3 introducción a la computación y redes2

8/18/2019 3 Introducción a La Computación y Redes2

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Módulo 3 Introducción a la computación y redes Diplomado Seguridad Informática

Introducción a la Computacióny a las Redes (Redes LAN & WAN)

Fernando Zepeda

CCAI, CCNA, CCNPI!"#$C!#

%


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Contenido

• Protocolos de ransmisión de atos

– Protocolos de LAN – Protocolos de WAN

'


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Protocolos de ransmisión

o you spea !nlis* +


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!t*ernet y Fast !t*ernet

-.u/, cómo y por 0u/+

!l sentido aristot/lico de la 1ida2

3


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!t*ernet4 la .uintaescencia (oda una cosmolo5a)

• !t*ernet

#undo "u6lunar

#undo "upralunar

• 7riinalmente dic*o nom6re 8ue asinado para *acer /n8asisen la capacidad de la tecnolo5a de 8uncionar en cual0uiercomputadora por0ue la 1ersión oriinal 8ue desarrollada para

la computadora del Centro de In1estiación de Palo Alto9

Para emócrito, la realidadest: compuesta por doscausas (o elementos)4 ;< ?


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7rien de !t*ernet

• La 1ersión prototipo 8ue desarrollada por #etcal8e y Dos ensu pu6licación4 !t*ernet4 istri6uted Pacet "Eitc*in 8or

Local Computer NetEors en %GH9• I creó un est:ndar para !t*ernet en %JK (19 %9K, conocido

como I !t*ernet) y %J' (19 '9K, conocido como !t*ernet II

o simplemente !t*ernet)9• !l Instituto de Inenieros !l/ctricos y !lectrónicos (I!!!) creó

el rupo de tra6ao JK'9 0ue desarrolló una normainternacional 6asada en la seunda 1ersión de !t*ernet

llamada o8icialmente M(C"#AC) Access #et*od andP*ysical Layer "peci8icationsO9

H


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7rien de !t*ernet

• La norma I!!! JK'9 6uscó total compati6ilidad con

!t*ernet II por lo 0ue son tecnolo5as muy parecidas9• !n eneral, los t/rminos !t*ernet y JK'9 se usan

casi indistintamente por su ran parecido9

• !l rupo de tra6ao, desde la primera 1ersión de lanorma en %J, *a *ec*o areados ymodi8icaciones al mismo dependiendo de lasnecesidades y nue1as tecnolo5as9

G


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Pero2 -0u/ es !t*ernet+

• !t*ernet es una tecnolo5a pararedes, utiliada en especial enredes de :rea local (LAN)9 – Dest$!88ort9

– "in prioridades9

– Con capacidad para detectarcolisiones (sin e1itarlas)9

• !n el modelo 7"I, !t*ernet seencara de4 – La parte 6aa de la capa de !nlace

de atos (el control de acceso al

medio, #AC)9 – La capa 85sica9

J

Mód l 3 I d ió l ió d Di l d S id d I f áti


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Pero2 -0u/ es !t*ernet+

• !t*ernet incluye 1ariastecnolo5as de transmisión a ni1el85sico4 – Fi6ra óptica – Ca6le coaQial – Ca6le P9

• !t*ernet conunta todas esas

tecnolo5as en una sola t/cnicade acceso al medio4 C"#A C9• Las partes principales son4

– !l medio para transportar lain8ormación9

– !l conunto de relas paracompartir ese medio9

– !l m/todo comSn para *aceren15os (la trama)9

Mód l 3 I t d ió l t ió d Di l d S id d I f áti


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Capa 85sica9 Identi8icador• Las primeras con8iuraciones de red (las de ca6le coaQial) utilia6an la

notación Capacidad ipo de transmisión Lonitud9 – Capacidad9 La tasa m:Qima de transmisión en #6ps (i9e9 %K T %K#6ps)9

– ipo de transmisión9 na sola transmisión (DA"!DAN) o mSltiples se@ales

(DR7ADAN)9 – Lonitud9 #Sltiplos de %KK m del semento m:Qimo (i9 e9 T KK m)

• !n la actualidad el tercer campo se usa como identi8icador de la tecnolo5a4 para P y F para 8i6ra óptica9 Uay di1ersas 1ariantes dependiendo de la

tecnolo5a en cuestión9

%K

Mód l 3 I t d ió l t ió d Diplomado Seguridad Informática


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Dos pares de alambres

trenzados de cobre 100

ohms (generalmente se

incluyen 4 pares porcable).

Par trenado sin recu6rimiento (P) cateor5a

• ecnolo5a 6arata, escala6le y 8leQi6le9 – %KDA"!$ $ JK'9i, %K

• an Stil 0ue se conser1ó en Fast !t*ernet9

Máximo 12estaciones por

concentrador (Hub),

corridas de máximo

100 m de cable.

Topología tipo

Estrella (el cable

de cada estación

va a un

concentrador).

Half-duplex o full-duplexopcional. Se puede utilizar

un par para recibir y otro

para enviar al mismo

tiempo.

Un cable dedicado

para cada estación con

conectores RJ-45.

• El más sencillo de

instalar.

• El más barato.

•.Mucha susceptibilidad al

ruido.

%%



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!n el caso pr:ctico

• odas las tecnolo5as de !t*ernet utilian codi8icación#anc*ester de6ido a 0ue es 8:cil recuperar el relo parae8ectos de sincron5a9

• La tecnolo5a m:s Stil de todas las contenidas en !t*ernet esP por su 8acilidad de mantenimiento y 6ao costo9

%'



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Fast !t*ernet

• Fast !t*ernet 8ue la respuesta de la I!!! ante lademanda de mayor 1elocidad y la dominancia detecnolo5as como FI 0ue comenaron a tener meor

1elocidad pero eran m:s complicadas9• Uu6o dos en8o0ues para resol1er el pro6lema4

– no intentó interar las tecnolo5as de !t*ernet yFI9 !1entualmente se creó un comit/ eQclusi1opara esto y se le llamó %KKV$AnyLAN, la norma

I!!! JK'9%'9 – !l otro simplemente adaptó la tecnolo5a eQistente

a una nue1a 1elocidad9 !l resultado 8ue JK'9u oFast !t*ernet en % con dos implementacionesen P y una en 8i6ra óptica9

•

La ran 1entaa de Fast !t*ernet es 0ue siuió utiliandoC"#A C con lieros cam6ios y trató de interar lastecnolo5as pre1ias (P y Fi6ra ptica) lo 0ue *ace lamiración de una a otra tecnolo5a muy sencilla adem:sde ser totalmente compati6les9

%



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• !Qisten dos tramas4 la creada por I y lacreada por la I!!!9 Am6as tramas sonllamadas como su est:ndar respecti1o, esdecir !t*ernet II y JK'9 respecti1amente9

• Las di8erencias entre cada una sonm5nimas permitiendo *acer uso casi

indistinto de ellas9

La trama

%3



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C"#A C

• C"#A C (Carrier "ense #ultiple Access Eit* Collisionetection) es el m/todo de acceso al medio de todas (6ueno,

casi todas) las tecnolo5as de !t*ernet y Fast !t*ernet9• etector de en1ol1ente (Carrier "ense) se re8iere a 0ue el

dispositi1o es capa de detectar si el medio est: siendoutiliado o no9

• Acceso mSltiple (#ultiple Access) se re8iere a 0ue 1ariosdispositi1os pueden utiliar el mismo medio para trasmitirdatos9

• etección de colisiones (Collision etection) se re8iere a la

capacidad de los dispositi1os de detectar cuando se *aproducido una colisión en el medio (lo 0ue 0uiere decir 0ue*a65a m:s de un dispositi1o transmitiendo)9

%



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iarama de 8luo

• !ste nom6re indica elprocedimiento eneralseuido por la capa delacceso al medio para

transmitir una trama9• Las capas superiores

solicitan acceso al medio

para transmitir ciertain8ormación9

%H



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Módulo 3 Introducción a la computación y redes p g

Procedimiento

• La su6capa de control de enlace lóicorellena los campos de dirección, datos

y tipo en su caso9

"ource estination

AF4C4'3 !443F

ata

K%K%K%%%K%KKK%K%KK%K%KK%KK%KK%%%%K%K2

X La su6capa de control de acceso almedio se encara de calcular los dem:scampos9

Lent* FC"PA

K%KK%%%K%2

%G



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p y p g

Procedimiento

• na 1e ela6orada la trama seescuc*a el canal y si no estaocupado se empiea latransmisión9

• na colisión ser: detectada

de6ido a 0ue los ni1eles dese@aliación cam6ian o eQceden el1alor permitido9

• !sto *ar: 0ue el dispositi1o siatransmitiendo por un 6re1etiempo y despu/s dee detransmitir9

%J



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p y p g

Casos especiales de colisiones

• "i la colisión se presenta antes de terminar elpre:m6ulo se termina de en1iar /ste y lueo se

produce la secuencia de colisión para aseurarse 0uetodas las estaciones noten la colisión9• "i la colisión se presenta despu/s del pre:m6ulo

pero antes del FC" se transmitir: el resto de la trama9• "i la colisión se presenta al 8inal, se considera un

8enómeno de redes eQcesi1amente laras por0ue lostiempos entre tramas est:n dise@ados para pre1eniresto9

%



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iempos

• !Qisten dos tiempos principales en redes !t*ernet9

–

"lot time9 !l tiempo 0ue de6e eQistir entre la transmisiónde una trama y la siuiente9 !ste tiempo es de %' tiemposde 6it, es decir %9' us para !t*ernet y 9%' us para Fast!t*ernet9

– Daco88 ime9 !s el tiempo 0ue se espera despu/s dedetectar una colisión antes intentar otra transmisión9 !sta6asado en un aloritmo incremental 0ue 1a disminuyendo

de aresi1idad9

'K



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Full upleQ

• !n Full$upleQ no *ay colisiones por0ue *ay un ca6lededicado a cada sentido de transmisión9

• !sto *ace 0ue la comunicación Full$upleQ est/ limitada aSnicamente dos estaciones9

• !n este caso C"#A C no es necesario pero eQisten otros

medios de comunicación entre los in1olucrados9• no de ellos es el Frame de PA"!9 !s una petición para alto a

la transmisión por un tiempo espec58icado9 "e trata de unFrame con el campo de ype en KQKJKJ y un campo de datosentre KQKKK y KQFFFF para indicar el tiempo de 6its a esperar9

'%



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-.u/ pasa si se conectan dos tecnolo5as

di8erentes+• Ya esta6lecimos 0ue Fast !t*ernet 8ue dise@ado para tener total compati6ilidadcon JK'9 y con !t*ernet II9

• !n este caso, los dispositi1os de tecnolo5a Fast !t*ernet tienen unacaraccter5stica4 autoneociación9

• Autoneociación es un aloritmo con Fast Lin Pulse (FLP) para in8ormar a la otraestación la 1elocidad disponi6le9 "i la otra estación es !t*ernet tra6aa con NormalLin Pulse (NLP) y sólo reconocer: la presencia del otro dispositi1o9

• ependiendo de las capacidades de am6os dispositi1os se neociar: la meor1elocidad disponi6le9

''



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"euridad

• Al iual 0ue en capa 85sica, el protocolo de C"#A Ces muy 8:cil de eQplotar con coneQión directa9

• oda la in8ormación 0ue 1iaa por !t*ernet esreci6ida por todas las estaciones, la di8erencia radicaen 0ue las NIC est:n dise@adas para descartar todolo 0ue no est/ destinado para ellas9

• n intruso puede ordenar a su NIC copiar todas lastramas 0ue pasen por el canal9 A esto se le conocecomSnmente como modo promiscuo9

'



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Pre1ención

• No es 8:cil notar cuando una NIC esta en modo promiscuo,*ay dos maneras de resol1erlo9

• La primera es notar 0ue la demanda de red de un dispositi1oen particular ser: muc*o m:s rande 0ue la de los dem:ssimplemente por0ue est: procesando todos y cada uno de lastramas 0ue le llean9

• La seunda es *acer un pin a una dirección #AC 0uecomience con FFF9 La tareta en estado promiscuo tiene una#AC 8icticia de todas F pero, para *acer el procedimiento m:sr:pido, sólo re1isar: los primeros diitos de la misma9

!ntonces, un PIN *ar: 0ue esta m:0uina conteste y re1ele sudirección IP9• 7tra solución es encriptar todos los datos9 As5, aun0ue el

intruso pueda reci6ir las tramas no podr: interpretarlas9

'3



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Fuentes

A!L"7N, an9 Embedded ethernet and internet completedesigning and programming small devices for networking.

#adison, WI 4 Lae1ieE Researc*, 'KK N!#Z7W, #artin9 Keeping the link, Ethernet Installation

&Management 9 #c raE Uill4 !stados nidos, %JJ9 ppHH

•

"in autor,*ttp4EEE9tec*8est9comnetEorinlanet*ernet9*tml (de octu6re de 'KKH)

• "in autor,

*ttp4EEE9et*ermanae9comet*ernetresources9*tml (J deoctu6re de 'KKH)

'



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WAN de1ices, tec*noloies &standards9

'H



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WANs

•

WAN operates at p*ysical and data lin layerso8 t*e 7"I model (layers % & ')9

• #aor c*aracteristics o8 WANs are4 – operate o1er lare eorap*ic areas9

– use t*e ser1ices o8 lon distance carriers9

–

use serial connections o8 1arious types, at loEerspeeds t*an LANs9

'G



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WAN e1ices

• Routers

• "Eitc*es

•

#odem $ inter8ace 1oice$rade ser1ices9 – C""s $ inter8ace %!% ser1ices9

– AN% $ inter8ace I"N ser1ices9

•

Communication ser1ers – pro1ides dial$in and dial$out communication9

'J



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P*ysical Layer4 WANs

• P*ysical layer protocols descri6e electrical,mec*anical, operational, and 8unctionalconnections 8or WAN ser1ices9

• "er1ices o6tained 8rom

ser1ice pro1iders4

–

RD7Cs, "print, #CI,and P aencies9

'



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ata Lin Layer4 WAN Protocols

• escri6e *oE 8rames are carried 6etEeen systemson sinle data line9

•

Include protocols 8or4 – Point$to$point, #ultipoint, #ultiaccess sEitc*ed ser1ice

(lie Frame Relay)9

–

ULC, PPP, Frame Relay, I"N9

K



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"LIP ("erial Line Inter8ace Protocol)

• Popular WAN data lin protocol 8or carryin

IP pacets9• Dein replaced in many applications 6y PPP9

X %J3, ConeQión de "un a Internet pormódem9

X Router$router, dial$up *ost router9

X RFC %K

%



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"LIP

• Pro6lemas -7 1entaas+

– No realia detección ni corrección de errores9 – "ólo soporta IP9

–

Los dos lados de la coneQión re0uieren conocerlas IPs con anterioridad9

– No tiene mecanismo de autenticación9

– No se considera un est:ndar, por lo 0ue eQisten1arias 1ersiones no compati6les9

'



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PPP

• "ucesor de "LIP

• "o6re l5neas s5ncronas y as5ncronas

• "ure a 8inales de los JK[s9 "oporta IP, IP y Appletal• Respuesta de I!F a la 8alta de un est:ndar9

• RFC %HH%$%HH9• Ventaas -7 pro6lemas+

• etección de errores

•

"oporta mSltiples protocolos• IPs din:micas

• Autenticación



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PPP

• "esion4

• !l modem esta6lece una coneQión entre el*ost y el router del I"P9

• !n15o de LCP para neociar opciones de PPP

• !n15o de NCP

»CPIP

• "esión esta6lecida, comiena intercam6io dein8o a ni1el App9

3



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PPP

• Formato de tramas con delimitadores 0ue no

son am6iuos9• Protocolo de enlace para le1antar lineas,

pro6arlas y apaarlas de manera limpia9 (LCP)

• estiona opciones de capa independientemente del protocolo de red 0ue

se 1aya a utiliar (NCP)



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H



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Dirección: 11111111. ¿Qué sentido tiene?

Control. Similar al servicio sin conexión de LLC

Protocol: Identifica el protocolo de nivel 3

Datos: Máximo 1500 bytes

G



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7pciones de LCP

• Autenticación9 PAP y CUAP•

Compresión9• etección de !rror9 Con8ia6iliad• #ultienlace9 istri6ución de cara a tra1/s

de mSltiples enlaces• LCP pro1ee los mecanismos para4

esta6lecer, con8iurar, mantener yterminar una coneQión punto a punto9

J



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PAP and CUAP Aut*enticationPPP and PAP Authentication

PPP and CHAP Authentication


*


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PPP Arc*itecture

• A non$proprietary protocol t*at is de8ined 6y a series o8 open

Internet standards called Re0uests 8or Comments (RFCs)9• *e 8olloEin is a partial list o8 RFCs t*at pertain to PPP4

– RFC %''K \ Point$to$Point Protocol !Qtensions 8or Dridin – RFC %GJ \ PPP Appleal Control Protocol (ACP) –

RFC %3' \ Access Control Protocol or ACAC" – RFC %3 \ PPP in ULC Framin – RFC %' \ *e PPP InternetEorin Pacet !Qc*ane Control Protocol

(IPCP) – RFC %GK \ PPP LCP !Qtensions – RFC %HH% \ *e Point$to$Point Protocol (PPP) – RFC %K \ #LP "tandard

3K



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Frame Relay

• Red de conmutación de pa0uetes

• tilia ULC• Velocidades 6:sicas de H 6ps, H3 ]6ps, %

(%933 #6ps)• !emplos de Frame Relay !s4 Ruteadores o

FRAs (Frame Relay Access e1ices)

3%



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3'


F R l I!F F F t


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Frame Relay I!F Frame Format

3


C ( i h l i k C l)


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HDLC (High- Level Data Link Control)

• I!!! standard

–

may not 6e compati6le Eit* di88erent 1endors9• ULC supports point$to$point and

multipoint con8iurations Eit* minimalo1er*ead9

• Cisco ŝ ULC is proprietary, not compati6le

6etEeen di88erent 1endors^ ULC9

33


SDLC (


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SDLC (Simple Data Link Control Protocol)

IBM-designed WAN data link protocol for SNA

environments.

largely being replaced by HDLC.

LAPF (Link Access Procedure Frame)• Used for Frame-Mode Bearer Services.

• WAN data link protocol, similar to LAPD.• Used with frame relay technologies .

3


LAPB (Li k A P d B l d)


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LAPD (Link Access Procedure D-channel)

• WAN data lin protocol used 8or sinalin andcall setup on I"N $c*annel9

LAPB (Link Access Procedure Balanced)

ata lin protocol used 6y 9'9

Uas eQtensi1e error c*ecin capa6ilities9

3H


WAN T h l i / Ci i S i h d


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WAN Technologies / Circuit-Sitched

• rouped into circuit$sEitc*ed, cell$sEitc*ed,dedicated diital, and analo ser1ices9

• Circuit$"Eitc*ed "er1ices – P7" (Plain 7ld elep*one "er1ice)9

–

NarroE6and I"N• Eas t*e 8irst all$diital dial$up ser1ice9

• cost is moderate9

• maQimum 6andEidt* is %'J 6ps DRI, and a6out '#6ps 8or t*e PRI9

• typical medium is tEisted$pair copper Eire9

3G


P k t S it h d S i


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Packet-Sitched Services

• 9' (older tec*noloy, 6ut still Eidely used)9 – *as eQtensi1e error$c*ecin capa6ilities9

–

relia6le 6ut limited 6andEidt*9 – cost is moderate_ tEisted$pair copper Eire9

• Frame Relay

– pacet$sEitc*ed 1ersion o8 NarroE6and I"N9

– similar to 6ut more e88icient t*an 9'9

– maQimum 6andEidt*$3#6ps – cost is moderate to loE_ tEisted$pair copper Eire

and optical 8i6er9

3J


C ll S it h d S i


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Cell-Sitched Services

• A# (Async*ronous rans8er #ode)

– related to 6road6and I"N_

– uses small, 8iQed lent* ( 6yte) 8rames9 – maQimum 6andEidt* is currently H'' #6ps9

– cost is *i*_ tEisted$pair copper Eire and optical 8i6er9

• "#" ("Eitc*ed #ultimea6it ata "er1ice)

– closely related to A#9

– maQimum 6andEidt* is 339GH #6ps9

– cost is relati1ely *i*_ tEisted$pair copper Eire andoptical 8i6er9

3


Dedicated Digital Services


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Dedicated Digital Services

• %, , !%, !

–

series in t*e 9"9 and t*e ! series in !urope9 – use time di1ision multipleQin9

– 6andEidt*4

• % $$ %933 #6ps, $$ 339GH #6ps

• !% $$ '9K3J #6ps, ! $$ 39HJ #6ps

– cost is moderate_ tEisted$pair copper Eire andoptical 8i6er9

K


Dedicated Digital Services (!)


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Dedicated Digital Services (!)

• Q"L ("L 8or iital "u6scri6er Line and Q 8ora 8amily o8 tec*noloies)

–

neE and de1elopin WAN tec*noloy intended8or *ome use9

– 6andEidt* decreases Eit* increasin distance

8rom t*e p*one companies e0uipment9 – top speeds o8 %9J3 #6ps are possi6le, more

common are loEer 6andEidt*s (%KKs 6ps to

se1eral #6ps)9 – usae is small 6ut increasin rapidly9

– cost is moderate and decreasin9

%


Dedicated Digital Services (")


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Dedicated Digital Services (")

• Q"L (cont9) – Q indicates t*e entire 8amily o8 "L tec*noloies4

• U"L $$ *i*$6it$rate "L

• ""L $$ sinle$line "L

• A"L $$ asymmetric "L

•

V"L $$ 1ery$*i*$6it$rate "L• RA"L $$ rate adapti1e "L

• "7N! ("ync*ronous 7ptical NetEor)

– 8amily o8 1ery *i*$speed p*ysical layertec*noloies_ desined 8or optical 8i6er, 6ut canalso run on copper ca6les9

'


Dedicated Digital Services (#)


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Dedicated Digital Services (#)

• "7N! (cont9)

– data rates a1aila6le ranin 8rom %9J3 #6ps(7C$%) to ,' #6ps (7C$%')9

–

uses Ea1elent* di1ision multipleQin (W#)9 – usae is Eidespread 8or Internet 6ac6one9

– cost is eQpensi1e (not a tec*noloy t*at connectsto your *ouse)9


Analog WAN Services


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Analog WAN Services

• ial$up modems (sEitc*ed analo)

– limited in speed9

– Eors Eit* eQistin p*one netEor9

– maQimum 6andEidt* approQ9 H 6ps9

– cost is loE_ tEisted$pair p*one line9• Ca6le modems (s*ared analo)

– maQimum 6andEidt* $ %K #6ps, derades Eit*more users (lie unsEitc*ed LAN)9

– cost is relati1ely loE_ coaQial ca6le9

3


Analog WAN Services (!)


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Analog WAN Services (!)

• Wireless $$ tEo types4

–

errestrial• 6andEidt*s in #6ps rane (e99 microEa1e)9

• cost is relati1ely loE9

• sually line$o8$si*t9 – "atellite

• can ser1e mo6ile users (cellular p*ones) and remote

users (too 8ar 8rom any Eires or ca6les)9

• cost is *i*9


Re8erencias


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Re8erencias

• Computer NetEors, anem6aum

•

InternetEorin ECPIP 1ol9%, Comer• Voice and ata Comm9 Uand6oo, #craE

• An !nineerin Approac* to Computer

NetEors, ]es*a19• CPIP Ilustrated Vol9%, "te1ens

• niQ NetEor Prorammin, "te1ens• ata Communications, Ualsall

H


Re8erencias


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Re8erencias

• NetEor #aaine

• RFC^s

G

3 introducción a la computación y redes2

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