CAPITULO 4 TCP/IP NETWORKING

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1 CAPITULO 4 TCP/IP NETWORKING

2 Algo sobre LINUX 2

3 AGENDA 4.1 Historia del protocolo TCP/IP 4.2 Direccionamiento IP 4.3 Nombre de resolución 4.4 Protocolos TCP/IP 3

4 Historia del TCP/IP 4

5 Orígenes y desarrollo del TCP/IP El U.S. Defense Department Advanced Research Projects Agency (DARPA) produjo los diseños y las redes experimentales involucradas en Internet pública. DARPA también distribuyó el Transmission Control Protocol /Internet Protocol (TCP/IP) incluyéndolo en sus distribuciones del sistema operativo UNIX. 5

6 Orígenes y desarrollo del TCP/IP 6

7 Orígenes y desarrollo del TCP/IP A la radio le tomó 38 años para posicionarse como un servicio universal. La televisión es actualmente utilizada como una fuente de noticias y entretenimiento. Le tomó 50 años para posicionarse como un servicio universal A Internet le tomó 10 años para posicionarse como servicio universal y ha iniciado a absorber elementos como los sistemas de televisión y teléfono. Ninguna otra tecnología ha podido superarla. 7

8 El modelo de red TCP/IP Se puede realizar referencia entre el modelo de red OSI y el TCP/IP. El modelo de red TCP/IP contiene cuatro capas, parecido al modelo OSI el cual contiene siete capas. 8

9 El modelo de red TCP/IP La CAPA DE APLICACIÓN del modelo TCP/IP define muchas de las aplicaciones que son utilizadas en las redes. En la capa de aplicación se determina el protocolo y la sintaxis de los datos. Algunos ejemplos son: Transfer Protocol (FTP), Trivial File Transfer Protocol (TFTP), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), Internet Message Access Protocol (IMAP), Post Office Protocol versión 3 (POP3), Simple Network Management Protocol (SNMP), y Telnet. 9

10 El modelo de red TCP/IP La CAPA DE TRANSPORTE del TCP/IP define solamente Transmission Control Protocol (TCP) y el User Datagram Protocol (UDP). Provee fiabilidad y control fluido. La fiabilidad a través de la secuencia de reconocimiento que garantiza el envío de cada paquete. El control de flujo se manifiesta por medio de la implementación de ventanas. 10

11 El modelo de red TCP/IP TCP y UDP utilizan los números de los puertos para pasar datos a una capa superior. El número de los puertos ayuda a definir y tomar control de todos los diferentes tipos de conversaciones que se están realizando a través de la red. 11

12 El modelo de red TCP/IP La capa de Internet del modelo TCP/IP define el direccionamiento y la ruta de selección. Esta es la misma función que capa de red en el modelo OSI. Los Routers utilizan la capa de protocolos de Internet para identificar la ruta apropiada para los paquetes de datos para que viajen de red a red. Los protocolos definidos en esta capa son: Internet Control Message Protocol (ICMP), Address Resolution Protocol (ARP) y Reverse Address Resolution Protocol (RARP). 12

13 El modelo de red TCP/IP IP provee a los routers a mover datos a un destino determinado utilizando su dirección. ICMP provee control y funciones de mensajería, los cuales se utilizan cuando se presenta un problema en la red. ICMP se utiliza para enviar un mensaje de respuesta al host, informándole que el host destino fue ilocalizable, y son también las bases para los comandos de ping y traceroute. ARP se utiliza para encontrar la dirección MAC del host, switch, o router, cuando se da una dirección IP. RARP se utiliza cuando se conoce la dirección MAC de un host, pero se desconoce la dirección IP. 13

14 El modelo de red TCP/IP La CAPA DE ACCESO A LA RED contiene el Data Link y la capa física del modelo OSI. Esta capa define las funciones específicas del TCP/IP relacionadas a la preparación de datos para su transmisión sobre el medio físico, incluyendo direccionamiento. También se especifica que tipos de medios pueden ser utilizados en la transmisión de los datos. 14

15 TCP/IP el sistema operativo de red En la actualidad la mayoría de los fabricantes de NOS han adoptado el protocolo TCP/IP para transportar datos entre los clientes y los servidores. Sin embargo los protocolos propietarios antiguos permanecen en uso, TCP/IP es el estándar que se implementa en todas las versiones de los NOS. 15

16 Direccionamiento IP 16

17 Direccionamiento IPv4 Para cualquiera dos sistemas que quieran comunicarse deben poderse identificar y localizar cada uno. La dirección IP se utiliza para que cada sistema se pueda localizar. Cada computador en una red TCP/IP debe tener un único identificador o dirección. 17

18 Direccionamiento IPv4 Utilizando el identificador de red, IP puede enviar un paquete a la red destino. Una vez que llegan los datos al router conectado a la red destino, IP debe localizar el punto particular al que el computador destino está conectado en esa red. 18

19 Direccionamiento IPv4 Cada dirección IP tiene dos partes: Una parte identifica la red a la que el sistema está conectado. La segunda parte identifica el sistema particular en la red. Este tipo de dirección se llama dirección jerárquica, porque contiene diferentes niveles y porque la dirección puede ser seccionada en dos partes. Cada parte utilizada como identificador. 19

20 Direccionamiento IPv4 Dentro del computador la dirección IP se almacena como una secuencia de 32 bits de unos y ceros. Para hacer fácil el uso de la de dirección IP, se escribe como cuatro números decimales, separados por puntos. Cada parte de la dirección se le llama octeto porque se forma por ocho caracteres binarios. 20

21 Direccionamiento IPv4 La dirección IP se divide en clases para definir la red: Clase A, para una gran red. Clase B para una mediana. Clase C para una red pequeña. Conocer la clase de la dirección IP es el primer paso para determinar, cual parte de la dirección identifica la red y cual el host. 21

22 Dirección Clase A En una dirección Clase A, los primeros 8 bits (octeto) es la porción de la red, y los tres últimos octetos son la porción del host. El formato es, RED.HOST.HOST.HOST.o N.H.H.H. Solamente del son direcciones válidas para redes Clase A ya que la dirección está reservada. La dirección IP se conoce como dirección para "local loopback, y se utiliza para probar la NIC del sistema local. 22

23 Dirección Clase B La dirección IP Clase B, divide la porción de la red y del host entre el segundo y tercer octeto. El formato es N.N.H.H. El primer octeto es una dirección mayor de 127 pero menor que

24 Dirección Clase C La dirección IP Clase C divide la porción de la red de la del host entre el tercer y cuarto octeto. El formato es N.N.N.H. Si el primer octeto de la dirección IP es mayor que 191 pero menor de 224, la dirección es una Clase C. 24

25 Direcciones Clase D y E Las direcciones Clase D y Clase E se utilizan para propósitos especiales. La dirección Clase D es reservada para la técnica llamada multicast, y la Clase E para propósitos experimentales. Las organizaciones comerciales utilizan las clases A, B o C para identificar sus redes y hosts. 25

26 Crisis de la dirección IPv4 Internet evidenció la crisis del direccionamiento ya que aparentemente las direcciones IP llegarían a limitar o incluso detener el crecimiento de las redes, ya que permiten una cantidad limitada de direcciones. En respuesta, los ingenieros de Internet desarrollaron una serie de técnicas para hacer más eficiente el uso de los espacios para direcciones en Internet. Llamando a estas técnicas subnetting. Subnetting es el proceso para expandir la dirección IP en la parte asignada a la red, permitiéndole al administrador de red dividir la red. 26

27 Crisis de la dirección IPv4 Subnetting toma la dirección IP, la cual es dividida en parte para la red y parte para el host, y agrega una tercera parte el número de la subnet. El resultado es una dirección que tiene la forma: numero de la red, numero de la subnet y número del host. 27

28 Crisis de la dirección IPv4 Es importante conocer la diferencia entre direccionamiento IP privado y público. Existen direcciones privadas porque son conocidas únicamente por el administrador de la compañía. 28

29 Crisis de la dirección IPv4 NAT permite a la compañías mantener sus direcciones privadas seguras y no conocidas por el público. NAT se habilita en el router o en un dispositivo de puerta de salida, el cual traduce el transito de entrada y salida dentro de la organización o de las direcciones públicas. Las direcciones IP internas son diferentes y se mantienen privadas respecto a las direcciones públicas que son colocadas en Internet por otros. Las direcciones IP públicas son las que le permiten a los usuarios dentro de la compañía accesar redes fuera de la LAN. 29

30 IPv6 Internet Protocol versión 6 (IPv6) es la próxima generación de protocolos diseñados para reemplazar el protocolo de Internet actual, IPv4. IPv6 corrigen un gran número de problemas de IPv4, tales como el limitado número de direcciones IPv4 disponibles. También agrega mejoras respecto a IPv4 en cuanto al enrutamiento y en tareas referentes a la configuración de la red. Se espera que IPv6 reemplace gradualmente al IPv4, con la coexistencia conjunta por un determinado periodo de tiempo mientras dure la transición. 30

31 Subnetting Las Subnets son similares al sistema de numeración de los números de teléfono. Se divide en códigos de área, los cuales se dividen en centrales, y luego en conexiones individuales. La dirección de la Subnet especifica un número de red, un número de subnet, dentro de la red, y un número de host dentro de la subnet. 31

32 Subnetting Es importante saber cuantas subnet/networks se necesitan y cuantos host pueden conectarse a la red. Con subnetting, las redes no se limitan a las máscaras para Clases A, B o C, y cuentan con más flexibilidad en el diseño de la red. 32

33 Name Resolution 33

34 Name Resolution Por su forma numérica de la dirección es difícil recordar y manejar los diferentes host y redes de la LAN. Esto es cierto cuando se necesita cambiar direcciones para adaptarlas a las condiciones de cambio de la red. Los nombres son fáciles para trabajar con ellos. La técnica que permite a los nombres representar direcciones de redes se les llama resolución de nombres. 34

35 Hostnames y Tablas para Host En la red, cada computador se le da un solo nombre para identificarlos. Este nombre se utiliza para comunicarse con un computador en particular. Para llegar a otro computador, la red debe utilizar la dirección IP de ese computador. Las tablas de Host son una lista que puede ser configurada en cada computador, asociando el número de cada computador de la red con una dirección IP dentro de la Tabla de Host. En la tabla se incluye la dirección IP y el nombre mapeado para esa dirección. 35

36 Sistema Domain Name System Servidores especializados de la red ayudan a realizar el trabajo de traducción de nombres a direcciones. El DNS trabaja como un asistente de directorio en un sistema de teléfonos. Utilizando el sistema telefónico, se debe conocer el nombre de una persona y su dirección pero no su número de teléfono. Una llamada a la asistencia telefónica permite al número de teléfono coincidir con el nombre y la dirección. 36

37 Name Services y el sistema operativo para redes En un NOS, los programas de usuarios pueden accesar los diferentes dispositivos de la red y sus servicios por el nombre. Todos los NOSs utilizan DNS para traducir los nombres a las direcciones IP. 37

38 WINS Para resolver o mapear los nombres del NETBIOS utilizados por las aplicaciones en direcciones IP, Microsoft agregó Windows Internet Naming Service (WINS) como una extensión del DNS. NETBIOS (Network Basic Input Output System) agrega funciones especiales a las LANs funciones especiales en el manejo de nombres. WINS automatiza el proceso de traducción de nombres NETBIOS en direcciones IP tal que los paquetes puedan ser enviados a los dispositivos o servicios. 38

39 Protocolos TCP/IP 39

40 Protocolos TCP/IP Un protocolo es un conjunto de mensajes que se intercambian entre los sistemas bajo cierta secuencia con el fin de realizar una tarea predeterminada en la red. TCP/IP es un conjunto de protocolos diferentes, cada uno realiza una tarea específica. 40

41 Protocolo de resolución de direcciones (ARP) El primer sistema sabe que el segundo se encuentra en algún lugar en la red, pero desconoce su localización exacta. La fuente debe solicitar una solicitud de broadcast a ARP para que localice su dirección MAC. La señal enviada es un mensaje tipo broadcast y todos los dispositivos de la red la escuchan. Solo el dispositivo destino responde al llamado de ARP. 41

42 Internet Control Message Protocol (ICMP) ICMP provee de un conjunto de errores y mensajes de control para ayudar en la solución de problemas en la red. ICMP se utiliza para enviar un mensaje de destination unreachable cuando se presenta un error en algún lugar en la red que impide el envío de paquetes al dispositivo destino. 42

43 Internet Control Message Protocol (ICMP) Se incluye un tipo del mensaje, llamado Echo Request, el cual puede ser enviado de un hot a otro para comprobar si es alcanzable en la red o no. Si es alcanzable, el host destino responde con un mensaje de echo ICMP. El programa Ping utiliza el ICMP para enviar un mensaje de solicitud de eco Echo Request y para recibir un mensaje de Echo Reply. ICMP echo-request se genera por el comando Ping. 43

44 Transmission Control Protocol (TCP) El Transmission Control Protocol (TCP) tiene la función de garantizar el arribo de los mensajes a su destino, o si no puede ser enviado, informándole a la aplicación de la falla. Una vez que la conexión TCP se realiza entre dos aplicaciones, todos los mensajes fluyen desde el origen al destino sobre la conexión lógica. 44

45 User Datagram Protocol (UDP) User Datagram Protocol (UDP) provee un servicio no confiable a las aplicaciones que pueden tolerar una pérdida de algunos mensajes pero permanecen funcionando. Paquetes con información de video o audio se colocan dentro de esta categoría. UDP es: Rápida No confiable Asume que las aplicaciones retrasmiten el error. Generalmente utilizado en estaciones de trabajo sin discos. 45

46 Servicios DHCP Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) permite a los computadores en una red IP extraer su configuración de un servidor DHCP. Cuando un computador en la red necesita de una dirección IP, se la solicita a un servidor DHCP. El servidor DHCP provee al hot con toda la información de configuración que necesita. 46

47 Hypertext Transport Protocol (HTTP) El Hypertext Transport Protocol (HTTP) transfiere las páginas de World Wide Web entre el programa del cliente web browser como Netscape, Internet Explorer, y los servidores de web donde se encuentran las páginas almacenadas. HTTP define el formato exacto de las solicitudes que envía el browser así como formato que envía el servidor en respuesta. 47

48 File Transfer Protocol (FTP) FTP es un protocolo de propósito general que puede ser utilizado para copiar todos los tipos de archivos de un computador a otro. FTP hace uso de la seguridad del transporte de TCP para establecer la conexión lógica entre los sistemas. FTP es uno de los protocolos más utilizados en Internet 48

49 Telnet Telnet permite la comunicación interactiva con sistemas remotos como si estuvieran conectados directamente a su Terminal, aunque estén separados por un gran número de redes. Los usuarios pueden ingresar comandos al sistema como si estuvieran conectados directamente en él. 49

50 SMTP Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) es un protocolo para enviar mensajes de correo entre servidores. El mensaje puede accesarse utilizando una aplicación como: Post Office Protocol (POP) o Internet Message Access Protocol (IMAP). 50

51 POP3 Post Office Protocol versión 3 (POP3) es el servicio de correo más común que se utiliza por ISPs que provee del servicio de Internet y correo electrónico a los clientes de casa. POP3 permite a una estación de trabajo extraer el correo que se encuentra en el servidor. 51

52 IMAP Internet Message Access Protocol (IMAP) es un protocolo para correo nuevo que es más robusto que POP3. Es un método para accesar el correo electrónico o los bulletin board messages que se encuentran en el servidor de correo. Es compatible completamente con Multipurpose Internet Mail Extension (MIME), Internet messaging standards, y permite el acceso a los mensajes y manejarlos desde más de un computador. 52

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