Tema 1 - People

Tema 1: Introducción
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Tema 1: Introducción
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Temario STD (Cuatrimestre Primavera, curso 2003/2004)
Tema 1: Introducción (1 semana)
Arquitectura TCP/IP
Modelos de referencia OSI de ISO/IEC
Ethernet (repaso)
PPP, negociación LCP e IPCP
loopback interface
MTU
Tema 2: Internetworking Protocol (IP) (8 semanas)
Funciones de IP
Formato de la cabecera de los datagramas IP
Direcciones IP
Mascaras de red, subredes (subnetting) y superredes (supernetting)
Direcciones IPv6
Resolución de direcciones (ARP)
Ethernet
RARP
Funcionalidad de un router
Fragmentación y reensamblado
Routers vs. Conmutadores y bridges
ICMP
ping
traceroute
MTU path discovery
Encaminamiento en IP
Determinación del camino y concepto de convergencia
IGP vs. EGP
Encaminamiento estático
RIP
DNS
Zonas y dominios
Querys iterativas y recursivas
Querys inversas
Direcciones privadas y NAT
ACLs
VLANs
Tema 1: Introducción
Arquitectura TCP/IP
Modelo de referencia OSI
Ethernet (repaso)
Point-to-Point Protocol (PPP)
loopback interface
MTU
Tema 3: TCP, UDP y APIs (5 semanas)
UDP
Funcionalidades de TCP
Control de errores
Control de flujo
Control de congestión
ARQ en TCP
Grafo de estados de TCP
STD, Jorge García Vidal
Tema 1: Introducción
3wHS
Finalización de la conexión
Control de Flujo y control de congestión
Sockets
Mapeo de las llamadas a sockets con el grafo de estados de TCP
Servidores concurrentes e iterativos
Sesiones de problemas
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Tema 1: Introducción
Introducción
La arquitectura de los protocolos
de comunicaciones es la siguiente:
1.- Configuración hosts, ifconfig, netstat, PPP, tcpdump
2.- Configurción de un router Linus. Introduccion a IOS
3.- Configuración de IOS, RIPv1, RIPv2
4.- Conexión/desconexión en TCP. Control de flujo
Usuario
Bibliografía
W. R. Stevens “TCP/IP Illustrated” Vol 1. Addison-Wesley 1995
D. E. Comer “Internetworking with TCP/IP” Vol 1. Prentice-Hall 1994
Bibliografía complementaria
D. E. Comer “Computer Networks and the Internet” Prentice-Hall 1999
W. R. Stevens “Unix Network Programming”, Prentice-Hall 1998
L. L. Peterson, B. S. Davie “Computer Networks”, Morgan Kaufman 1996
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Aplicaciones:
Web, eMail,
chat, e-commerce,
NFS, Gestión de
red, Telnet, FTP,
Multimedia, etc...
Sockets,
RPCs
Sistema
Operativo
Evaluación de la asignatura:
TCP/IP
Nteoria = MAX{ Nex, 0.85 Nex + 0.15 Ncontrol }
Nfinal = 0.8 Nteoria + 0.2 Nlab
Drivers
Bus
(ej: ISA,
PCI)
Tarjeta de Red (NIC) / Módem
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STD, Jorge García Vidal
Tema 1: Introducción
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¿En dónde se utilizan los protocolos
TCP/IP?
.....
En 1957 la URSS lanza el Sputnik 1.
En 1958 los EE. UU. crean el DARPA
(Defense Advanced Research Projects
Agency).
.....
En 1969 se crea ARPANET, una WAN
experimental que usa Conmutación de
Paquetes.
ISP
A mediados de los años ‘70 se diseñan
los protocolos TCP/IP para interconectar
redes heterogéneas (ARPANET y
ARPA Packet Radio Network). En 1977
se realiza la primera prueba con TCP/IP.
(Cerf y Kahn, “A Protocol for Packet
Network Intercommunication”, IEEE
Transactions on Communications, 1974).
Backbone
Internet
Red sin conexión a
Internet
El 1 de Enero de 1983 se realizó la
transición de NCP a TCP/IP. En 1987
se crea NSFNet.
ISP: Proveedor de Servicios de Internet
VPN: Red Privada Virtual
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Tema 1: Introducción
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La arquitectura de protocolos TCP/IP
Tema 1: Introducción
Por qué IP es No orientado a la
Conexión?
El objetivo original de la arquitectura
TCP/IP era conseguir interconectar
redes de paquetes ya existentes
(ARPANET y ARPA packet radio). Las
principales restricciones de diseño
eran las siguientes:
1. La comunicación debería mantenerse
aun en el caso de que parte de la
internet estuviera dañada (¡Guerra fría!)
2. Debería soportar diferentes tipos
de servicio (Fiable y no fiable)
3. Debería adaptarse a diferentes redes
ya existentes previamente
Una de las principales decisiones del
diseño fue usar datagramas como la
unidad básica que se transfiere entre
redes (i.e. No orientado a la conexión)
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Cómo surgieron los protocolos TCP/IP?
.....
.....
Tema 1: Introducción
El estado de la conexión se mantiene
en los extremos y no en la red
Tenemos un tipo de servicio básico sobre
el que construir otros tipos de servicio
(ej: TCP, UDP)
Nos permite hacer mínimas suposiciones
sobre cómo funcionan las redes sobre
las que construimos la internet
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Tema 1: Introducción
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Tema 1: Introducción
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El Modelo de referencia OSI de ISO/IEC
y la arquitectura TCP/IP
Organismos de estandarización
En 1860 el ayuntamiento de Barcelona
abrió un concurso para urbanizar
el actual Eixample...
ISO: Organismos Nacionales de
Estandarización
CCITT/ITU: Compañías Operadoras de
Telecomunicaciones
IAB: Internet Activities Board
Durante los años 80 ISO/IEC desarrolló
un modelo de referencia para la
interconexión de sistemas abiertos
denominado OSI.
Plan de I. Cerdà
La intención era definir una arquitectura
de red y un conjunto de protocolos
que fueran utilizados de forma extensiva
en la comunicación de datos.
Plan de A. Rovira
Por diferentes motivos, dicha iniciativa
no ha tenido éxito.
Plan urbanístico <-> Modelo de referencia
Edificios <-> Protocolos
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Tema 1: Introducción
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Tema 1: Introducción
Redes Ethernet
Arquitectura TCP/IP del IAB
N. Aplicación
Las redes locales más utilizadas
son las redes Ethernet. Originalmente
utilizaban una topología en bus,
transmisión por cable coaxial con
un código Manchester a 10 Mbps
y CSMA/CD
TCP/UDP
IP
Interfaz Red,
N. Físico
Modelo de referencia OSI de ISO/IEC
N. Aplicación
N. Presentación
Hoy en día es más frecuente la
configuración en la que se utiliza
cables UTP, Hubs o conmutadores
N. Sesión
N. Transporte
N. Red
N. Enlace
N. Físico
Hub/Switch
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Tema 1: Introducción
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Trama Ethernet (DIX)
Las direcciones son
únicas para cada NIC
Ethernet
El relleno sirve para
forzar un tamaño
mínimo de trama
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Trama Ethernet (802.2/802.3)
Preámbulo
Dirección
destino
Dirección
origen
Tipo de
trama
8
Datos
Preámbulo
8
Dirección
destino
6
Dirección
origen
6
Notar que longitud
es siempre menor
a 0800 en hexa =>
longitud
AA
AA
03
2
Podemos distinguir
sin problemas
entre los dos
formatos de trama!
000000
DSAP : AA
SSAP : AA
Cntl: 03
Org Code: 000000
6
6
2
El CRC utiliza el
polinomio CRC-32
El tipo de trama es
(en hexadecimal):
Tema 1: Introducción
46-1500
Octetos
0800 : IP
0806 : ARP
8035 : RARP
tipo
Datos
38-1492
Octetos
Relleno
Relleno
CRC
4
CRC
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Point to Point Protocol (PPP)
Conexión
a red
pública
Tema 1: Introducción
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Trama PPP sobre HDLC
flag: 7e
Módem/TR
DTE
1
addr: ff
cntrol: 03
Red
Pública
PPP permite encapsular datagramas
IP en enlaces punto a punto, bien
enlaces síncronos o bien enlaces
asíncronos (8 bits de datos, no bit
de paridad)
Además de la Tx de información
tenemos dos protocolos:
LCP que establece, configura y testea
un enlace de datos
NCP que especifica el protocolo a
utilizar (ejemplo: IP, OSI, etc) y
algunas características del protocolo
(Compresión, dirección IP, etc)
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Protocolo:
Protocol
2
Datos
0-1500
0021: IP
C021: LCP
8021: NCP
En enlaces síncronos
la transparencia se
consigue con bit
stuffing.
En enlaces asíncronos
se usa el byte 0x7d
como carácter de
escape. Cuando
se usa el carácter
de escape, se complementa el 6º bit
del siguiente carácter
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CRC
flag: 7e
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Tema 1: Introducción
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Tema 1: Introducción
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Ejemplo de negociación LCP
A
B
A
Ejemplo de negociación IPCP
B
A
LCP conf req
id=1
ACCM=000000
IPCP conf req
id=7
IP:192.168.1.1
VJ comp
IPCP conf reject
id=7
VJ comp
LCP conf req
id = 8
MRU = 200
ACCM=000000
Ctrol field comp
IPCP conf req
id = 8
IP:192.168.1.1
IPCP conf ack
id = 8
IP:192.168.1.1
LCP conf ack
id = 8
MRU = 200
ACCM = 000000
ctrol field comp
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Loopback
La mayor parte de implementaciones
de TCP/IP soportan un interface
loopback que permite la comunicación
entre un cliente y un servidor situados
en la misma máquina
Normalmente se asigna la dirección
IP 127.0.0.1 y el nombre localhost
(ver tema 2)
MTU
Para cada tecnología de red hay un
límite en el tamaño del campo de datos
que se puede transmitir. Esto define
la Unidad Máxima de Transmisión (MTU)
Cuando entre dos host hay más de
un tipo de red, se define la MTU del
trayecto (“path MTU”) como el mínimo
de las MTU de las redes situados en
el camino entre las dos máquinas.
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B
IPCP conf nack
id=2
IP:192.168.1.3
LCP conf ack
id=1
ACCM
Tema 1: Introducción
A
IPCP conf req
id=2
IP:0.0.0.0
LCP conf req
id=7
MRU=200
ACCM=000000
MagicNumber
=a7c390b7
prot.field.comp
ctrol.field.comp
LCP conf reject
id=7
MagicNumber
Prot.field.comp
B