La Internet. La internet vista por el usuario

Transcripción

1 La Internet Colección de subredes (Sistemas autónomos) interconectadas No tiene una estructura real (formal), pero si existe una estructura quasi-jerárquica Basada en el Protocolo de Internet (Internet Protocol IP) Su meta es proveer la mejor manera psoible para transportar datagramas IP desde la fuente hasta el destino sin importar la ubcación de los computadores dentro de la colección de redes Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores La internet vista por el usuario flipflop.el.bqto.unexpo.edu.ve lts.mit.edu Mi computadora Internet altavista.digital.com sis.bris.ac.uk ftp.leo.org Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

2 Internet topología lógica (1) Internet pasarela Tu Tu subred Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Internet topología lógica (2) Internet Enrutador Pasarela interior Pasarela/enrutador Tu Pasarela exterior Pasarela/enrutador Pasarela/enrutador Tu subred subred subred subred Red departamental Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

3 Internet Topología física Internet Servidor de un proveedor de Internet (ISP) Enrutador Conmutador ATM Pasarela/enrutador Ethernet Conexión vía telefónica Red ATM Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Direccionamiento en Internet (1) Las direcciones IP especifican conexiones de red, no máquinas En la dirección se codifica el número de red y el número del anfitrión Cada interfaz de máquina (enrutador o anfitrión) conectada a Internet debe tener su dirección IP) En la versión 4 de IP (IPv4) tienen 32 bits de longitud Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

4 Direccionamiento en Internet (2) Formatos y clases de direcciones IP Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Direccionamiento en Internet (3) Direcciones IP especiales Ejemplo de Notación decimal con puntos (La dirección se divide en 4 bytes y se convierten a su equivalente decimal): Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

5 Funciones de enrutamiento Reenvío de tramas de la fuente al destino a travées de las pasarelas Mantener información precisa sobre: Existencia de rutas Rutas óptimas Creación y reparación de información de enrutamiento Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Enrutamiento de un paquete Directo de interfaz a interfaz Se compara el número de red Indirecto a travées de las pasarelas Parcial dentro del núcleo de la red Estático se maneja por tablas Dinámico las pasarelas aprenden la estructura usando un protocolo de enrutamiento Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

6 Enrutamiento estático (1) Se maneja a través de tablas Rutas por omisión para minimizar el tamaño de las tablas Rutas hacia un anfitrión específico Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Enrutamiento estático (2) Algoritmo: Extraer la dirección IP I d ; Calcular la dirección de red I n I n = conexión directa? Encapsular y reenviar (ARP si es necesario) I d = anfitrión específico? Enrutar de acuerdo a la tabla I n en tabla de enrutamiento? Encapsular y reenviar a la pasarela Se especifica ruta por defecto? Enviar a la pasarela De lo contrario, ERROR! Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

7 Que puede fallar? No alcanzable (unreachable), expira el tiempo máximo, congestión,... Las pasarelas pueden reportar errores (ICMP Internet Control Message Protocol): Destination unreachable (no se pudo entregar el paquete) Echo Request (ping, traceroute) Source quench (la fuente deja de enviar) Redirect (cambio temporal de pasarela) Time Exceeded (TTL=0) Parameter Problem (Errores de formato) Sincronización, estimaciones de tiempo de tránsito Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Protocolo de Resolución de direcciones (Address Resolution Protocol ARP) Se encarga de facilitar un mecanismo de conversión entre direcciones IP y direcciones MAC ARP usa difusión para encontrar la dirección MAC asociada a una dirección IP Se pregunta a las pasarelas internas o a otros anfitriones Respuesta recibida: dirección de red específica o Use la pasarela (No se encuentra, conmutada) Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

8 Protocolo de Resolución de direcciones (Address Resolution Protocol ARP) Los anfitriones y enrutadores mantiene una tabla con las direcciones solicitadas Esta tabla es actualizada regularmente y mantenida en un cache. A veces es necesario lo inverso: encontrar la dirección IP asociada a una dirección MAC Se utiliza el ARP en Reverso (Reverse ARP RARP) Se pregunta a un servidor RARP La respuesta es el dirección IP Se utiliza DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) para asignación dinámica de direcciones En que capa opera ARP? Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Subredes (1) Procedimiento para facilitar que una sola dirección de red abarque varias redes Técnica estandarizada que divide la dirección IP en Parte de Internet (identifica al sitio) Parte local (identifica redes físicas) Esto facilita la administración y el enrutamiento Se crea una jerarquía de red (como en telefonía) La división es interna a la red (el exterior no se entera de esto) Las subredes son generadas por el propietario de la red Con frecuencia se usan para reflejar límites físicos o administrativos Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

9 Subredes (2) La jerarquía varia de sitio a sitio Es flexible por ejemplo en redes clase B: 8 bits para la red, 8 para anfitriones 3 bits para red, 13 para anfitriones Una vez que se selecciona una configuración, todos los sistemas dentro de la red deben ajustarse a ella Se usa un procedimiento en enmascaramiento para identificar la subred Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Enmascaramiento Máscara de 32 bits, 1= parte de red, 0 = parte de anfitrión Los 1s y 0s no necesariamente tienen que ser contiguos La elección de la máscara está restringida a las decisiones de los administradores de pasarelas En la práctica, todos los sistemas usan la misma máscara Los anfitriones también deben hacer enmascaramiento si se conectan a multiples pasarelas en el mismo espacio de direcciones de red Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

10 Enmascaramiento - Ejemplo Dirección de red Clase B Máscara de red = Se divide esta rango de direcciones de red en 254 subredes Máscara de subredes = Rango: de a Parte de red Parte de host Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores El formato del datagrama IP Nota: Solo para información Options (0 or more words) Padding Data Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

11 Campos del encabezado (1) Version = Versión del protocolo IP (4bits) = 4 IHL = número de palabras de 32 bits en el encabezado Type of service = tipo de servicio requerido (8 bits) Total length = longitud total en bytes del datagrama, incluyendo el encabezado (16 bits) Control de fragmentación: Ident = identificador del datagrama (16 bits) Flags = DF (don t fragment), MF (more fragments) Fragment offset = desplazamiento del fragmento en el datagrama original Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Campos del encabezado (2) Time to live (TTL) = (8 bits) Tiempo máximo que se le permite sobrevivir a un datagrama Se decrementa en cada pasarela (cada salto) Se descarta el datagrama si TTL=0 Previene lazos infinitos Protocol = Identificador del protocolo cliente en la capa superior (8 bits) Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

12 Fragmentación (1) Ocurre cuando la máxima unidad de transferencia (Maximum Transfer Unit, MTU) en una subred es más pequeña que los datagramas de la otra Puede ocurrir más de una vez En el caso de IP, el reensamblaje se realiza en el destino final, no en las compuertas Los fragmentos pueden llegar en cualquier orden Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Fragementación (2) Fragmentación transparente (a) y no transparente (b) Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

13 Reensamblaje Colectar fragmentos etiquetados con el mismo identificador Descartar duplicados, el orden no importa Solo hay un fragmento etiquetado last define la parte final del mensaje Si hay fragmentos corruptos, se descarta el datagrama completo Puede ser que algunos fragmentos nunca lleguen TTL determina cuándo se desechael datagrama Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores LA CAPA DE TRANSPORTE Los servicios de la capa de transporte. Calidad de servicio. Protocolos de transporte. Elementos de los protocolos de transporte. Protocolos de transporte de Internet (TCP y UDP). Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

14 Servicios de la capa de transporte Su función es proveer servicio eficiente, confiable y al mejor costo a los usuarios (normalmente la capa de aplicación) La Entidad de transporte es el elemento (hardware o software) encargado de prestar el servicio Servicios similares a la capa de red: orientados a conexión o sin conexión Entonces para qué la capa de transporte? Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Servicios de la capa de transporte Las capas de red, transporte y aplicación Transport Protocol Data Unit Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

15 Calidad de servicio Otra forma de ver la capa de transporte es la de mejorar la calidad de servicio que presta la capa de red En el caso de que la capa de red no preste el buen servicio requerido por los usuarios del transporte, la capa de transporte se encarga de llevarlo a los niveles adecuados Existen varios parámetros para definir la calidad de servicio (Quality of Service, QoS) en la capa de transporte Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Parámetros de calidad de servicio (1) Retardo en el establecimiento de la conexión Probabilidad de falla en el establecimiento de la conexión Productividad (Throughput) Retardo de tránsito Tasa de errores residuales Medida del número de mensajes perdidos o corruptos como una fracción del total enviado Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

16 Parámetros de calidad de servicio (2) Protección Para asegurar que los datos no sean accedidos por terceros Prioridad Para indicar si algunas conexiones son más importantes que otras Capacidad de recuperación (resilience) Probabilidad de que la capa de transporte termine la conexión debido a problemas internos o congestión Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Primitivas de Transporte Primitiva TPDU enviado Significado LISTEN CONNECT (ninguno) CONNECTION REQ. SEND DATA Enviar información Bloqueado hasta que otro proceso intente conectarse Tratar activamente de establecer una conexión RECEIVE (ninguno) Bloqueado hasta que una TPDU DATA llegue DISCONNECT DISCONNECTION REQ. Este lado quiere liberar la conexión Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

17 Elementos de los protocolos de transporte (1) Direccionamiento Para acceder a un servicio se requiere conocer la dirección del punto de acceso al servicio de transporte (TSAP) Es posible usar un protocolo de conexión inicial para acceder a un servidor de procesos que pasará la conexión al servicio solicitado Otra posibilidad es usar un servidor de nombres o directorios que se accede a través de un punto de acceso bien conocido (well-known TSAP) Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Elementos de los protocolos de transporte (2) TSAPs, NSAPs y conexiones Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

18 Elementos de los protocolos de transporte (3) Conexión de un proceso de usuario con un servidor de hora del día Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Elementos de los protocolos de transporte (4) Establecimiento de la conexión Liberación de la conexión Control de flujo y almacenamiento Recuperación en caso de falla Multiplexaje: Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

19 Los Protocolos de Transporte de Internet: TCP y UDP (1) Protocolo de Control de Transmisiones: (Transmission Control Protocol) Provee un servicio de flujo de bytes confiable y orientado a conexión sobre IP (no confiable) TCP identifica los puntos de conexión por las direcciones IP y el número de un puerto en el anfitrión Existen puertos bien conocidos (num. Puerto <256) reservados para servicios estándar Las conexiones son full duplex Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Los Protocolos de Transporte de Internet: TCP y UDP (2) Protocolo de Datagramas de Usuario (User Datagram Protocol, UDP) Servicio sin conexión para aplicaciones donde TCP no es eficiente Provee de una forma para enviar datagramas IP encapsulados sin tener que establecer una conexión No es confiable, la recuperación de errores depende de la capa superior Ej. Se usa en Sistemas de Archivos de Red (Network File System, NFS) Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

20 La capa de aplicación Protocolos de aplicación TCP/IP. Sistemas de nombre de dominio (DNS). Conexión interactiva TELNET. Protocolo de transferencia de archivos (FTP). Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP). Protocolo Simple de Gestión de Red (SMNP) Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores Protocolos de aplicación TCP/IP Sistemas de Nombres de Dominio (Domian Name Service, DNS): Permite asociar un nombre a una dirección IP. Esto facilita el direccionamiento desde el punto de vista del usuario Basado en una jerarquía de dominios Los servidores de nombres de dominio constituyen una gran base de datos distribuida y jerarquizada Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

21 Espacio de nombres de dominio Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores TELNET y FTP TELNET permite al usuario de un terminal o a una aplicación de usuario, comunicarse interactivamente con otra aplicación que se ejcuta en una máquina remota, como si la terminal de usuario estuviera conectada directamente a dicha máquina FTP (File Transfer Protocol) Permite a usuarios o aplicaciones tener acceso a un sistema de archivos remotos e interactuar con él Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores

22 SMTP y SNMP SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Ofrece un servicio de transferencia de correo a nivel de toda la red entre los sistemas de correo asociados a diferentes máquinas La conexión se realiza a través de TELNET al puerto TCP 25 SNMP (Simple Network Management Protocol) Permite a un usuario recabar datos del rendimiento o controlar parte del funcionamiento de un elemento de red (por ej. Un puente o pasarela) Luis Tarazona, DIP UNEXPO Barquisimeto ELT Redes de Computadores