Redes de Altas Prestaciones

Transcripción

1 Redes de Altas Prestaciones Tema 6 Protocolo de Internet IPv4 Curso 2010 Protocolos - Funciones Encapsulamiento Fragmentación y Re-ensamblado Control de Conexión Control de Flujo Control de Errores Direccionamiento Multiplexado 1

2 Los datos son transferidos en bloques PDU s Categorías de control Direccionamiento Detección de errores de código Control de Protocolo Encapsular es agregar información de control a los datos Ejemplos: ATM, FRAME RELAY, ETHERNET Los protocolos intercambian datos entre 2 nodos Los de bajo nivel, crean bloques más pequeños de datos llamados fragmentos Razones: La red acepta cierto tipo de bloques y tamaños El transporte y control de errores es más eficiente Acceso a las redes compartidas sea equitativo Área de almacenamiento intermedio mas pequeños Desventajas Área de almacenamiento intermedio mas pequeños Muchas interrupciones y tiempo de proceso 2

3 Transferencias de datos sin conexión Cada PDU es tratado independientemente Transferencias de datos con conexión Determina asociación lógica, o conexión, establecida entre nodos Utilizada para largas transferencias de datos Tres etapas Establecimiento de la conexión Transferencia de datos Finalización de la conexión Etapas de una transferencia orientada a conexión: 3

4 Secuenciamiento Utilizado por muchos (no todos) los protocolos orientados a conexión Se define alguna manera de identificar la conexión Las PDU se enumeran secuencialmente Funciones soportadas Envío ordenado Control de flujo Control de errores Los PDU s puede arribar fuera de orden Se requiere mantener el orden secuencial Se realiza el ordenamiento Se utiliza la información del campo número de secuencia El mayor número de secuencia puede ser mayor que el número de PDU s 4

5 La recepción limita la cantidad o tasa de datos enviados El más simple es parar y esperar Otros utilizan el concepto de crédito Cantidad de datos enviados sin reconocimiento Las siguientes funciones se implementan Control de tráfico de red Espacios de buffer Desbordamiento de uso 5

6 Previene pérdida de datos o daños Función separada de la detección de errores y de re-transmisión El origen inserta detección de errores en el PDU El destino controla el ingreso de PDU s Si hay error, descarta el PDU Si el origen no recibe un ack en tiempo y forma, re-transmite Se implementan códigos de corrección de errores Permite al receptor detectar y corregir posibles errores Implementado por varias capas de protocolos Nivel de direccionamiento: Es un nivel donde se nombre la entidad o nodo Posee una dirección única para cada sistema final o intermedio Es generalmente una dirección de red para rutear el PDU Dirección IP ó Dirección de Internet Punto de acceso de servicios de red (NSAP) Los datos destino son ruteados hacia algún proceso interno Puerto TCP-IP Punto de acceso de servicio bajo OSI (SAP) 6

7 Ámbito de direccionamiento: Dirección global que identifica a un sistema único Inequívoco Se permiten sinónimos Algunos sistemas pueden tener asignado más de una dirección global Permite a Internet intercambiar datos entre dos sistemas Dirección única para cada interface en la red Dirección MAC para Hosts Ethernet y Hosts ATM Habilita a la red a rutear datos a través de la red Relevante para direcciones del nivel de red El puerto o SAP sobre el nivel de red es único Múltiples conexiones sobre un sistema Frame Relay implementa múltiples enlaces de conexión sobre un sistema único (PaP) Multiplexado hacia arriba Múltiples conexiones de alto nivel sobre una única conexión de bajo nivel Multiplexado hacia abajo Única conexión de alto nivel construído sobre múltiples conexiones de bajo nivel 7

8 Communications Network Facilidad que provee servicio de transferencia de datos entre dispositivos conectados a la red Internet Colección de redes interconectadas por routers Intranet Es la aplicación de servicios de Internet en una organización (WWW, , Ftp). Puede operar con o sin enlaces hacia Internet. End System (ES) Dispositivo conectado a la red internet que soporta servicios y aplicaciones para usuario final. Intermediate System (IS) Dispositivo conectado entre al menos dos redes, permitiendo la comunicación entre sus sistemas Bridge Un IS utilizado para conectar dos LAN s implementando protocolos de LAN. Actúa como filtro de direcciones, tomando paquetes que intentan conectar a la otra LAN y enviando estos paquetes a la otra LAN. Opera en capa 2 de OSI Router Un IS que conecta dos redes que pueden no ser similares en tecnología. Emplea protocolos de Internet utilizados en cada red. Opera en capa 3 8

9 Internet como Red Routing Los routers mantienen tablas de ruteo Informan sobre otros routers en la red Estáticas Dinámicas Ruteo Fuente Especifica las rutas que se seguirá o tomará Utilizadas por seguridad y prioridad Registro de rutas En los datagramas se inscriben una lista de routers, para usar como seguridad o prioritización 9

10 Routing Ciclo de vida de un datagrama Los datagramas podrían entrar en loop Consumiendo recursos Los protocolos de transporte podrían necesitar este valor para tramitar los datagramas en la red Se define el ciclo de vida de un datagrama Campo Time to Live en IP Cuando lifetime expira, el datagrama se descarta Se puede basar en contedo de saltos ó tiempo 10

11 Fragmentación IP Se re-ensambla en el destino únicamente Utiliza campos en el encabezamiento Data Unit Identifier (ID) Identifica el End System del datagrama originado Data lenght Longitud de datos en bytes Offset Posición del fragmento de datos en el datagrama original More flag Informa que éste no es el último fragmento Fragmentación IP 11

12 Fragmentación IP Re-ensamblado puede fallar si algunos fragmentos se pierden Se debe encontrar la falla Se produce tiempo muerto en re-ensamblado Al primer fragmento en arribar se asigna el tiempo Si el tiempo expira antes de que los fragmentos lleguen, se descartan parcialmente los datos Se utiliza packet lifetime (time to live en IP) Control de Errores No se garantizan los envíos Los routers deberían informar las causas si algunos paquetes son descartados La fuente debería modificar la estrategia de transmisión Se informa al protocolo de nivel superior Se requiere identificación de datagramas 12

13 Control de Flujo Permite a los routers o estaciones limitar la tasa de ingreso de datos Función limitada en sistemas sin conexión Se envían paquetes flow control solicitando reducir la entrega de datos IP versión 4 Definida por la RFC 791 Parte del suite TCP/IP Partes Especificación de la interface de nivel superior Ejemplo: TCP Especificación del formato actual y sus mecanismos Será reemplazado por IPv6? 13

14 Parámetros de IP Direcciones Fuente y Destino Protocolo Tipo de servicio Identificación Indicador de no fragmento Time to live Longitud de datos Opciones Dato del usuario Encabezamiento de IP 14

15 Formato de direcciones IPv4 Direccionamiento Clase A Comienza con binario 0 Rango de 1.x.x.x a 126.x.x.x (127) reservado para loopback Máscara default en notación decimal: Clase B Comienza con binario 10 Rango de 128.x.x.x a 191.x.x.x Máscara default en notación decimal : Clase C Comienza con binario 110 Rango 192.x.x.x a 223.x.x.x Máscara default en notación decimal :

16 Subredes y máscara de subred Permite arbitrar mecanismos simples para el direccionamiento en redes complejas Aislar el problema de crecimiento de internet y de la complejidad de ruteo Cada LAN tiene asignado un número de subnet de red y máscara de subred La porción de host de una dirección esta dividido en número de subnet y número de host Los routers de LAN rutean el esquema de subnetting Los bits de máscara indican cuáles bits son subnet y cuáles porción host Cálculo de máscara de subred Binary Representation Dotted Decimal IP address Subnet mask Bitwise AND of address and mask (resultant network/subnet number) Subnet number Host number

17 Versiones de protocolo IP IP v 1-3, definidos y descartados IP v 4, en uso IP v 5, protocolo stream IP v 6, en reemplazo de IP v 4 Llamado también Ipng (ip next generation) Mejoras en la versión IP v 6 Epacio de direccionamiento de 128 bits Mejorado mecanismo de opciones Asignación dinámica de direcciones Aumento de la flexibilidad en el direccionamiento anycast y multicast Soporte en la distribución de recursos Flujo de paquetes etiquetados Tipos de direcciones Unicast, dirección de interface simple Anycast, dirección de un conjunto de direcciones de interface. Multicast, todas o algunas direcciones de un conjunto de direcciones de interface 17

18 Formato del PDU en versión IP v6 Cabecera IPv6 18

19 Cabecera de extensión IPv6 19