Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios
Guia de estudio del tema 5
Miguel A. Gómez Hernández
10 de diciembre de 2007
1.
Objetivos
Este tema trata aspectos relacionados con la interconexión de redes, y en particular las formas de
conmutación y las funciones que debe llevar a cabo la capa de red. Fundamentalmente se espera que
comprendas los problemas que aparecen, las diferencias entre conmutación de circuitos o de paquetes, y en esta última entre datagramas y circuitos virtuales, sin profundizar en tecnologı́as concretas
de conmutación, ni en soluciones concretas para las funciones de encaminamiento o congestión, que
se estudiarán en asignaturas posteriores. Por lo tanto, el tema tiene los siguientes objetivos:
Recordar, del primer tema, que para comunicaciones de larga distancia las redes utilizan
nodos intermedios que reenvı́an los datos sin interpretarlos, y conocer que estos nodos son
conmutadores.
Comprender las diferencias entre conmutación de circuitos y de paquetes, y desarrollar capacidad crı́tica para aconsejar una u otra según el tipo de comunicaciones.
Comprender las diferencias entre redes de datagramas y de circuitos virtuales, y desarrollar
capacidad crı́tica para aconsejar unas u otras según el tipo de comunicaciones.
Comprender que se puede ofrecer un tipo de servicio (orientado o no a conexión, fiable o no)
independientemente del tipo de operación interna de la red (datagramas o circuitos virtuales).
Conocer el problema del encaminamiento, las diferencias entre las redes de datagramas y las
de circuitos virtuales, y las métricas más habituales utilizadas para encaminar. Algoritmos
concretos de encaminamiento, y protocolos para conseguir la información que se usa para
encaminar serán estudiados en Transmisión de Datos.
Conocer el problema del control de la congestión y aprender a distinguirlo del control de flujo,
ası́ como conocer superficialmente los tipos de control que podrı́an llevarse a cabo. Técnicas
concretas para el control de la congestión serán estudiadas en Transmisión de Datos.
Conocer los tipos de direcciones IP, y cómo se relacionan mediante los protocolos ARP y RARP
con direcciones MAC, ası́ como conocer cómo se forman subredes utilizando la máscara de
subred. Este aspecto se apoya en la última parte del laboratorio de la asignatura.
Conocer el tipo de servicio proporcionado por los protocolos IP y X.25 PLP (protocolo de
capa de paquetes de X.25)
1
2.
Lecturas recomendadas
Debido a la superficialidad con la que se estudia este tema, casi todos los capı́tulos relacionados
en los libros habituales presentan una extensión y detalle mayor que lo necesitado. De todas formas
se recogen aquı́ unas recomendaciones sobre secciones concretas de distintas fuentes que pueden
servir para aclarar y asentar los conceptos presentados en el tema.
El capı́tulo 9 de [Sta00] se dedica a la conmutación de circuitos, pero en lo que concierne a
este tema es adecuada la lectura de las secciones 9.1 y 9.2. El capı́tulo 10 de la misma fuente
trata la conmutación de paquetes, siendo muy recomendable la lectura de la primera sección, donde
se discuten la aproximación de datagramas y de circuitos virtuales. También es adecuado leer el
comienzo de la siguiente sección, sobre cuestiones generales de encaminamiento, o incluso hasta el
final, si se tiene curiosidad por conocer algoritmos de encaminamiento concretos, aunque esto no es
necesario en este curso. Finalmente, el capı́tulo 12 estudia el control de la congestión, aunque para
este tema es mejor lectura (en esta asignatura) [Tan03].
El capı́tulo 5 de [Tan03] cubre los aspectos de la capa de red aunque de nuevo, debido a la
superficialidad de nuestro estudio, resulta demasiado detallado. Es especialmente interesante el
tratamiento inicial del problema de control de la congestión (sección 5.3). También de esta fuente
es aconsejable la lectura de las secciones 5.6.1 y 5.6.2 sobre las direcciones en IPv4.
Sobre IP y X.25 la literatura es muy abundante, aunque no es el propósito de esta asignatura
profundizar demasiado en ninguno de ellos. Del primero se comentan algunos detalles más en la
última parte del laboratorio de la asignatura.
3.
Problemas recomendados
En esta sección se recomiendan una serie de problemas, y de preguntas abiertas que pueden
ayudarte a repasar los conceptos aprendidos en este tema, y a explorar problemas para localizar las
dudas o aspectos más interesantes.
3.1.
Problemas
3.1.1.
Problema 1
La siguiente pregunta es la 10.1 en [Sta00], y plantea una duda sobre la eficiencia de conmutación
de circuitos y de paquetes.
La conmutación de paquetes requiere que a cada paquete se le añadan bits de control y de
dirección, lo que provoca un coste adicional en esta técnica. En conmutación de circuitos
se establece un circuito transparente, no siendo necesario el uso de bits suplementarios.
Entonces, como no existe coste adicional en la técnica de conmutación de circuitos, la
utilización de lı́nea es más eficiente que en conmutación de paquetes. Explica el punto
débil del razonamiento.
3.1.2.
Problema 2
El siguiente es el problema 5.1 de [Tan03]. Observa que te pregunta por aplicaciones, y el que
una aplicación necesite un servicio orientado a conexión no implica en absoluto que la capa de red
deba ofrecer un servicio orientado a conexión.
Indica dos aplicaciones de ejemplo para las cuales usar un servicio orientado a conexión
es lo mejor, y otras dos para las que es conveniente uno no orientado a conexión.
2
3.1.3.
Problema 3
Los problemas 7.1 a 7.5 de [LG00] insiste, una vez más, en las relaciones entre servicios ofrecidos
y técnicas utilizadas para ofrecerlos.
(a) Explica cómo puede una red que opera internamente con circuitos virtuales ofrecer
un servicio no orientado a conexión. Comenta de forma especial el aspecto de
retardo del servicio. ¿Puedes detectar ineficiencias en esta aproximación?
(b) ¿Es posible que una red ofrezca un servicio de mejor intento de servicios virtuales
(Nota: best-effort service es un servicio no fiable, en el que si los paquetes no llegan
no se pide su retransmisión)? ¿Qué caracterı́sticas tendrı́a este servicio, y en qué se
parece y se diferencia de un servicio de mejor intento de datagramas?
(c) Supón que un provedor de servicio usa una operación no orientada a conexión
internamente. ¿Cómo puede ofrecer a sus usuarios un servicio fiable orientado a
conexión?
(d) ¿Dónde se concentra la complejidad en una red que ofrece un servicio orientado a
conexión? ¿Y en una que ofrece un servicio no orientado a conexión?
(e) Comenta la siguiente frase: como son tan numerosos, los sistemas finales deberı́an
ser extremadamente simples y baratos; la complejidad deberı́a residir en la red.
3.1.4.
Problema 4
El siguiente problema, 5.3 en [Tan03], plantea un debate interesante: si con el uso de circuitos
virtuales no hace falta calcular rutas arbitrarias.
Las redes de datagramas envı́an cada paquete como unidad separada, independientemente de las demás. Las redes de circuitos virtuales no tienen que hacer esto, ya que
cada paquete de datos sigue una ruta prederterminada. ¿Significa esto que las redes de
cicuitos virtuales no necesitan la capacidad de enrutar paquetes aislados de un origen
arbitrario a un destino arbitrario? Explica la respuesta.
3.1.5.
Problema 5
La pregunta 5.5 de [Tan03] presenta un problema de diseño a estudiar antes de la puesta en
práctica de una red de circuitos virtuales.
Si una red utiliza cicuitos virtuales, cada paquete de datos debe tener una cabecera con
3 bytes del número de circuito virtual, y cada encaminador debe reservar hasta 8 bytes
de almacenamiento por circuito virtual en sus tablas de encaminamiento.
Si por el contrario la red utiliza datagramas, las cabeceras requieren 15 bytes para la dirección del destino, pero no hace falta espacio adicional en las tablas de encaminamiento.
La capacidad de transmisión cuesta 1 centavo por cada 106 bytes, por cada salto, y
la memoria en los encaminadores cuesta 1 céntimo por byte y se deprecia en dos años
(sólo horas de trabajo). Estadı́sticamente la sesión promedio dura 1000 segundos, tiempo
durante el cual se transmiten 200 paquetes. En promedio cada paquete requiere 4 saltos.
¿Qué solución es más económica, y por cuánto?
3.1.6.
Problema 6
El problema 5.12 de [Tan03] se refiere al diseño de una red, en el que se quiere minimizar el
tamaño de las tablas de encaminamiento, dividiendo la red en zonas y utilizando esquemas de
encaminamiento jerárquico.
3
(a) Si se tienen N=4800 enrutadores, y se quiere hacer una jerarquı́a de dos capas
(los enrutadores se organizan en regiones), ¿cuántas regiones, con igual número de
encaminadores todas ellas, deben crearse para minimizar el tamaño de las tablas
de encaminamiento?
Para resolverlo, supón que el número de regiones es r, cada una con n estaciones
(r ×n = 4800). Calcula cuántas entradas tiene la tabla de encaminamiento, y busca
el valor de r que minimice ese tamaño.
(b) ¿Cuál serı́a el número de regiones y zonas, si el encaminamiento es jerárquico de
tres niveles?
3.1.7.
Problema 7
El siguiente problema plantea formas de reducir la congestión de tráfico rodado, e intenta discutir
su extensión al control de la congestión en redes de comunicaciones de datos. Observa que algunas
técnicas pueden valer, en determinadas condiciones, para reducir la congestión, pero no todas.
El control de la congestión del tráfico en redes de datos puede tratarse en ocasiones con
técnicas similares a las del control de congestión del tráfico rodado.
Una forma de controlar la congestión del tráfico rodado en el acceso a grandes ciudades
es obligar a el uso por más de una persona del mismo vehı́culo. Una forma de aplicar
esto en redes de datos consistirı́a en juntar en varios paquetes IP los datos de distintas
entidades de la capa superior.
(a) ¿Qué opinas de esta propuesta, desde el punto de vista de ingenierı́a de protocolos?
(b) ¿Conseguirı́a realmente reducir la congestión?
Otra técnica de control de congestión de tráfico rodado consiste en revertir el sentido de
alguno de los carriles disponibles, cuando más se necesite. Por ejemplo, en una autopista
de entrada a una ciudad, con dos carriles para cada sentido, temporalmente podrı́an
asignarse tres carriles en el sentido saliente y sólo uno en el entrante. Si entre cualquier
par de nodos se dispone de un cable en cada sentido podrı́a aplicarse una aproximación
similar.
(c) ¿Cómo?
(d) ¿Conseguirı́a realmente reducir la congestión?
Finalmente, otra forma de reducir la congestión de tráfico rodado es permitir circular
en dı́as alternos a cocher con matrı́culas pares e impares. Esto se podrı́a extender a
redes de datos permitiendo transmitir, por ejemplo en horas alternas, a máquinas con
direcciones IP pares e impares.
(e) ¿Qué crı́ticas se te ocurren a esta propuesta?
(f ) ¿Conseguirı́a realmente reducir la congestión?
3.1.8.
Problema 8
Para resolver el siguiente problema consulta en la bibliografı́a los formatos de trama Ethernet,
paquete ARP, y datagrama IP.
Sean las dos redes locales Ethernet de la figura 1, conectadas mediante un encaminador
(router). Denota por IP-X a la dirección IP de la máquina X, y por MAC-X a la dirección
Ethernet de la máquina X. Cada máquina sabe su dirección IP y su dirección Ethernet,
pero no las direcciones Ethernet de las otras.
4
A
B
C
D
E
F
R
Figura 1: Redes locales para el problema 8.
A1
A2
A3
A4
RA
RB
B1
B2
B3
B4
Figura 2: Topologı́a de la red para el problema 1.
(a) Supón que en A se genera un paquete para la estación D con D=800 bytes de datos.
Supón que las cachés ARP de todas las máquinas están vacias, y el encaminador
correctamente configurado.
(a1) Dibuja el paquete IP, junto con las distintas tramas que son transmitidas en
algún punto hasta que el paquete IP finalmente llega a su destino.
(a2) Dibuja el cronograma que describe el intercambio de tramas, suponiendo que
los tiempos de procesamiento en las estaciones y el encaminador son nulos.
(b) Indica las diferencias que se producen cuando el paquete que genera A es para C.
3.1.9.
Problema 9
Este problema mezcla contenidos de este tema y de otros anteriores. Nuevamente utiliza el
material bibliográfico y lo aprendido en el laboratorio de la asignatura para resolverlo.
Las redes locales de la figura 2 utilizan el protocolo Ethernet a nivel de enlace, y a cada
una de ellas está conectada un encaminador. Los encaminadores están conectados entre
sı́ por un enlace semiduplex dedicado, sobre el que se utiliza un protocolo de parada y
espera propietario, con formatos de trama como se indica al final del enunciado. Las
entidades de red de todas las máquinas se comunican mediante el protocolo IP.
Por otra parte, las máquinas que se muestran distan de sus vecinas 250m en las dos
redes locales, de forma que la longitud de cada red local es de 1km. El enlace entre los
dos encaminadores es de 10km. Las tasas de transmisión en todos los enlaces son de
10M bps, y la velocidad de propagación de la señal eléctrica es 200m/µs.
Supóngase para que en el escenario que se plantea todas las máquinas tienen su caché de
ARP vacia. Sin embargo, las tablas de los encaminadores contienen entradas correctas
para encaminar paquetes a cada una de las máquinas presentes en la figura.
Si una entidad de transporte en A1 quiere enviar 800 octetos de datos a una entidad par
en B4:
(a) Dibuja el cronograma que describe los intercambios debidos a protocolos por encima
de Ethernet (IP, ARP y RARP).
5
1 byte 1 byte
Delim N(S)
0-1000bytes
4 bytes
1 byte
Cód. Redundancia Delim
Datos
Delim N(S) Delim
Figura 3: Formatos de trama (de datos, arriba, y de asentimiento) para el protocolo propietario
utilizado entre los encaminadores en el problema 9.
(b) Dibuja el cronograma que describe los intercambios de tramas Ethernet.
(c) Dibuja el paquete IP, junto con las tramas que son transmitidas en algún punto,
hasta que los datos de transporte finalmente llegan a la entidad de destino.
(d) Calcula el tiempo desde la recepción del primer bit por la entidad de red de A1
(desde la entidad de transporte) y la recepción del último bit por la entidad de
transporte de B3 (desde la entidad de red).
(e) Si la entidad Ethernet de A3 recibe datos para transmitir lo hará bajo determinadas condiciones, y en algunos casos se producirá colisión. Si el comienzo de la
transmisión en A1 es el tiempo t = 0, calcula cuál es el intervalo de tiempo (ej.
t ∈ [0, 1ms]) en el que si se produce la llegada de datos a la entidad Ethernet de
A3, esta transmitirá y se producirá colisión.
(f ) Repite el apartado (e) suponiendo que el protocolo MAC en la primera red local
es ALOHA puro.
Los formatos de la cabecera del paquete IP, de la trama Ethernet (802.3) y del paquete
ARP se pueden consultar en la documentación de clase y en la bibliografı́a. En la figura
3 se muestran los formatos de trama para el protocolo de parada y espera que se utiliza
entre los dos encaminadores (nótese que hay un formato de trama de datos y un formato
de trama de asentimiento). Rellena sólo los campos que conciernen a estos casos.
3.1.10.
Problema 10
Este problema discute ventajas y desventajas de las dos aproximaciones a la conmutación de
paquetes en casos particulares.
Supón una MAN compuesta de muchas redes LAN. Cada una de estas está conectada
al menos a un encaminador, pero en promedio a varios. Los encaminadores están conectados entre sı́ muy densamente (es decir, cada encaminador está conectado, no a todos,
pero sı́ a muchos de los otros encaminadores).
(a) Supón que el tráfico es alto, y que las PDUs del nivel de transporte son muy grandes
(en comparación con las PDUs del nivel de red). Supón que si se utiliza una red de
circuitos virtuales, se establece un circuito virtual para cada PDU de transporte,
y después de transmitir los datos de ésta, se libera el circuito virtual (esto no es
ası́ en muchas redes reales, pero sea en este problema).
En estas condiciones, discute si crees más conveniente implementar el nivel de
red como red de datagramas o de circuitos virtuales. Considera en tu discusión la
optimalidad del encaminamiento, la facilidad para el control de la congestión, la
posibilidad o no de garantizar un retardo y una varianza en el retardo pequeños
(nóta que ninguno de estos criterios se exige como primordial).
6
A
C
E
D
B
Figura 4: Red para el problema 11.
Dec
Bin
Hex
Dec
Bin
Hex
Dec
Bin
Hex
Dec
Bin
Hex
Dec
Bin
Hex
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
00000000
00000101
00001010
00001111
00010100
00011001
00011110
00100011
00101000
00101101
00110010
00110111
00111100
01000001
01000110
01001011
01010000
01010101
01011010
01011111
01100100
01101001
01101110
01110011
01111000
01111101
00
05
0a
0f
14
19
1e
23
28
2d
32
37
3c
41
46
4b
50
55
5a
5f
64
69
6e
73
78
7d
1
6
11
16
21
26
31
36
41
46
51
56
61
66
71
76
81
86
91
96
101
106
111
116
121
126
00000001
00000110
00001011
00010000
00010101
00011010
00011111
00100100
00101001
00101110
00110011
00111000
00111101
01000010
01000111
01001100
01010001
01010110
01011011
01100000
01100101
01101010
01101111
01110100
01111001
01111110
01
06
0b
10
15
1a
1f
24
29
2e
33
38
3d
42
47
4c
51
56
5b
60
65
6a
6f
74
79
7e
2
7
12
17
22
27
32
37
42
47
52
57
62
67
72
77
82
87
92
97
102
107
112
117
122
127
00000010
00000111
00001100
00010001
00010110
00011011
00100000
00100101
00101010
00101111
00110100
00111001
00111110
01000011
01001000
01001101
01010010
01010111
01011100
01100001
01100110
01101011
01110000
01110101
01111010
01111111
02
07
0c
11
16
1b
20
25
2a
2f
34
39
3e
43
48
4d
52
57
5c
61
66
6b
70
75
7a
7f
3
8
13
18
23
28
33
38
43
48
53
58
63
68
73
78
83
88
93
98
103
108
113
118
123
00000011
00001000
00001101
00010010
00010111
00011100
00100001
00100110
00101011
00110000
00110101
00111010
00111111
01000100
01001001
01001110
01010011
01011000
01011101
01100010
01100111
01101100
01110001
01110110
01111011
03
08
0d
12
17
1c
21
26
2b
30
35
3a
3f
44
49
4e
53
58
5d
62
67
6c
71
76
7b
4
9
14
19
24
29
34
39
44
49
54
59
64
69
74
79
84
89
94
99
104
109
114
119
124
00000100
00001001
00001110
00010011
00011000
00011101
00100010
00100111
00101100
00110001
00110110
00111011
01000000
01000101
01001010
01001111
01010100
01011001
01011110
01100011
01101000
01101101
01110010
01110111
01111100
04
09
0e
13
18
1d
22
27
2c
31
36
3b
40
45
4a
4f
54
59
5e
63
68
6d
72
77
7c
Cuadro 1: Correspondencias entre valor decimal, binario y hexadecimal para los números entre 0 y
127.
(b) ¿En qué cambia tu discusión anterior, si aún siendo la carga alta, el tamaño de
las PDUs de transporte es equivalente al de las de red (el resto de los supuestos
permanecen igual)?
(d) ¿En qué cambia tu respuesta en (a), si la carga es baja, y el tamaño de las PDUs
de transporte es muy grande (el resto de los supuestos permanecen igual)?
3.1.11.
Problema 11
En la red de la figura 4, A y B intercambian datos a ráfagas, generando un tráfico medio
de 5M bps. Igual ocurre entre C y D. La tasa de transmisión en toda la red es de 10M bps.
¿Puede ocurrir congestión? Si es ası́, ¿por qué, y cómo puede evitarse? Si no es ası́, ¿por
qué?
3.1.12.
Problema 12
Para hacer el apartado (b) es necesario que hayas hecho las últimas dos sesiones del laboratorio,
y para el resto de los apartados también te ayudará bastante. Puedes utilizar la tabla de conversión
entre formatos de representación numérica que se proporciona.
La red corporativa de la empresa Mikasa tiene diez máquinas, conectadas mediante
TCP/IP sobre Ethernet, cuyas denominaciones DNS, direcciones IP y direcciones Eth7
DNS
m1.mikasa.es
m2.mikasa.es
m3.mikasa.es
m4.mikasa.es
m5.mikasa.es
m6.mikasa.es
m7.mikasa.es
m8.mikasa.es
m9.mikasa.es
m10.mikasa.es
IP
150.150.150.7
150.150.150.12
150.150.151.17
150.150.151.22
150.150.151.27
150.150.151.32
150.150.151.37
150.150.150.42
150.150.150.1
150.150.151.21
150.150.151.31
150.150.150.41
MAC
aa:aa:aa:aa:aa:01
aa:aa:aa:aa:aa:02
aa:aa:aa:aa:aa:03
aa:aa:aa:aa:aa:04
aa:aa:aa:aa:aa:05
aa:aa:aa:aa:aa:06
aa:aa:aa:aa:aa:07
aa:aa:aa:aa:aa:08
aa:aa:aa:aa:aa:09
aa:aa:aa:aa:aa:0a
aa:aa:aa:aa:aa:0b
aa:aa:aa:aa:aa:0c
Cuadro 2: Denominaciones DNS, direcciones IP y direcciones Ethernet de las máquinas de la red
corporativa de la empresa Mikasa. Las máquinas m9 y m10 tienen dos interfaces de red, cada una
con su dirección IP.
ernet se recogen en la tabla 2, donde se puede comprobar que las máquinas m9 y m10
tienen dos interfaces de red. La máscara de subred es 255.255.255.240 en toda la red.
Utilizando la información mostrada, contesta a las siguientes preguntas:
(a) Dibuja la topologı́a lógica de la red, indicando en cada máquina su nombre DNS
(no hace falta que indiques el sufijo mikasa.es), la dirección IP y la dirección
MAC (puedes indicar tan sólo la parte que no es común, si indicas de qué dirección
hablas: por ejemplo “DNS: m1, IP: 150.7, MAC: 01”). Si una máquina tiene dos
direcciones IP y dos direcciones MAC, indica a qué subredes corresponde cada
una. NOTA: DNS (Domain Name System) es el sistema que relaciona nombres de
dominio (ej. balbas.tel.uva.es) con direcciones IP (ej. 157.88.130.64).
(b) ¿Qué información de la anterior podrı́as llegar a averiguar, y cuál no, si lo hicieses
desde la máquina m1, utilizando los protocolos de comunicaciones TCP/IP presentes
en el laboratorio?
(c) Si la máquina m1 tiene datos para la máquina m2, y forma con ellos un datagrama
IP. ¿Cuáles serán las direcciones IP de origen y destino? Si este datagrama IP
se encapsula en una trama Ethernet para llevarlo a su destino, ¿cuáles serán las
direcciones MAC de origen y destino en esta trama Ethernet?
(d) Si la máquina m1 tiene datos para la máquina m4, y forma con ellos un datagrama
IP. ¿Cuáles serán las direcciones IP de origen y destino? Si este datagrama IP
se encapsula en una trama Ethernet para llevarlo a su destino, ¿cuáles serán las
direcciones MAC de origen y destino en esta trama Ethernet?
(e) Si la máquina m3 envı́a una petición ARP para resolver la dirección MAC de la
máquina m5, ¿qué estaciones recibirán esta petición ARP? ¿Qué estaciones contestarán? ¿Qué estaciones recibirán la respuesta?
3.1.13.
Problema 13
La red corporativa de la empresa ACME ha comprado a la autoridad internacional de
asignación de números la red 200.200.200.0 (de clase C) para asignar direcciones IP
a sus máquinas. La empresa tiene 50 máquinas que se denominan m1.acme.es, . . . ,
m50.acme.es, y debe comprar tarjetas de red y asignar direcciones, para montar una
red TCP/IP que esté formada por un total de cinco segmentos Ethernet, cada uno de
ellos con diez máquinas (deben estar repartidas de forma que las máquinas m1 a m10
8
estén en el primer segmento, las máquinas m11 a m20 estén en el segundo segmento, y
ası́ sucesivamente).
Contesta a las siguientes preguntas sobre el diseño de la red:
(a) Indica cuáles son las máscaras de subred que podrı́an ser utilizadas para conseguir
este objetivo, y justifica por qué son válidas.
(b) Elige una máscara de subred, y da direcciones IP a las 50 máquinas. Si varias
máquinas tienen direcciones IP consecutivas no es necesario que especifiques las de
las 50 (por ejemplo, “las máquinas m1 a m10 tienen direcciones IP 200.200.200.1 a
200.200.200.10”).
(c) Supón que tienes 50 tarjetas de red con direcciones aa:aa:aa:aa:aa:01 hasta
aa:aa:aa:aa:aa:32, cada una de ellas asignada en secuencia a una máquina (m1
con la dirección aa:aa:aa:aa:aa:01, m2 con la dirección aa:aa:aa:aa:aa:02.. . ).
Decide si necesitas comprar alguna tarjeta más y cómo debe asignarse.
(d) Dibuja la topologı́a lógica de la red, indicando en cada máquina su nombre DNS
(no hace falta que indiques el sufijo acme.es), la dirección IP y la dirección MAC
(puedes indicar tan sólo la parte que no es común, si indicas de que dirección
hablas: por ejemplo “DNS: m1, IP: 200.7, MAC: 01”). Si una máquina tiene más
de una dirección IP o MAC, indica a qué subred corresponde cada una.
(e) ¿Es posible elegir entre varias topologı́as para conseguir la red deseada? Si no es
posible, indica cuál es el elemento que lo impide. Si es posible, indica criterios para
elegir entre ellas.
(f ) Si la máquina m1 tiene datos para la máquina m3, y forma con ellos un datagrama
IP. ¿Cuáles serán las direcciones IP de origen y destino? Si este datagrama IP se
encapsula en una trama Ethernet para llevarlo a su destino, ¿cuáles serán las direcciones MAC de origen y destino en esta trama Ethernet? Nota: puedes contestar
a este y los siguientes apartados usando los nombres simbólicos, como por ejemplo
“la dirección IP de m1” o “la dirección MAC de m1”.
(g) Si la máquina m15 tiene datos para la máquina m25, y forma con ellos un datagrama
IP. ¿Cuáles serán las direcciones IP de origen y destino? Si este datagrama IP
se encapsula en una trama Ethernet para llevarlo a su destino, ¿cuáles serán las
direcciones MAC de origen y destino en esta trama Ethernet?
(h) Si la máquina m25 envı́a una petición ARP para resolver la dirección MAC de
la máquina m26, ¿qué estaciones recibirán esta petición ARP? ¿Qué estaciones
contestarán? ¿Qué estaciones recibirán la respuesta?
3.2.
Cuestiones
A continuación se plantean una serie de cuestiones sobre las que deberı́as reflexionar:
Piensa en distintos problemas de comunicaciones e intenta razonar si deben ser resueltos con
servicios orientados a conexión o no. Intenta pensar si esta decisión debe llegar hasta la capa
de red.
Piensa una vez más entre las relaciones entre capas, y cómo se pueden ofrecer servicios orientados a conexión fiables sobre servicios no orientados a conexión y no fiables, y viceversa.
Intenta pensar ventajas e inconvenientes de las técnicas de conmutación de paquetes en redes
de datagramas y circuitos virtuales, y relacionarlas con escenarios concretos.
9
Profundiza en los problemas planteados en el tema anterior, donde varias redes están interconectadas (ahora por encaminadores) y algunas de las máquinas intercambian información.
Ten ahora en cuenta también la necesidad de traducir direcciones IP en direcciones MAC, que
lleva al uso del protocolo ARP.
Referencias
[LG00] A. León-Garcı́a and I. Widjaja. Communication networks: fundamental concepts and key
architectures. McGraw-Hill Higher Education, 2000.
[Sta00] W. Stallings. Comunicaciones y redes de computadoras. Prentice Hall, Madrid, 6a edición,
2000. Versión original en inglés de 2000.
[Tan03] A.S. Tanenbaum. Computer networks. Prentice Hall, 4a edición, 2003.
10