspondientes direcciones IP. Archivo Hosts Archivo Lmhosts Proporciona resolución de nombres para nombres de host a direcciones IP Múltiples nombres de host pueden ser asignados a la misma dirección IP Las entradas son sensibles a mayúsculas Proporciona resolución de nombres para nombres NetBIOS a direcciones IP Una parte del archivolmhosts está precargado en memoria Cuando los usuarios especifican un nombre descriptivo para comunicarse con un equipo destinatario, TCP/IP seguirá necesitando una dirección IP para que se produzca la transmisión; por ello el nombre del equipo se asigna a una dirección IP. Esta asignación se almacena en una tabla estática o en una dinámica. En una tabla estática, las asignaciones se almacenan en alguno de los archivos de texto siguientes: el archivo Hosts o el archivo Lmhosts. La ventaja de utilizar una tabla estática es que, como es un archivo de texto ubicado en cada equipo, es personalizable. Cada usuario puede crear el número de entradas que necesite, incluyendo alias fáciles de recordar para recursos a los que se acceda frecuentemente. Sin embargo, es difícil mantener y actualizar tablas estáticas si éstas contienen un gran número de asignaciones de direcciones IP o si las direcciones IP cambian a menudo. El archivo Hosts El archivo Hosts es un archivo de texto que contiene las asignaciones de direcciones IP a nombres de host. En el archivo Hosts: Pueden asignarse múltiples nombres de host a la misma dirección IP. Un servidor en la dirección IP puede ser referenciado por su nombre de dominio (london.nwtraders.msft) o por un alias (london). Esto permite a un usuario en este equipo hacer referencia a este servidor utilizando el alias london en lugar de escribir el nombre de dominio completo. Las entradas son sensibles a mayúsculas, dependiendo de la plataforma. Las entradas del archivo Hosts para equipos ejecutando Windows 2000 y Microsoft Windows NT versión 4.0 no son sensibles a mayúsculas. El archivo Lmhosts El archivo Lmhosts es un archivo de texto que contiene las asignaciones de direcciones IP a nombres NetBIOS. Una parte del archivo Lmhosts está precargado en memoria y se denomina caché de nombres NetBIOS.

23 Introducción al protocolo TCP/IP 20 Asignación IP dinámica Describir las características del enrutamiento dinámico. La actuación manual de las entradas de asignación no resulta eficaz. Servidor DNS DNS es un sistema para nombrar equipos y servicios de red El sistema de nombres DNS se organizade modo jerárquico Asigna nombre de dominio a dirección IP Los registros de asignación se almacenan en un servidor DNS Servidor WINS Proporciona una base de datos distribuida para registrar asignaciones dinámicas a nombres NetBIOS WINS asigna nombres NetBIOS a direcciones IP La ventaja de las tablas dinámicas que almacenan asignaciones IP es que se actualizan automáticamente. Para ello, las tablas dinámicas utilizan dos servicios: el sistema de nombres de dominio (Domain Name System, DNS) y el servicio de nombres Internet de Windows (Windows Internet Name Service, WINS). DNS y WINS realizan las mismas funciones que los archivos Hosts y Lmhosts, pero sin necesidad de una configuración manual. Sistema de nombres de dominio (DNS) DNS es un método para nombrar equipos y servicios de red. Las redes TCP/IP utilizan la convención de la nomenclatura DNS para localizar equipos y servicios mediante nombres de dominio descriptivos. Cuando un usuario introduce un nombre de dominio en una aplicación, el servicio DNS asigna el nombre a una dirección IP. Está organizado de modo jerárquico para permitir una escalabilidad a grandes sistemas, como Internet. Utilizando un sistema jerárquico para crear nombres de dominio, los equipos que almacenan los registros de asignación de nombres de dominio a direcciones IP tienen asignaciones únicamente para esta área. Estos equipos, denominados servidores DNS, únicamente procesan consultas para equipos ubicados en sus áreas respectivas. A medida que las asignaciones del área cambian, los servidores DNS basados en Windows 2000 se actualizan automáticamente con la nueva información. Servicio de nombres Internet de Windows (WINS) WINS proporciona una base de datos distribuida para registrar asignaciones dinámicas de nombres NetBIOS utilizados en una red. WINS asigna nombres NetBIOS a direcciones IP y permite que los nombres NetBIOS se utilicen a través de enrutadores. Nota Un servidor WINS no es necesario en una red Windows 2000 pura pero se recomienda para su uso en un entorno heterogéneo.

24 Introducción al protocolo TCP/IP 21 Resolución de nombres en Windows 2000 Explicar el proceso de resolución de nombres. Windows 2000 resuelve tanto nombres de host como nombres NetBIOS. 1 Introducir comando Nombre de host local 3 Archivo HOSTS Caché Nombre nombresnetbios de host local 4 Servidor DNS 3 Resolución Resolución de de nombres nombres NetBIOS de host Archivo 8 LMHOSTS Resolución de nombres de host Archivo Introducir comando 8 Servidor Introducir comando LMHOSTS 7 DNS 7 Difusión Servidor Archivo WINS HOSTS 4 Servidor DNS Difusión 4 6 Servidor WINS 5 Caché nombresnetbios Resolución de nombres NetBIOS 1 5 Introducircomando comando 2 Caché nombresnetbios 5 7 Difusión 6 6 Archivo HOSTS Servidor WINS Archivo LMHOSTS Cachénombres NetBIOS 5 3 Servidor WINS 4 Difusión 7 Servidor DNS 6 Archivo LMHOSTS Archivo HOSTS Importante Las aplicaciones Windows 2000 están diseñadas para utilizar nombres de host, pero tanto los nombres NetBIOS como los nombres de host pueden resolverse utilizando cualquier proceso si están configurados correctamente. La diferencia está en el orden de resolución y el tiempo empleado. La resolución de nombres es el procedimiento por el cual se resuelve un nombre, o se asigna, a una dirección IP. Cuando introducimos un nombre descriptivo en una aplicación, la aplicación determina si el nombre es un nombre de host o NetBIOS. Las aplicaciones actuales de Windows 2000 utilizan el proceso de resolución de nombres de host, pero algunas aplicaciones anteriores, como las diseñadas par Microsoft Windows NT, Windows 95 y Windows 98, siguen utilizando nombres NetBIOS. Si el proceso de resolución de nombres falla, la aplicación no puede comunicarse con el destino deseado. Si utilizamos una dirección IP, la resolución de nombres no es necesaria. Proceso de resolución de nombres de host Los nombres de host pueden resolverse directamente por el archivo Hosts o por un servidor DNS. El procedimiento predeterminado de resolución de nombres es el siguiente: 1. El equipo A introduce un comando, como FTP, utilizando el nombre de host del equipo B. 2. El equipo A comprueba si el nombre especificado concuerda con su nombre de host local. 3. Si no es así, el equipo A comprueba su archivo Hosts para buscar el nombre de host del equipo B. Si encuentra el nombre de host, lo resuelve a una dirección IP. 4. Si el equipo A no encuentra el nombre de host del equipo B en el archivo Hosts, envía una consulta al servidor DNS. Si se encuentra el nombre de host, se resuelve a una dirección IP. 5. Si el nombre de host no se encuentra en el servidor DNS, Windows 2000 busca el nombre en la caché de nombres NetBIOS. Windows 2000 trata el nombre NetBIOS como el nombre de host. 6. Si la caché de nombres NetBIOS no tiene el nombre de host (NetBIOS), se envía una consulta al servidor WINS.

25 Introducción al protocolo TCP/IP Si el servidor WINS no puede resolver el nombre, se envía un mensaje de difusión a la red. 8. Si ningún host responde a la difusión, se busca el nombre de host (NetBIOS) en el archivo Lmhosts. Proceso de resolución de nombres NetBIOS De forma predeterminada, los nombres NetBIOS no funcionan en una red TCP/IP. Windows 2000 permite que los clientes NetBIOS se comuniquen sobre TCP/IP proporcionando el protocolo NetBT. NetBT es una sigla para NetBIOS sobre TCP/IP. Este protocolo permite que las aplicaciones basadas en NetBIOS se comuniquen utilizando TCP/IP traduciendo el nombre NetBIOS a una dirección IP. Si WINS está configurado para que sea utilizado, el procedimiento para resolver nombres NetBIOS es como sigue: 1. El equipo A introduce un comando, como net use, utilizando el nombre NetBIOS del equipo B. 2. El equipo A comprueba si el nombre especificado está en la caché de nombres NetBIOS. 3. Si no es así, el equipo A consulta un servidor WINS. 4. Si el servidor WINS no puede localizar el nombre, el equipo A utiliza una difusión en la red. 5. Si una difusión no resuelve el nombre, el equipo A comprueba su archivo Lmhosts. 6. Si los métodos NetBIOS anteriores no resuelven el nombre, el equipo A comprueba el archivo Hosts. 7. Finalmente, el equipo A consulta un servidor DNS. Precaución El orden en que Windows 2000 utiliza estos mecanismos depende de cómo esté configurado el equipo basado en Windows 2000.

26 Introducción al protocolo TCP/IP 23 Proceso de transferencia de datos Explicar el papel de los paquetes en la transferencia de datos. La transferencia de datos es un complejo proceso que implica muchas actividades. Terminología asociada a los paquetes Componentes de la trama Flujo de datos TCP/IP transmite datos en la red dividiéndolos en porciones más pequeñas denominadas paquetes. A menudo, para nombrar estos paquetes se utilizan diferentes términos basados en el protocolo al que están asociados. La división de datos en paquetes es necesaria ya que una unidad grande de datos necesita mucho tiempo para viajar por la red y puede llegar a obstruirla. Mientras la unidad grande se transmite, ningún otro equipo puede transmitir datos. Además, si se produce un error, debe volver a retransmitirse toda la unidad de datos. En cambio, si se envían paquetes pequeños a la red, éstos se mueven con rapidez. Como los paquetes pequeños no obstruyen la red, otros equipos pueden también transmitir datos. Si algún paquete se corrompe, sólo deberá volver a transmitirse este paquete, y no todos los datos. Cuando se transmite un paquete en la capa de interfaz de red, se denomina trama. Una trama está formada por diferentes componentes que tienen funciones específicas en el flujo de datos en la capa de interfaz de red. El proceso de flujo de datos implica un número de pasos, incluyendo la organización de datos en paquetes pequeños en el equipo de origen y su reordenación en el modo original en el equipo de destino. Todas las capas de la pila de protocolos TCP/IP están implicadas en estas actividades en ambos equipos, de origen y de destino.

27 Introducción al protocolo TCP/IP 24 Terminología asociada a los paquetes Explicar la terminología frecuentemente asociada a los paquetes. En cada capa de la pila TCP/IP, se nombra el paquete con un nombre diferente. Segmento Mensaje Datagrama Trama Sugerencia Debería utilizar esta página para aclarar el hecho de que existe más de un término asociado a un paquete de datos. Recuerde a los estudiantes el significado de segmento aplicado a la red. A medida que un paquete de datos se transfiere de una capa a otra en la pila TCP/IP, cada protocolo añade su propia información de cabecera. El paquete, junto con la información añadida, recibe un nombre técnico distinto cuando se identifica con distintos protocolos. Estos nombres son segmento, mensaje, datagrama y trama. Segmento Un segmento es la unidad de transmisión en TCP. Contiene una cabecera TCP, acompañada de los datos de una aplicación. Mensaje Un mensaje es la unidad de transmisión de protocolos no fiables, como ICMP, UDP, IGMP y ARP. Está formado por una cabecera de protocolo, acompañada de datos de aplicación o protocolo. Datagrama Un datagrama es la unidad de transmisión en IP. Está formado por una cabecera IP, acompañada de datos de la capa de transporte, y se considera no fiable.

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