Comunicaci

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Comunicación de Datos I

• IP, ARP, Subredes, Reenvío de Paquetes,
  Construcción de Tablas de Ruteo

2
Algunas preguntas

• Cómo se relaciona lo visto hasta ahora con
  Internet?
• Qué es esa dirección IP que se configura cuando
  quiero tener acceso a una red? Y la máscara?
• Cómo se relacionan todos estos elementos con
  Ethernet?

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TCP/IP

• Conjunto de Protocolos utilizados en Internet.

Proceso usuario
Proceso usuario
APLICACION
Processs/Application layer
PRESENTACION
SESION
Transport layer
TRANSPORTE
UDP
Internet layer
ICMP
IP
IGMP
RED
ARP
Interface
RARP
ENLACE
Link layer
FISICA
IEEE 802.2 ETHERNET ATM X.25 SLIP
PPP
OSI/ISO
TCP/IP
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TCP/IP - Resumen

• Link Layer Contiene toda la funcionalidad para
  enviar una trama de bits sobre un medio físico a
  otro sistema. A su vez organiza los datos a
  enviar en una unidad de datos llamada frame y se
  encarga de su envío a un equipo adyacente.
• Network Layer Envía datos en la forma de
  paquetes desde un origen a un destino, a lo largo
  de tantos vínculos como sea necesario aunque los
  mismos no sean adyacentes
• Transport Layer Referido al envío de información
  entre procesos.
• Application Layer Referido a diferencias en
  representaciones internas de datos, interfaces de
  usuario y otros requerimientos del mismo

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Dirección física o MAC

• MAC (Media Access Control)
• Es un número único asignado a cada tarjeta de
  red.
• 48 bits. 24 bits asignados por la IEEE al
  fabricante (OUI). 24 bits asignados por el
  fabricante como número de serie.
• En la mayoría de los casos no se necesita
  conocerla, salvo para hacer filtrado en redes
  wireless por dir MAC.
• Comandos en Windows IPCONFIG /ALL y GETMAC.

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Direcciones IP - Introducción

• Identifican unívocamente un punto de acceso
  (interfaz) a la red y tienen un significado
  global en Internet. Un router tiene varias.
• Son números de 32 bits, expresados en notación
  decimal con puntos, byte a byte (p.ej.
  123.3.45.77).
• Para facilidad de los usuarios, se define un
  mapping estático de las direcciones IP con
  nombres mas legibles para las personas (DNS -
  Domain Name Server).

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Direcciones IP - Introducción

• Esquema jerárquico, constan de una parte que
  indica de qué red física se trata, y otra que
  indica la interface o punto de conexión a la red
  (host).
• El componente RED de la dirección IP se utiliza
  para ubicar la red física de destino (ruteo) y el
  componente HOST se utiliza para identificar la
  interfaz dentro de esa red física
• Las direcciones IP son identificadores en una red
  virtual en última instancia deben ser mapeadas
  a direcciones físicas de las distintas subredes
  (X.25, Ethernet, etc.). Este proceso se denomina
  resolución de direcciones.
• Evolución subnetting y classless addressing.

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Direcciones IP - Introducción
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Direcciones IP No asignables

• La dirección 255.255.255.255 se utiliza para
  indicar broadcast en la propia red.
• La dirección 0.0.0.0 identifica al host actual.
• Las direcciones con el campo host todo a ceros
  identifican redes.
• La dirección con el campo host todo a unos se
  utiliza como dirección broadcast dentro de la
  red.
• La dirección con el campo red todo a ceros
  identifica a un host en la propia red.
• La dirección 127.0.0.1 se utiliza para pruebas
  loopback.
• Las redes 127.0.0.0, 128.0.0.0, 191.255.0.0,
  192.0.0.0 y el rango de 240.0.0.0 en adelante
  (clase E) están reservados y no deben utilizarse.
• Las redes 10.0.0.0 (clase A), 172.16.0.0 a
  172.31.0.0 (clase B) y 192.168.0.0 a
  192.168.255.0 (clase C) están reservadas para
  redes privadas ('intranets') por el RFC 1918.

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Direcciones IP - Ejemplo
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De MAC a IP (ARP)

• ARP (Address Resolution Protocol) tiene como
  misión precisamente traducir la dirección IP de
  una máquina a la dirección física del adaptador
  de red.
• Internet está basado en direcciones IP.
• Ethernet está basado en direcciones MAC.

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Funcionamiento

• Un Equipo envía un ARP Request en broadcast
  preguntando por la dirección física de una
  determinada IP.
• Le responde el equipo que tiene esa IP con un ARP
  Reply que le informa la dirección física.
• Debido a que enviar ARP Request/Reply para cada
  paquete IP introduce demasiado overhead, cada
  host mantiene una tabla ARP donde cada entrada
  expira después de 20 minutos.

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Esquema
ARP Reply desde Router137 Source hardware
address 00e0f923a820 Source protocol
address 128.143.137.1 Target hardware address
00a02471e444Target protocol address
128.143.137.144
ARP Request de Argon Source hardware address
00a02471e444Source protocol address
128.143.137.144Target hardware address
000000000000Target protocol address
128.143.137.1
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Formato del paquete ARP
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Tablas ARP

• Por cada interfaz del Router se construye una
  tabla ARP (Address Resolution Protocol), la cuál
  contiene información que asocia una dirección
  hardware (Ethernet MAC) con una determinada
  dirección IP.

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Tablas de Ruteo

• Red de destino Red de destino del datagram.
• D/I indica si el datagram debe será enviado a su
  dirección de destino o a un router intermedio.
• Dir. router dirección del router a través del
  cual se accederá a la red destino.
• Interface salida física (p.ej. LAN Ethernet) por
  la cual se debe enviar el datagram.

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Direcciones IP - Ejemplo
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Máscara de subred

• La máscara de red es un número con el formato de
  una dirección IP que nos sirve para distinguir
  cuando una máquina determinada pertenece a una
  subred.
• En formato binario todas las máscaras de red
  tienen los "1" agrupados a la izquierda y los "0"
  a la derecha.
• Ejemplo 11111111 11111111 11111111 00000000
• 255 255 255 0
• Para obtener a que red pertenece un equipo con
  una dirección IP dada debo realizar la operación
  lógica AND (bit a bit) entre esta y la máscara
  correspondiente.
• Ejemplo
• 150.214.141.32          10010110.1101010.1000110
  1.00100000
• 255.255.255.0            11111111.1111111.111111
  11.00000000
• ________________________________________________
  ____
• 150.214.141.0            10010110.1101010.100011
  01.00000000

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Subredes - Introducción

• Cuando una red se vuelve muy grande, conviene
  dividirla en subredes lógicas.
• Algunos bits de la parte de host se pasan a la
  parte de red, quedando la dirección divida en
  Red-Subred-Host
• Sirve para establecer una estructura jerárquica y
  poder administrar la red de manera más manejable
• Se utiliza un parámetro de 32 bits (máscara) para
  determinar dónde está la frontera entre red y host

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Subredes Ejemplo

• Supongamos que queremos dividir la red 200.3.25.0
  en 8 subredes
• Red Original
• Red Subdividida

24 bits
8 bits
Red (200.3.25)
Host
Máscara de 24 bits
11111111 . 11111111 . 11111111 . 00000000
24 bits
3 bits 5 bits
Red (200.3.25)
SR
Host
Máscara de 27 bits
11111111 . 11111111 . 11111111 . 111 00000
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Subredes Ejemplo (cont)

• La máscara de subred para este caso es
  255.255.255.224. Las subredes resultantes de la
  red 200.3.25.0/27 son

Red Rango Host Rango Host Broadcast
200.3.25.0 200.3.25.1 200.3.25.30 200.3.25.31
200.3.25.32 200.3.25.33 200.3.25.62 200.3.25.63
200.3.25.64 200.3.25.65 200.3.25.94 200.3.25.95
200.3.25.96 200.3.25.97 200.3.25.126 200.3.25.127
200.3.25.128 200.3.25.129 200.3.25.158 200.3.25.159
200.3.25.160 200.3.25.161 200.3.25.190 200.3.25.191
200.3.25.192 200.3.25.193 200.3.25.222 200.3.25.223
200.3.25.224 200.3.25.225 200.3.25.254 200.3.25.255
22
Subredes Ejemplo (cont)
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Reenvío de Paquetes

• Función correspondiente al nivel IP
• Para un datagrama debe decidirse, en base a su
  dirección de destino, hacia qué equipo enviarlo
• La decisión se toma en base a tablas de ruteo
• Un equipo que sólo funcione como host no reenvía
  datagramas

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• Envío de datagrama
• Acceder a tabla ARP de interface en tabla de
  ruteo
• Obtener dirección de hardware correspondiente a
  dir. IP
• Encapsular el dg original en frame de la red, con
  dirección
• de hardware destino igual a la accedida en la
  tabla

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Reenvío de Paquetes
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Comandos en Linux

• arp
• Permite visualizar y manejar las entradas a la
  tabla ARP cuyo objetivo es manejar las mapeos
  entre las direcciones MAC e IP
• Principales usos y Sintaxis
• arp -a para obtener todas las entrada ARP de
  la tabla
• arp -d nombre_de_la_máquina para suprimir una
  entrada de la tabla
• arp -s nombre_de_la_máquina dirección_mac
  para añadir una nueva entrada en la tabla

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Comandos en Linux

• ifconfig
• Permite configurar una interfaz de red
• ifconfig interfaz dirección opciones
• Sin argumentos detalla el estado de todas las
  interfaces del equipo
• Con el nombre de una interfaz muestra el estado
  de esa interfaz solamente
• interfaz es el nombre de la interfaz con la que
  se va a operar. Ej eth0
• dirección es la dirección IP que se asigna a
  dicha interfaz. Ej 192.168.0.2

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Comandos en Linux

• ifconfig interfaz dirección opciones
• opciones
• up Marca la interfaz como disponible para que sea
  usada por la capa IP
• Ej ifconfig eth0 up
• down Marca la interfaz como inaccesible a la
  capa IP
• Ej ifconfig eth0 down
• netmask dirección Esto asigna una máscara de
  subred a una interfaz.
• Ej ifconfig eth0 netmask 255.255.255.0
• broadcast dirección Si se da un argumento de
  dirección, establece la dirección de emisión
  broadcast de la interfaz
• Ej ifconfig eth0 broadcast 192.168.1.255

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Comandos en Linux

• ping
• Es una herramienta de red que sirve para
  comprobar entre redes si llegamos a un host
  remoto.
• ping opciones destino
• donde el destino es la dirección IP o la
  dirección DNS del host al que queremos comprobar
  que llegamos desde nuestra red. Ej 192.168.0.2
• Opciones
• -R Muestra la traza del paquete que es enviado y
  recibido. De esta forma, se pueden observar los
  distintos saltos que atraviesa el paquete hasta
  llegar al destino.
• Muchas más..

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IpRoute2

• Iproute2 es un paquete de utilidades desarrollado
  por Alexey Kuznetsov. Este paquete es un conjunto
  de herramientas muy potentes para administrar
  interfaces de red y conexiones en sistemas Linux.
• Reemplaza completamente las funcionalidades
  presentes en ifconfig, route, y arp y las
  extiende llegando a tener características
  similares a las provistas por dispositivos
  exclusivamente dedicados al ruteo y control de
  tráfico.
• Este paquete lo podemos encontrar incluido en
  distribuciones de Debian y RedHat con versiones
  del núcleo mayores a 2.2.

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IpRoute2

• ip OPTIONS OBJECT COMMAND ARGUMENTS
• ip route
• Add
• Syntaxis
• ip route add ltNet/IPgt/ltMaskgt via ltGatewaygt dev
  ltIntXgt
• Ejemplo
• Agregar un camino hacia la red 10.0.0/24 por la
  puerta de enlace 192.168.0.2
• ip route add 10.0.0.0/24 via 192.168.0.2
• Agregar un camino por por la puerta de enlace
  192.168.1.1 a través de la interfaz eth0
• ip route add default via 192.168.1.1 dev eth0
• Show
• ip route show20.20.20.2/24 via 192.168.1.1 dev
  eth0default via 192.168.1.1 dev eth0

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IpRoute2

• List
• ip route list 10.0.0.0/24 dev eth0 proto
  kernel scope link src 10.0.0.1 10.0.1.0/24 dev
  eth1 proto kernel scope link src 10.0.1.1
  10.0.0.0/8 dev eth0 proto kernel scope link src
  10.0.0.1 127.0.0.0/8 dev lo scope link
• ip route list match 10.0.1.2 10.0.1.0/24 dev
  eth1 proto kernel scope link src
  10.0.1.110.0.0.0/8 dev eth0 proto kernel scope
  link src 10.0.0.1
• ip route list match 10.0.1.2/810.0.0.0/8 dev
  eth0 proto kernel scope link src 10.0.0.1
• Delete
• Elimina una entrada de la tabla de ruteo
• Replace
• Crea o cambia una entrada de la tabla de ruteo
• Change
• Cambia una entrada de la tabla de ruteo