República Bolivariana de Venezuela Ministerio del poder popular

República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del poder popular para la Defensa
Universidad Nacional Experimental politécnica de la Fuerza Armada
Bolivariana
Núcleo Zulia- Maracaibo
Integrantes:
Perdomo César David
C.I.- 19.844.956
Profesor:
José Parra
Maracaibo, Febrero 2012
Índice
Arquitectura tcp/ip
- Características
- Funcionamiento del protocolo ip
- Direccionamiento ip
- Mascara de subred
- Clases de redes
- Datagrama ip
- Relación entre direcciones ip y relaciones físicas
- Tabla de direcciones ip
Bibliografía
Arquitectura TCP/IP
La arquitectura TCP/IP esta hoy en día ampliamente difundida, a pesar de
ser una arquitectura de facto, en lugar de ser uno de los estándares definidos por
la ISO, IICC, etc.
Esta arquitectura se empezó a desarrollar como base de la ARPANET (red
de comunicaciones militar del gobierno de los EE.UU), y con la expansión de la
INTERNET se ha convertido en una de las arquitecturas de redes más difundida.
El modelo TCP/IP, describe un conjunto de guías generales de diseño e
implementación de protocolos de red específicos para permitir que una
computadora pueda comunicarse en una red. TCP/IP provee conectividad de
extremo a extremo especificando como los datos deberían ser formateados,
direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos por el destinatario. Existen
protocolos para los diferentes tipos de servicios de comunicación entre
computadoras.
TCP/IP tiene cuatro capas de abstracción según se define en el RFC 1122.
Esta arquitectura de capas a menudo es comparada con el Modelo OSI de siete
capas.
EL modelo TCP/IP y los protocolos relacionados son mantenidos por
la Internet Engineering Task Force (IETF).
Para conseguir un intercambio fiable de datos entre dos computadoras, se
deben llevar a cabo muchos procedimientos separados.
El resultado es que el software de comunicaciones es complejo. Con un
modelo en capas o niveles resulta más sencillo agrupar funciones relacionadas e
implementar el software de comunicaciones modular.
Las capas están jerarquizadas. Cada capa se construye sobre su predecesora.
El número de capas y, en cada una de ellas, sus servicios y funciones son
variables con cada tipo de red. Sin embargo, en cualquier red, la misión de cada
capa es proveer servicios a las capas superiores haciéndoles transparentes el
modo en que esos servicios se llevan a cabo. De esta manera, cada capa debe
ocuparse exclusivamente de su nivel inmediatamente inferior, a quien solicita
servicios, y del nivel inmediatamente superior, a quien devuelve resultados.



Capa 4 o capa de aplicación: Aplicación, asimilable a las capas 5 (sesión),
6 (presentación) y 7 (aplicación) del modelo OSI. La capa de aplicación debía
incluir los detalles de las capas de sesión y presentación OSI. Crearon una
capa de aplicación que maneja aspectos de representación, codificación y
control de diálogo.
Capa 3 o capa de transporte: Transporte, asimilable a la capa 4
(transporte) del modelo OSI.
Capa 2 o capa de red: Internet, asimilable a la capa 3 (red) del modelo OSI.

Capa 1 o capa de enlace: Acceso al Medio, asimilable a la capa 1 (física) y
2 (enlace de datos) del modelo OSI.
Funcionamiento del Protocolo IP
Internet Protocol (en español Protocolo de Internet) o IP es un protocolo
no orientado a conexión, usado tanto por el origen como por el destino para la
comunicación de datos, a través de una red de paquetes conmutados no fiable y
de mejor entrega posible sin garantías.
El protocolo IP cubre tres aspectos importantes:
1.
Define la unidad básica para la transferencia de datos en una interred,
especificando el formato exacto de un Datagrama IP.
2. Realiza las funciones de enrutamiento.
3. Define las reglas para que los Host y Routers procesen paquetes, los
descarten o generen mensajes de error.
Los datos en una red basada en IP son enviados en bloques conocidos
como paquetes o datagramas (en el protocolo IP estos términos se suelen usar
indistintamente). En particular, en IP no se necesita ninguna configuración antes
de que un equipo intente enviar paquetes a otro con el que no se había
comunicado antes.
IP provee un servicio de datagramas no fiable (también llamado del mejor
esfuerzo (best effort), lo hará lo mejor posible pero garantizando poco). IP no
provee ningún mecanismo para determinar si un paquete alcanza o no su destino
y únicamente proporciona seguridad (mediante checksums o sumas de
comprobación) de sus cabeceras y no de los datos transmitidos. Por ejemplo, al
no garantizar nada sobre la recepción del paquete, éste podría llegar dañado, en
otro orden con respecto a otros paquetes, duplicado o simplemente no llegar. Si se
necesita fiabilidad, ésta es proporcionada por los protocolos de la capa de
transporte, como TCP.
Si la información a transmitir ("datagramas") supera el tamaño máximo
"negociado" (MTU) en el tramo de red por el que va a circular podrá ser dividida en
paquetes más pequeños, y reensamblada luego cuando sea necesario. Estos
fragmentos podrán ir cada uno por un camino diferente dependiendo de cómo
estén de congestionadas las rutas en cada momento.
Las cabeceras IP contienen las direcciones de las máquinas de origen y
destino (direcciones IP), direcciones que serán usadas por los enrutadores
(routers) para decidir el tramo de red por el que reenviarán los paquetes.
El IP es el elemento común en la Internet de hoy. El actual y más popular
protocolo de red es IPv4. IPv6 es el sucesor propuesto de IPv4; poco a poco
Internet está agotando las direcciones disponibles por lo que IPv6 utiliza
direcciones de fuente y destino de 128 bits (lo cual asigna a cada milímetro
cuadrado de la superficie de la Tierra la colosal cifra de 670.000 millones de
direcciones IP), muchas más direcciones que las que provee IPv4 con 32 bits. Las
versiones de la 0 a la 3 están reservadas o no fueron usadas. La versión 5 fue
usada para un protocolo experimental. Otros números han sido asignados,
usualmente para protocolos experimentales, pero no han sido muy extendidos.
Direccionamiento IP
Cada host y enrutador de Internet tiene una dirección IP, que codifica su número
de red y su número de host. La combinación es única: no hay dos máquinas que tengan la
misma dirección IP. Todas las direcciones IP son de 32 bits de longitud y se usan en los
campos de Dirección de origen y de Dirección de destino de los paquetes IP. En
importante mencionar que una dirección IP realmente no se refiere a un host. En realidad
se refiere a una interfaz de red, por lo que si un host está en dos redes, debe tener dos
direcciones IP. Sin embargo, en la práctica, la mayoría de los hosts se encuentran en una
red y, por lo tanto, tienen una dirección IP.
Por varias décadas, las direcciones IP se dividieron en cinco categorías, las cuales
se listan en la figura 5-55. Esta asignación se ha llamado direccionamiento con clase
(classful addressing). Ya no se utiliza, pero en la literatura aún es común encontrar
referencias. Más adelante analizaremos el reemplazo del direccionamiento con clase.
Los formatos de clase A, B, C y D permiten hasta 128 redes con 16 millones
de hosts cada una, 16,382 redes de hasta 64K hosts, 2 millones de redes (por
ejemplo, LANs) de hasta 256 hosts cada una (aunque algunas son especiales).
También soportan la multidifusión, en la cual un datagrama es dirigido a
múltiples hosts. Las direcciones que comienzan con 1111 se reservan para uso
futuro. Hay cerca de 500,000 redes conectadas a Internet, y la cifra se duplica
cada año. Los números de redes son manejados por una corporación no lucrativa
llamada ICANN (Corporación de Internet para la Asignación de Nombres y
Números) para evitar conflictos. A su vez, ICANN ha delegado partes del espacio
de direcciones a varias autoridades regionales, las cuales han repartido
direcciones IP a los ISPs y a otras compañías. Las direcciones de red, que son
números de 32 bits, generalmente se escriben en notación decimal con puntos.
En este formato, cada uno de los 4 bytes se escribe en decimal, de 0 a 255. Por
ejemplo, la dirección hexadecimal C0290614 se escribe como 192.41.6.20. La
dirección IP menor es 0.0.0.0 y la mayor 255.255.255.255.
Los valores 0 y −1 (todos 1s) tienen significado especial, como se muestra en la
figura 5-56. El valor 0 significa esta red o este host. El valor −1 se usa como
dirección de difusión para indicar todos los hosts de la red indicada.
La dirección IP 0.0.0.0 es usada por los hosts cuando están siendo
arrancados, pero no se usa después. Las direcciones IP con 0 como número de
red se refieren a la red actual. Estas direcciones permiten que las máquinas se
refieran a su propia red sin saber su número (pero tiene que saber su clase para
saber cuántos 0s hay que incluir). La dirección que consiste solamente en 1s
permite la difusión en la red local, por lo común una LAN. Las direcciones con un
número de red propio y solamente unos en el campo de host permiten que las
máquinas envíen paquetes de difusión a LANs distantes desde cualquier parte de
Internet. Por último, todas las direcciones de la forma 127.xx.yy.zz se reservan
para direcciones locales de prueba (loopbacks). Los paquetes enviados a esa
dirección no se colocan en el cable; se procesan localmente y se tratan como
paquetes de entrada. Esto permite que los paquetes se envíen a la red local sin
que el transmisor conozca su número.
Mascara de Subred
Los Id. De red y de host en una dirección IP se distinguen mediante una
máscara de subred. Cada máscara de subred es un número de 32 bits que utiliza
grupos de bits consecutivos de todo unos (1) para identificar la parte de Id. De red
y todo ceros (0) para identificar la parte de Id. De host en una dirección IP.
Básicamente, mediante la máscara de red una computadora
(principalmente la puerta de enlace, router...) podrá saber si debe enviar los datos
dentro o fuera de las redes. Por ejemplo, si el router tiene la dirección IP
192.168.1.1 y máscara de red 255.255.255.0, entiende que todo lo que se envía a
una dirección IP que empiece por 192.168.1 va para la red local y todo lo que va a
otras direcciones IP, para afuera (internet, otra red local mayor...).
Supongamos que tenemos un rango de direcciones IP desde 10.0.0.0 hasta
10.255.255.255. Si todas ellas formaran parte de la misma red, su máscara de red
sería: 255.0.0.0. También se puede escribir como 10.0.0.0/8
Como una máscara consiste en una seguidilla de unos consecutivos, y
luego ceros (si los hay), los números permitidos para representar la secuencia son
los siguientes: 0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254 y 255.
La representación utilizada se define colocando en 1 todos los bits de red
(máscara natural) y en el caso de subredes, se coloca en 1 los bits de red y los
bits de host usados por las subredes. Así, en esta forma de representación
(10.0.0.0/8) el 8 sería la cantidad de bits puestos a 1 que contiene la máscara en
binario, comenzando desde la izquierda. Para el ejemplo dado (/8), sería
11111111.00000000.00000000.00000000 y en su representación en decimal sería
255.0.0.0.
Una máscara de red representada en binario son 4 octetos de bits
(11111111.11111111.11111111.11111111).
Ejemplo
8bit x 4 octetos = 32 bit. (11111111.11111111.11111111.11111111 =
255.255.255.255)
8bit x 3 octetos = 24 bit. (11111111.11111111.11111111.00000000 =
255.255.255.0)
8bit x 2 octetos = 16 bit. (11111111.11111111.00000000.00000000 =
255.255.0.0)
8bit x 1 octetos = 8 bit. (11111111.00000000.00000000.00000000 =
255.0.0.0)
En el ejemplo 10.0.0.0/8, según lo explicado anteriormente, indicaría que la
máscara de red es 255.0.0.0
Las máscaras de redes , se utilizan como validación de direcciones
realizando una operación AND lógica entre la dirección IP y la máscara para
validar al equipo, lo cual permite realizar una verificación de la dirección de la Red
y con un OR y la máscara negada se obtiene la dirección del broadcasting.
Clases de Redes
A lo largo de la historia y como ha venido evolucionando la tecnología y que
el mundo necesita estar en constante comunicación, se observa un gran avance
en cuanto a las tecnología de redes, y sus diferentes tipos de configuraciones y los
modos como se trasmite información y la constante comunicación de las personas
mediante voz, audio y video.
Redes de Área Local (LAN)
Son privadas y se usan para conectar computadores personales y
estaciones de trabajo de una oficina, fábricas, otro objetivo intercambian
información. Las LAN están restringidas en tamaño porque el tiempo de
transmisión está limitado, opera a una velocidad de 10 a 100 mega bites por
segundo. El material para una conexión puede ser cable coaxial un cable de dos
hilos, fibra óptica o cable U T P, se pueden efectuar conexiones inalámbricas
empleando transmisiones de infrarrojos.
Las redes emplean protocolos o reglas para intercambiar información,
impidiendo una colisión de datos, se emplean protocolos como Ethernet o token
Ring
Redes de Área Amplia (WAN)
Es extensa geográficamente en un país o continente, utiliza maquinas
Hosts conectadas por una subred de comunicaciones para conducir mensajes de
una hosts a otra, en redes amplias la subred tiene dos componentes las líneas de
transmisión y los elementos de conmutación que son computadoras
especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión.
Las WAN contienen numerosos cables y hacen uso de enrutadores, en el
caso de no compartir cables y desean comunicarse lo hacen por medio de otros
enrutadores intermedios hasta que la línea de salida este libre y se reenvía y una
subred basado en este principio se llama punto a punto.
Algunas posibles topologías diseñadas de interconexión de enrutador tienen
topologías irregulares como son de anillo, árbol, completa, intersección de anillos,
irregular, estrella.
Red de Área Metropolitana (MAN)
Para extenderse a lo largo de una ciudad se puede conectar un cierto
número de LAN en una red mayor de manera que se puedan compartir recursos
de una LAN a otra haciendo uso de una MAN se conectan todas las LAN de
oficinas dispersas.
Redes de Punto a Punto
Conexiones directas entre terminales y computadoras, tienen alta velocidad
de transmisión, seguras, inconveniente costo, proporciona más flexibilidad que
una red con servidor ya que permite que cualquier computadora comparta sus
recursos.
Redes de Difusión
Poseen un solo canal de comunicaciones compartido por todas las
maquinas de la red, cuando el mensaje es enviado se recibe por todas las demás
verifican el campo de dirección si es para ella se procesa de lo contrario se ignora.
Pero este tipo de red permite mediante un código la posibilidad de dirigir un
paquete a todos los destinos permitiendo que todas las maquinas lo reciban y
procesen.
Redes Conmutadas
Los datos provienen de dispositivos finales que desean comunicarse
conmutando de nodo a nodo objetivo facilitar la comunicación.
Datagrama IP
El datagrama IP es la unidad de transferencia en las redes IP. Básicamente
consiste en una cabecera IP y un campo de datos para protocolos superiores. El
datagrama IP está encapsulado en la trama de nivel de enlace, que suele tener
una longitud máxima (MTU, Maximum Transfer Unit), dependiendo
del hardware de red usado. Para Ethernet, esta es típicamente de 1500 bytes. En
vez de limitar el datagrama a un tamaño máximo, IP puede tratar la fragmentación
y el reensamblado de sus datagramas. En particular, IP no impone un tamaño
máximo, pero establece que todas las redes deberían ser capaces de manejar al
menos 576 bytes. Los fragmentos de datagramas tienen toda una cabecera,
copiada básicamente del datagrama original, y de los datos que la siguen. Los
fragmentos se tratan como datagramas normales mientras son transportados a su
destino. Nótese, sin embargo, que si uno de los fragmentos se pierde, todo el
datagrama se considerará perdido, y los restantes fragmentos también se
considerarán perdidos.
La cabecera del datagrama IP está formada por los campos que se
muestran en la figura 3.4.
Donde:
Versión: es la versión del protocolo IP. La versión actual es la 4. La 5 es
experimental y la 6 es IPng.
Hdr Len: es la longitud de la cabecera IP contada en cantidades de 32 bits.
Esto no incluye el campo de datos.
Type Of Service: es el tipo de servicio es una indicación de la calidad del
servicio solicitado para este datagrama IP. Una descripción detallada de este
campo se puede encontrar en el RFC 1349.
Total Length: es la longitud total del datagrama, cabecera y datos,
especificada en bytes.
Identification: es un número único que asigna el emisor para ayudar a
reensamblar un datagrama fragmentado. Los fragmentos de un datagrama
tendrán el mismo número de identificación.
Flags: son flags para el control de fragmentación.
Por mencionar algunos.
Una red de datagramas no es, sin embargo, o bien una red sin conexión o
bien orientada a conexión. De hecho, una red de datagramas puede proporcionar
servicios sin conexión a algunas de sus aplicaciones y servicio con conexión a
otras. Por ejemplo, internet, que es una red de datagramas, proporciona ambos
servicios a sus aplicaciones.
Relación entre la dirección IP y la dirección física
La dirección física de un dispositivo dentro de una red es diferente a la
dirección IP. El caso más común es la dirección Ethernet que tiene 48 bits. Esta
dirección identifica a cada placa de red que conforma una red. Para que los datos
encuentren su destino, debe existir una tabla o lista que relacione una dirección
con otra. En TCP/IP, existe una facilidad denominada Protocolo de Resolución de
Direcciones (Address Resolution Protocol), que gestiona dicha tabla.
Dirección IP
Dirección Física
Es la identificación (número) de una
máquina en concreto dentro de la red
TCP/IP a la que pertenece
Es el elemento inalterable de un
componente de red en Ethernet.
Cada computadora está identificada en
Internet por una dirección numérica (por
ejemplo: 435.157.7.70)
Es un número único que no se repite
Cada dirección IP tiene una dirección DNS
correspondiente (por ejemplo:
www.dominio.com).
Es sinónimo de un número que identifica
un sitio web en Internet.
Es cualquier dirección única que
identifica una tarjeta Hardware, un
código de red o algo dependiente del
fabricante o del equipo físico.
También es conocida como Dirección
MAC, Dirección de Adaptador o
Dirección de Hardware, esta es un
identificador que poseen las tarjetas de
red y es la que se necesita para
reconocer tu equipo.
Es sinónimo de dirección de hardware
Tabla de enrutamiento IP
Todos los equipos que ejecutan TCP/IP toman decisiones de enrutamiento.
Estas decisiones están controladas por la tabla de enrutamiento IP. Para mostrar
la tabla de enrutamiento IP en equipos que ejecutan sistemas operativos Windows
Server 2003, puede escribir route print en el símbolo del sistema.
La siguiente tabla muestra un ejemplo de tabla de enrutamiento IP. En este
ejemplo se utiliza un equipo que ejecuta Windows Server 2003, Standard Edition
con un adaptador de red de 10 megabytes y la siguiente configuración:



Dirección IP: 10.0.0.169
Máscara de subred: 255.0.0.0
Puerta de enlace predeterminada: 10.0.0.1
Parte 1
Parte 2
Parte 3
En las siguientes secciones se describe cada una de las columnas de la
tabla de enrutamiento IP: destino de red, máscara de red, puerta de enlace,
interfaz y métrica.
Destino de red
El destino de red se utiliza junto con la máscara de red para la coincidencia
con la dirección IP de destino. El destino de red puede encontrarse entre 0.0.0.0,
para la ruta predeterminada, y 255.255.255.255, para la difusión limitada, que es
una dirección de difusión especial para todos los hosts del mismo segmento de
red.
Máscara de red
La máscara de red es la máscara de subred que se aplica a la dirección IP
de destino cuando se produce la coincidencia con el valor del destino de red.
Cuando la máscara de red se escribe en binario, los "1" deben coincidir pero no es
necesario que los "0" coincidan. Por ejemplo, una ruta predeterminada que utiliza
una máscara de red 0.0.0.0 se traduce al valor binario 0.0.0.0, por lo que no es
necesario que los bits coincidan. Una ruta de host (una ruta que coincide con una
dirección IP) que utiliza una máscara de red de 255.255.255.255 se traduce a un
valor binario de 11111111.11111111.11111111.11111111, por lo que todos los
bits deben coincidir.
Puerta de enlace
La dirección de la puerta de enlace es la dirección IP que utiliza el host local
para reenviar datagramas IP a otras redes IP. Puede tratarse de la dirección IP de
un adaptador de red local o de un enrutador IP (por ejemplo, el enrutador de una
puerta de enlace predeterminada) del segmento de red local.
Interfaz
La interfaz es la dirección IP configurada en el equipo local para el
adaptador de red local que se utiliza cuando se reenvía un datagrama IP en la red.
Métrica
La métrica indica el costo del uso de una ruta, que suele ser el número de
saltos al destino IP. Cualquier destino en la subred local está a un salto de
distancia y cada enrutador que se atraviesa en la ruta es un salto adicional. Si
existen varias rutas al mismo destino con diferentes métricas, se selecciona la ruta
con menor métrica.
Bibliografía
Redes de Computadoras. Andrew S. Tanenbaum. Prentice Hall. Edition 4
Redes de Computadoras. James F. Kurose. Keith W. Ross. Prentice Hall. Edition
2
Wikipedia