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Patricia Guzmán Ruiz
hace 6 años
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1 Conceptos avanzados Daniel Morató Area de Ingeniería Telemática Departamento de Automática y Computación Universidad Pública de Navarra daniel.morato@unavarra.es Laboratorio de Programación de Redes Contenido UDP y TCP NAT Proxy El Laboratorio de Telemática 12 Nov Conceptos avanzados 1/23 1

2 Cómo se transporta IP El paquete IP atraviesa diferentes redes hasta llegar al destino El paquete IP Trama Ethernet transporta el paquete IP El (mismo) paquete IP Trama PPP (serie) transporta el paquete IP (etc...) 12 Nov Conceptos avanzados 2/23 Otros dos protocolos muy importantes de la familia TCP/IP son TCP = Transmission Control Protocol Añaden funcionalidades a IP Emplean IP : TCP y UDP y UDP = User Datagram Protocol Campo protocolo=6 Cabecera TCP Paquete IP Datos IP Segmento TCP Datos que envía la aplicación Campo protocolo=17 Cabecera UDP Paquete IP Datos IP Datagrama UDP Datos que envía la aplicación Sencilla comunicación entre aplicaciones sobre TCP o UDP empleando APIs (Application Programming Interfaces) 12 Nov Conceptos avanzados 3/23 2

3 Encapsulación Información que desea enviar la aplicación TCP o UDP Paquete IP Bits que circulan por el cable 12 Nov Conceptos avanzados 4/23 Características de UDP Los datos enviados a otra aplicación en otra máquina pueden perderse Si se envían varios bloques de información pueden llegar desordenados No hay conexión. Para cada bloque de información que se desea enviar hay que especificar el destino No intenta controlar la congestión en la red 12 Nov Conceptos avanzados 5/23 3

4 Cabecera UDP Cabecera UDP: Datagrama UDP Puerto origen Puerto destino Longitud Checksum La aplicación selecciona un puerto origen Datos de la aplicación Datagrama UDP Paquete IP Protocolo=17 (UDP) IPs origen y destino Trama Ethernet Coloca el valor de puerto destino que identifica a la aplicación destino Aplicación La aplicación indica al sistema operativo que le entregue los datagramas UDP dirigidos a cierto puerto Ethertype 0x0800 (IP) Se gún el puerto destino entrega los datos a la aplicación Aplicación 12 Nov Conceptos avanzados 6/23 Características de TCP Los datos que envíe una aplicación a otra en otra máquina seguro que llegarán (recupera pérdidas) Si la aplicación envía varios bloques de información éstos llegarán en el mismo orden en que se enviaron (mantiene el orden de secuencia) Antes de poder enviar datos hay que establecer una conexión. Especificar entre qué par de aplicaciones en qué máquinas será la comunicación (orientado a conexión) Ambos extremos de la conexión pueden enviar información al otro extremo simultáneamente (full-duplex) Intenta no congestionar la red 12 Nov Conceptos avanzados 7/23 4

5 Cabecera TCP Segmento TCP Control bits: U R G A C K P S H R S T S Y N F I N Puerto origen Puerto destino 4bit Header Length Reservado Checksum Número de secuencia Número de confirmación Control bits Opciones Tamaño de ventana Urgent pointer 12 Nov Conceptos avanzados 8/23 Cabecera TCP Segmento TCP Control bits: U R G A C K P S H R S T S Y N F I N Puerto origen Puerto destino 4bit Header Length Reservado Checksum Número de secuencia Número de confirmación Control bits Opciones Tamaño de ventana Urgent pointer La aplicación selecciona un puerto origen Datos de la aplicación Segmento TCP Paquete IP Protocolo=6 (TCP) IPs origen y destino Trama Ethernet Coloca el valor de puerto destino que identifica a la aplicación destino Aplicación La aplicación indica al sistema operativo que le entregue los segmentos TCP dirigidos a cierto puerto Ethertype 0x0800 (IP) Se gún el puerto destino entrega los datos a la aplicación Aplicación 12 Nov Conceptos avanzados 9/23 5

6 Establecimiento de la conexión SYN SENT SYN, Seq=ISN SYN, ACK, Seq=ISN, ACK n =ISN+1 LISTEN SYN RCVD Open pasivo Close LISTEN Open activo, snd SYN Close ACK, ACK n =ISN +1 SYN RCVD rcv SYN / snd SYN,ACK rcv SYN / snd SYN rcv SYN, ACK / SYN SENT rcv FIN / FIN WAIT-1 FIN WAIT-2 rcv FIN / rcv FIN, ACK / rcv FIN / CLOSING TIMEWAIT Timeout 2xMSL CLOSE WAIT LASTACK 12 Nov Conceptos avanzados 10/23 Envío de datos SYN SENT SYN, Seq=ISN SYN, ACK, Seq=ISN, ACK n =ISN+1 LISTEN SYN RCVD Open pasivo Close LISTEN Open activo, snd SYN Close ACK, ACK n =ISN +1 Datos(1460), Seq=ISN+1, ACK, ACK n =ISN +1 SYN RCVD rcv SYN / snd SYN,ACK rcv SYN / snd SYN rcv SYN, ACK / SYN SENT ACK, ACK n =ISN FIN WAIT-1 rcv FIN / CLOSING rcv FIN / CLOSE WAIT rcv FIN, ACK / LASTACK FIN WAIT-2 rcv FIN / TIMEWAIT Timeout 2xMSL 12 Nov Conceptos avanzados 11/23 6

7 Cierre de la conexión SYN SENT SYN, Seq=ISN SYN, ACK, Seq=ISN, ACK n =ISN+1 LISTEN SYN RCVD Open pasivo Close LISTEN Open activo, snd SYN Close ACK, ACK n =ISN +1 Datos(1460), Seq=ISN+1, ACK, ACK n =ISN +1 SYN RCVD rcv SYN / snd SYN,ACK rcv SYN / snd SYN rcv SYN, ACK / SYN SENT ACK, ACK n =ISN FIN, Seq=Anterior+1 FIN WAIT-1 FIN WAIT-1 rcv FIN / CLOSING rcv FIN / CLOSE WAIT CLOSE WAIT LAST ACK ACK, ACK n =Anterior+2 FIN, Seq=Anterior +1 ACK, ACK n =Anterior +2 FIN WAIT-2 TIMEWAIT FIN WAIT-2 rcv FIN, ACK / rcv FIN / TIMEWAIT Timeout 2xMSL LASTACK 12 Nov Conceptos avanzados 12/23 NAT NAT=Network Address Translation Otra propuesta de solución al problema del agotamiento del espacio de direcciones Permite que una red que emplee direccionamiento privado se conecte a El router que conecta la red a : Cambia la dirección IP privada por una dirección pública al reenviar un paquete hacia el exterior Cambia la dirección IP pública por la correspondiente privada al reenviar un paquete hacia el interior El cambio puede ser: Estático: una IP interna siempre se cambia por la misma IP pública Dinámico: existe un pool de IPs públicas y se establece una relación entre las IPs internas y las de ese pool No se necesita reconfigurar los hosts de la red Si no todos los hosts de la red desean cursar tráfico con simultáneamente no hacen falta tantas direcciones como hosts. 12 Nov Conceptos avanzados 13/23 7

8 / /24 NAT (Ejemplo) La red interna tiene direccionamiento privado El interfaz del router tiene una dirección pública Además tiene un pool de direcciones publicas disponibles Cuando un host quiere enviar un paquete IP a un destino en el router NAT cambia la dirección IP origen antes de reenviarlo El router NAT apunta la dirección por la que la ha cambiado Envía el paquete IP origen: IP destino: Cambia IP origen a: Address pool /21 < /24 12 Nov Conceptos avanzados 14/23 NAT (Ejemplo) Cuando venga un paquete de esa IP destino vendrá dirigido a la IP que colocó el router NAT El router NAT ve en su tabla la dirección IP interna a la que corresponde y la cambia Envía el paquete IP origen: IP destino: / /24 Cambia IP destino a: Address pool /21 < IP destino: /24 12 Nov Conceptos avanzados 15/23 8

9 NAT (Ejemplo 2: Sobrecarga) Supongamos que por ejemplo solo hay 1 dirección pública Un host quiere enviar un paquete a otro externo TCP IP origen: , puerto: 1212 IP destino: , puerto: 25 Cambia IP origen a: Address pool = Prot Interna Pública Externa TCP : : : / / / /24 12 Nov Conceptos avanzados 16/23 NAT (Ejemplo 2: Sobrecarga) Supongamos que por ejemplo solo hay 1 dirección pública Un host quiere enviar un paquete a otro externo Otro host quiere también enviar tráfico al exterior Cambia IP origen a: Address pool = Prot Interna Pública Externa TCP : : :25 TCP : : : / / /21 TCP IP origen: , puerto: 8976 IP destino: , puerto: /24 12 Nov Conceptos avanzados 17/23 9

10 NAT (Ejemplo 2: Sobrecarga) Supongamos que por ejemplo solo hay 1 dirección pública Un host quiere enviar un paquete a otro externo Otro host quiere también enviar tráfico al exterior Un host envía un paquete IP con el mismo puerto origen, IP destino y puerto destino que una entrada en la cache La IP del pool podría ser simplemente la del interfaz externo del router Cambia el puerto Cambia IP:puerto origen a: :8977 Address pool = Prot Interna Pública Externa TCP : : :25 TCP : : :80 TCP : : : / / / /24 TCP IP origen: , puerto: 8976 IP destino: , puerto: Nov Conceptos avanzados 18/23 Proxy Normalmente es una máquina con un software de Proxy Puede hacer de proxy para numerosos servicios aunque el más común es la Web El cliente, en vez de solicitar el documento al servidor lo solicita al Proxy El proxy lo solicita al servidor Proxy Conexión TCP (petición) (documento) Conexión TCP (petición) Servidor Web (documento) 12 Nov Conceptos avanzados 19/23 10

11 Proxy-cache El proxy puede guardar en cache los documentos que ha obtenido por solicitudes anteriores Cuando le llega una nueva petición busca el documento en la cache Si no lo encuentra lo pediría al servidor pero si lo encuentra lo entrega directamente de la cache Proxy Conexión TCP (petición) (documento) Servidor Web 12 Nov Conceptos avanzados 20/23 Laboratorio de Telemática Red de la UPNA y conexión a Proxy entre la red de la UPNA y la del laboratorio - No reenvía paquetes IP entre las dos redes - Las conecta a nivel de aplicación - Servidor de DNS del exterior Servidor de NFS (disco), DNS y NIS (cuentas) Direccionamiento Proxy Red de alumnos /24 UPNA Servidor de NFS, DNS y NIS (lucas) Red para LPR /24 12 Nov Conceptos avanzados 21/23 11

12 Próximo día Conclusiones 12 Nov Conceptos avanzados 22/23 12

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