Bloque V: El nivel de enlace
Bloque V: El nivel de enlace Tema 15: Introducción Mensaje : Ejemplo Ejemplo resumen Índice Referencias Capítulo 5 de Redes de Computadores: Un enfoque descendente basdado en Internet. James F. Kurose, Keith W. Ross. Addison Wesley, 2ª edición. 2003. Capítulos 4 y 5 de TCP/ Illustrated, Volume 1: The Protocols, W. Richard Stevens, Addison Wesley, 1994. 2
Introducción En Internet, cada host tiene una dirección lógica. En las redes físicas, cada host tiene una dirección hardware (p.e. Ethernet). Para transmitir un datagrama a un destino de la misma subred física, el datagrama debe encapsularse en un paquete que contenga la dirección hardware del destino. Cómo se convierte/mapea una dirección lógica en una dirección hardware? Cómo se convierte una dirección de 32 bits en una dirección Ethernet de 48 bits? (y R) proporcionan la correspondencia entre direcciones y direcciones hardware (nivel de enlace): : Address Resolution Protocol (RFC 826) R: Reverse Address Resolution Protocol (RFC 903) proporciona correspondencia dinámica (no concierne al usuario ni al administrador de la red) entre direcciones y direcciones hardware usadas por distintas tecnologías de red. Obtiene la dirección Ethernet asociada a una dirección. R permite obtener una dirección asociada a una dirección Ethernet, utilizando un servidor R (sustituido por DHCP). RED Ethernet ENLACE 3
Mensaje Formato del paquete y R para Ethernet: Dir. destino Ethernet Dir. origen Ethernet Tipo trma Tipo HW Tipo proto Tamaño dirección HW Tamaño dirección protocolo Op. Dir. origen Ethernet Dir. origen Dir. destino Ethernet Dir. destino 6 6 2 2 2 1 1 2 6 4 6 4 Cabecera Ethernet Paquete /R Tipo trama: (0x0806) y R (0x8035) Tipo de HW: Ethernet (0x0001) Tipo de protocolo: (0x0800) Tamaño de direcciones: Ethernet (6 bytes), (4 bytes) Op.: Especifica el tipo de operación a realizar request (1) / reply (2) R request (3) / R reply (4) Direcciones Ethernet e de origen y destino. La dirección Ethernet de origen está duplicada en el frame Ethernet, porque ya aparece en la cabecera Ethernet. La dirección Ethernet de destino también se duplicará en las respuestas (en las peticiones se usa la dirección de broadcast). 4
: Ejemplo permite a una fuente encontrar la dirección hardware de un destino que se encuentre en la misma subred física. Recibe como entrada la dirección del destino y devuelve su dirección hardware. Opera en redes que tienen capacidad de difusión (broadcast) indurain% ftp heras indurain (cliente FTP) : 210.53.23.10 Eth.: 0f:9a:32:e3:09:8d olano : 210.53.23.47 Eth.: 3a:8c:01:3d:21:8a heras (servidor FTP) : 210.53.23.32 Eth.: 8e:9a:93:90:3a:8a 5
: Ejemplo heras 210.53.23.32 resolver (1) FTP TCP 1.El cliente de ftp llama al resolver para convertir el nombre de la maquina (heras) en una dirección. Driver Ethernet indurain (cliente FTP) : 210.53.23.10 Eth.: 0f:9a:32:e3:09:8d olano : 210.53.23.47 Eth.: 3a:8c:01:3d:21:8a heras (servidor FTP) : 210.53.23.32 Eth.: 8e:9a:93:90:3a:8a 6
: Ejemplo resolver (1) FTP TCP (2) 2. El cliente ftp pide a la capa TCP que establezca una conexión con la dirección 210.53.23.32 al puerto 21 Driver Ethernet indurain (cliente FTP) : 210.53.23.10 Eth.: 0f:9a:32:e3:09:8d olano : 210.53.23.47 Eth.: 3a:8c:01:3d:21:8a heras (servidor FTP) : 210.53.23.32 Eth.: 8e:9a:93:90:3a:8a 7
: Ejemplo 3. TCP solicita al nivel el envío de un datagrama a la dirección 210.53.23.32 resolver (1) FTP TCP (2) (3) Driver Ethernet indurain (cliente FTP) : 210.53.23.10 Eth.: 0f:9a:32:e3:09:8d olano : 210.53.23.47 Eth.: 3a:8c:01:3d:21:8a heras (servidor FTP) : 210.53.23.32 Eth.: 8e:9a:93:90:3a:8a 8
: Ejemplo resolver (1) FTP TCP (2) (3) (4) 4. Enrutamiento : decide si se envía a una máquina (directamente conectada) o a un router (para alcanzar al destino) 210.53.23.32 directamente conectada Driver Ethernet indurain (cliente FTP) : 210.53.23.10 Eth.: 0f:9a:32:e3:09:8d olano : 210.53.23.47 Eth.: 3a:8c:01:3d:21:8a heras (servidor FTP) : 210.53.23.32 Eth.: 8e:9a:93:90:3a:8a 9
: Ejemplo 5. Es necesario convertir la dirección (210.53.23.32) en una dirección Ethernet (5) resolver (1) FTP TCP (2) (3) (4) Driver Ethernet indurain (cliente FTP) : 210.53.23.10 Eth.: 0f:9a:32:e3:09:8d olano : 210.53.23.47 Eth.: 3a:8c:01:3d:21:8a heras (servidor FTP) : 210.53.23.32 Eth.: 8e:9a:93:90:3a:8a 10
: Ejemplo 6. Envío del Request a todas las máquinas de la red local (broadcast) (5) (6) resolver (1) FTP TCP Driver Ethernet (2) (3) (4) indurain (cliente FTP) : 210.53.23.10 Eth.: 0f:9a:32:e3:09:8d olano : 210.53.23.47 Eth.: 3a:8c:01:3d:21:8a heras (servidor FTP) : 210.53.23.32 Eth.: 8e:9a:93:90:3a:8a 11
(5) (6) resolver (1) FTP TCP Driver Ethernet (2) (3) (4) : Ejemplo 7. La capa de heras recibe el broadcast y reconoce su. Contesta con un " reply" que contiene su dirección Ethernet. indurain (cliente FTP) : 210.53.23.10 Eth.: 0f:9a:32:e3:09:8d olano : 210.53.23.47 Eth.: 3a:8c:01:3d:21:8a Driver Ethernet TCP (7) heras (servidor FTP) : 210.53.23.32 Eth.: 8e:9a:93:90:3a:8a 12
(5) (6) resolver (1) (8) FTP TCP Driver Ethernet (2) (3) (4) : Ejemplo 8. indurain recibe el " reply" y ya puede enviar el datagrama que originó el " request". indurain (cliente FTP) : 210.53.23.10 Eth.: 0f:9a:32:e3:09:8d olano : 210.53.23.47 Eth.: 3a:8c:01:3d:21:8a Driver Ethernet TCP (7) heras (servidor FTP) : 210.53.23.32 Eth.: 8e:9a:93:90:3a:8a 13
(5) (6) resolver (1) (8) FTP TCP Driver Ethernet (2) (3) (4) : Ejemplo 9. Se envía el datagrama a heras indurain (cliente FTP) : 210.53.23.10 Eth.: 0f:9a:32:e3:09:8d olano : 210.53.23.47 Eth.: 3a:8c:01:3d:21:8a Driver Ethernet TCP (7) heras (servidor FTP) : 210.53.23.32 Eth.: 8e:9a:93:90:3a:8a 14
: Ejemplo Request (indurain broadcast) ff:ff:ff: ff:ff:ff 0f:9a:32:e3 :09:8d Destino Origen Cabecera Ethernet 0806 0001 0800 6 4 1 0f:9a:32:e3 :09:8d Paquete /R 210.53. 23.10?? 210.53. 23.32 Eth. origen origen Eth. destino dest. Reply (heras indurain) 0f:9a:32:e3 :09:8d Destino Origen Cabecera Ethernet 8e:9a:93:90 :3a:8a 0806 0001 0800 6 4 2 8e:9a:93:90 :3a:8a Paquete /R 210.53. 23.32 0f:9a:32:e3 :09:8d 210.53. 23.10 Eth. origen origen Eth. destino dest. 15
Cache : El broadcast de los Request es costoso ya que todos los receptores tienen que procesar este paquete Cache Mantiene la conversiones recientes entre direcciones de red y direcciones hardware. En un mensaje Request, si la del emisor ya está en la cache Se actualiza con la dirección HW del emisor. El tiempo normal de vida es de 20 minutos (desde que se creó la entrada). Comando: arp [-a d s] gratuito: request generada por una máquina para preguntar por la dirección HW que se corresponde con su propia dirección. Normalmente utilizado para configurar la interfaz de red en el proceso de arranque. Tiene dos efectos adicionales: Si otra máquina contesta al quiere decir que hay otra máquina con la misma ERROR!. Actualización de las cachés de todas las máquinas que reciben el request. Útil cuando se ha cambiado la interfaz de red en una máquina, para informar de la nueva dirección HW. 16
Ejemplo resumen Indicar todas las tramas que genera el comando traceroute. La máquina origen y RA acaban de reiniciarse. traceroute 154.63.1.1 83:28:d8:a0:12:53 RA 172.25.1.2 28:fa:9c:82:0a:6e 172.25.1.1 71:0f:83:82:ba:8c RB 173.197.15.10 72:be:65:03:8a:9f 03:32:53:f3:b1:89 93:a3:c2:83:e5:81 17
Ejemplo resumen 03:32:53:f3:b1:89 154.63.1.1 83:28:d8:a0:12:53 RA 172.25.1.2 28:fa:9c:82:0a:6e 172.25.1.1 71:0f:83:82:ba:8c RB 93:a3:c2:83:e5:81 173.197.15.10 72:be:65:03:8a:9f Request Reply ff:ff:ff:ff:ff:ff 03:32:53:f3:b1:89 Quién es 154.63.1.1? Destino Origen 03:32:53:f3:b1:89 83:28:d8:a0:12:53 154.63.1.1 es 83:28:d8:a0:12:53 Destino Origen 18
Ejemplo resumen 03:32:53:f3:b1:89 154.63.1.1 83:28:d8:a0:12:53 RA 172.25.1.2 28:fa:9c:82:0a:6e 172.25.1.1 71:0f:83:82:ba:8c RB 93:a3:c2:83:e5:81 173.197.15.10 72:be:65:03:8a:9f UDP ICMP...:12:53...:b1:89 1 UDP Puerto 38292 Destino Origen Origen Destino TTL...:12:53...:b1:89 154.63.1.1 32 ICMP Tiempo excedido Destino Origen Origen Destino TTL 19
Ejemplo resumen 03:32:53:f3:b1:89 154.63.1.1 83:28:d8:a0:12:53 RA 172.25.1.2 28:fa:9c:82:0a:6e 172.25.1.1 71:0f:83:82:ba:8c Request RB 93:a3:c2:83:e5:81 173.197.15.10 72:be:65:03:8a:9f UDP Reply ff:ff:ff:ff:ff:ff 71:0f:83:82:ba:8c Quién es 172.25.1.2? Destino Origen 71:0f:83:82:ba:8c 28:fa:9c:82:0a:6e Destino Origen 172.25.1.2 es 28:fa:9c:82:0a:6e...:12:53...:b1:89 2 UDP Puerto 38292 Destino Origen Origen Destino TTL 20
Ejemplo resumen 03:32:53:f3:b1:89 154.63.1.1 83:28:d8:a0:12:53 RA 172.25.1.2 28:fa:9c:82:0a:6e 172.25.1.1 71:0f:83:82:ba:8c RB 93:a3:c2:83:e5:81 173.197.15.10 72:be:65:03:8a:9f UDP ICMP ICMP...:0a:6e...:ba:8c 1 UDP Puerto 38292 Destino Origen Origen Destino TTL...:ba:8c...:0a:6e 172.25.1.2 32 ICMP Tiempo excedido Destino Origen Origen Destino TTL...:b1:89...:12:53 172.25.1.2 31 ICMP Tiempo excedido Destino Origen Origen Destino TTL 21
Ejemplo resumen 03:32:53:f3:b1:89 154.63.1.1 83:28:d8:a0:12:53 RA 172.25.1.2 28:fa:9c:82:0a:6e 172.25.1.1 71:0f:83:82:ba:8c RB 93:a3:c2:83:e5:81 173.197.15.10 72:be:65:03:8a:9f UDP UDP UDP...:e5:81...:8a:9f 1 UDP Puerto 38292 Destino Origen Origen Destino TTL...:0a:6e...:ba:8c 2 UDP Puerto 38292 Destino Origen Origen Destino TTL...:12:53...:b1:89 3 UDP Puerto 38292 Destino Origen Origen Destino TTL 22
Ejemplo resumen 03:32:53:f3:b1:89 154.63.1.1 83:28:d8:a0:12:53 RA 172.25.1.2 28:fa:9c:82:0a:6e 172.25.1.1 71:0f:83:82:ba:8c RB 93:a3:c2:83:e5:81 173.197.15.10 72:be:65:03:8a:9f ICMP ICMP ICMP...:8a:9f...:e5:81 32 ICMP Puerto inalcanzable Destino Origen Origen Destino TTL...:ba:8c...:0a:6e 31 ICMP Puerto inalcanzable Destino Origen Origen Destino TTL...:b1:89...:12:53 30 ICMP Puerto inalcanzable Destino Origen Origen Destino TTL 23
Ejemplo resumen Cabecera Ethernet Cabecera Origen Destino Tipo Origen Destino TTL Prot. Mensaje...:b1:89 ff:ff:...:ff Request: Quién es 154.63.1.1?..:12:53...:b1:89 Reply: 154.63.1.1 es...:12:53...:b1:89..:12:53 1 UDP..:12:53...:b1:89 154.63.1.1 32 ICMP ICMP Tiempo excedido...:b1:89..:12:53 2 UDP...:ba:8c ff:ff:...:ff Request: Quién es 172.25.1.2?..:0a:6e...:ba:8c Reply: 172.25.1.2 es...:0a:6e...:ba:8c..:0a:6e 1 UDP..:0a:6e...:ba:8c 172.25.1.2 32 ICMP ICMP Tiempo excedido..:12:53...:b1:89 172.25.1.2 31 ICMP ICMP Tiempo excedido 24
Ejemplo resumen Cabecera Ethernet Cabecera Origen Destino Tipo Origen Destino TTL Prot. Mensaje...:b1:89..:12:53 3 UDP...:ba:8c..:0a:6e 2 UDP...:8a:9f..:e5:81 1 UDP..:e5:81...:8a:9f 32 ICMP ICMP Puerto inalcanzable..:0a:6e...:ba:8c 31 ICMP ICMP Puerto inalcanzable..:12:53...:b1:89 30 ICMP ICMP Puerto inalcanzable 25