Capa de red Fundamentos de redes: IPv4 e IPv6

Capa de red
Fundamentos de redes:
IPv4 e IPv6
Prof. Wílmer Pereira
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
Diploma de Estudios Avanzados
en Gestión de la Comunicaciones
y Tecnología de la Información
Modelo clásico de capas
Aplicación
Transporte
Independencia de capas
Direccionamiento explícito
Dominio en Aplicación
Puerto lógico en Transporte
IP en Red
MacAddress en Acceso al medio
Puerto físico en Física
Red
Acceso al medio
Física
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Standard de facto en RFC
Modelo cliente/servidor
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Estructuracion de paquetes
Emisor
Ensamblado
de
paquetes
Receptor
Datos
Segmento
Desensamblado
de
paquetes
Paquete
Trama
Secuencias de bits
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Tránsito de paquetes
Emisor
Conmutadores
Receptor
Subred
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Datagrama vs Circuito Vrtual
Orientado Conexión (por ejm. Sistema Telefónico)
Conexión
Transferencia de datos
Desconexión
No Orientado Conexión (por ejm. Sistema postal)
Transferencia de datos
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Servicios de la Capa de Red
Enrrutar paquetes entre emisor y receptor
Control de Tráfico y congestiones
Pasarelas entre redes
Estadísticas
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Modelo OSI vs TCP/IP
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Protocolo IP
Protocolo
Protocolono
noorientado
orientadoconexión
conexiónque
que
da
dacohesión
cohesiónaaINTERNET
INTERNET
Principios básicos
Capa transporte envía segmentos
Capa red puede fragmentarlo en datagramas en cualquier
parte trayecto
Al recibir se reemsambla el segmento original
Forma parte del estándar de facto TCP/IP
Ofrece direccionamiento único bajo ciertas
condiciones
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Datagrama IP
Identificación:
DF:
MF:
Desplazamiento del fragmento:
Tiempo de vida:
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Número del fragmento
No fragmentar
aún quedan fragmentos ...
en que parte del datagrama va el fragmento
no en tiempo sino en número de saltos ...
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Clases de direcciones IP
Inicialmente pueden ser privadas o públicas,
asignadas estática o dinámicamente
A: 128 redes a
16 millones de hosts
B: 16.382 redes a
64.000 hosts
C: 2 millones de redes a
256 hosts
Rangos de direcciones privadas
10.0.0.0
172.16.0.0 192.168.0.0 -
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10.255.255.255 (16.777.216 computadores)
172.31.255.255 (1.048.576 computadores)
192.168.255.255 (65.536 computadores)
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Subredes
Crecimiento de computadores ante subutilización de
direcciones clase B y A
Clase B dividida en 64 subredes
La primera dirección de cada subred es para identificarla
La última dirección es para hacer difusión en la subred
Mascara común para todos los computadores
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Protocolos relacionados con IP
ARP (Address Resolution Protocol)
Dado IP obtener MacAddress
DHCP (Dinamic Host Configuration Protocol)
Asignación de direcciones IP dada o no la
MacAddress
NAT (Network Address Translator)
Conversión de dirección interna privada a una
IP pública (usa puertos de transporte)
ICMP (Internet Control Message Protocol)
Mensajes para control y chequeos dado IP
DNS (Domain Name System)
Dado el dominio obtener la dirección IP
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IPv6
Aunque
Aunqueestá
estáNAT
NATelelnúmero
númerocreciente
crecientede
deusuarios
usuariosyyde
deconexiones
conexiones
con
conportátiles
portátilesinalámbricos
inalámbricosyyhasta
hastatelevisores
televisoresyyteléfonos
teléfonos
Objetivos:
Aumentar el número de direcciones IP
Reducir tamaño de tablas de enrutamiento
Disminuir tiempo de procesamiento en los routers
Proporcionar seguridad
Considerar servicios multimedias
Ayudar a la multidifusión
Posibilitar uso de computadores móviles
Permitir que versiones viejas y nuevas coexistan
No es compatible con IPv4 pero respeta los demás protocolos
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Ventajas de IPv6
Direcciones más grandes
Simplificación del encabezado
Opciones mejoran tiempo de procesamiento
Seguridad (cifrado y autentificación)
Calidad de servicio (para tráfico multimedia)
Clase de tráfico:
Permite manejar conexiones
multimedia para tiempo real
Etiqueta de flujo:
Emula circuito virtual en una
red de datagramas
Longitud de de carga útil:
Cuantos bytes siguen al
encabezado fijo de 40 bytes
Encabezado siguiente:
Encabezados opcionales (seis)
Límite de saltos:
Cantidad limitada de saltos
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Encabezados IP´s …
IPv4
IPv6
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Direcciones IPv6
Son 128 bits (2128 direcciones IPv6) lo cual da
aproximadamente 3* 1038 direcciones a disposición
(del orden de la centena de sixtillones de direcciones)
Ejemplo de direcciones en hexadecimal
IPv4:
2A445C4B (en decimal: 159.90.19.64)
IPv6:
54D3:334B:180A:4321:54D3:334B:180A:4321
Diferencias:
No hay fragmentación en IPv6 (responsabilidad
del nodo emisor)
No hay verificación de errores en la versión 6
(mejora desempeño de routers)
Si se llena el volumen de la Tierra y la Luna con esferas de 1 mm de radio se necesitarían
aproximadamente 12,27*1037 esferas ... UNA DIRECCIÓN IPv6 A CADA ESFERITA …
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Asignación de direcciones
En IPv4 corresponden 8 personas por dirección
suponiendo que no hay desperdicio.
En IPv6 corresponden 8.129.240 direcciones por persona !!
Esto porque a partir de Oct/2006 se hizo distribución
equitativa por paises sin importar su desarrollo
Latinoamericana tiene 4,503,599,627,370,496 computadoras,
es decir, 67 millones mas que con IPv4.
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Encabezado IPv6
Jumbogramas
Mayor de 64 KB
Asegura enrutamiento
por algunos routers
predeterminados
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Controversias
¿Por qué no direcciones de tamaño variable?
Fijar el tamaño de las direcciones puede resultar
insuficiente pero hacerlo variable complica el
enrutamiento
¿Límite de saltos sólo a 255 (un Byte)?
Hoy son comunes 32 saltos pero si mejora
la infraestructura mejora el enrutamiento
y evita que vaguen los datagramas demasiado
¿A quien convienen los jumbogramas?
Es claro que acaparan ancho de banda pero
son útiles para las supercomputadoras (paquete
1 MB en un E1 bloquea el enlace 2,5 seg)
¿Conviene eliminar el chequeo de errores?
Las redes mejoran en capa física (fibra óptica
da pocos errores) y debe hacerlo las capas altas
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