itelar teorÍa 0 - introducción - repaso conceptos básicos

7/23/2019 ITELAR TEORÍA 0 - Introducción - Repaso Conceptos Básicos

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Universidad Politécnica de Cartagena

Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 1

INTRODUCCIÓN Y REPASO

INSTRUMENTACIÓN TELEMÁTICA YLABORATORIO DE REDESGRADO EN INGENIERÍA TELEMÁTICA





ITELAR: INSTRUMENTACIÓNTELEMÁTICA Y LABORATORIO DEREDES

Objetivos de repaso• Arquitectura TCP/IP y encapsulación jerárquicade protocolos• Plan direccionamiento IP y tablas deencaminamiento routers y host• Protocolo ARP•Maqueta en Packet Tracer de recordatorio.





Repaso encapsulación jerárquica protocolosy arquitectura TCP/IP (i)

Medio físico de transmisión

Servicio: comunicaciónentre capas/niveles distintos

Protocolo: comunicación

entre capas del mismo nivel

Tecnología

Acceso Red (Nivel enlace, físico)

Equipo i

IP

(nivel Red OSI 3)

TCP/UDP

(nivel TransporteOSI 4)

Nivel Aplicación

(protocolos DNS,

HTTP, mail…)

ProgramaAplicación

(navegador web,

cliente correo…)

Tecnología

Acceso Red(Nivel enlace, físico)

Equipo j

IP

(nivel Red OSI 3)

TCP/UDP


Nivel Aplicación

(protocolos DNS,

HTTP, mail…)

ProgramaAplicación

(Servidor web,

correo…)

H trama

H paquete IP

H Segmento TCP/

datagrama UDP

Datos

aplicación

PDU (Protocol Data Unit )

H datos PDU

IP

Tecnología

Acceso Red

H(Header ): cabecera protocolo

con direcciones emisor/receptorde ese nivel





Repaso encapsulación jerárquica protocolosy arquitectura TCP/IP (ii)

• PC de la UPCT con tarjeta Gigabit Ethernet con IP pública• Conectado a la red de área local de la UPCT (

ipconfig /all).

Medio físico

transmisión

Tecnología


Arquitectura TCP/IP

IP

(nivel Red OSI 3)

TCP/UDP


Nivel Aplicación

(protocolos DNS,HTTP, mail…)

ProgramaAplicación

(navegador web,

cliente correo…)

• Esquema del tráfico capturado en el PC y que se va avisualizar:

1. Consulta a un servidor DNS de la IP de www.upct.es(ejecutar comando Windows/Linux nslookup

www.upct.es)

1. Conexión a la web de la UPCT (navegador web)

2. Comprobación conexión IP con servidor web (ping)





5

Repaso encapsulación jerárquica protocolosy arquitectura TCP/IP (iii)

• Consulta al servidor DNS 212.128.20.252 ¿IPwww.upct.es?

• Datos PC: IP 212.128.44.122 / MAC 00:1E:33:0C:C4:C8

Medio físicotransmisión

Tecnología


Arquitectura TCP/IP

IP

(nivel Red OSI 3)

TCP/UDP


Nivel Aplicación


Programa

Aplicación(navegador web,

cliente correo…)

ITELAR, 3º grado IT





Repaso encapsulación jerárquica protocolosy arquitectura TCP/IP (iv)

• Conexión http al servidor web UPCT • Datos PC: IP 212.128.44.122 / MAC 00:1E:33:0C:C4:C8

• Servidor web www.upct.es IP 212.128.20.183


TecnologíaAcceso Red

(Nivel enlace, físico)

Arquitectura TCP/IP

IP

(nivel Red OSI 3)

TCP/UDP(nivel Transporte

OSI 4)

Nivel Aplicación


ProgramaAplicación(navegador web,

cliente correo…)





Repaso encapsulación jerárquica protocolosy arquitectura TCP/IP (v)

• Comprobación conexión IP con servidor webUPCT

• Comando ping para enviar un paquete IP con unapetición (icmp request ) de responder con otro paqueteIP (icmp reply)

• Protocolo ICMP se estudiará en detalle.


TecnologíaAcceso Red

(Nivel enlace, físico)

Arquitectura TCP/IP

IP

(nivel Red OSI 3)

TCP/UDP(nivel Transporte

OSI 4)

Nivel Aplicación


ProgramaAplicación(navegador web,

cliente correo…)





PLAN DIRECCIONAMIENTO RED FÍSICA

• IP de red: dirección IP con porción de host a 0

– Porción de red identifica unívocamente a una red física

– Todos las interfaces de red pertenecientes a la red deben tener misma porción red

– IP red reservada SÓLO para identificar a la red física

– Máscara de red: 4 bytes. Bits a 1 con el tamaño porción red. Bits a 0 porción de host

• IP de broadcast: dirección IP con porción de host a 1 (res)

– IP broadcast está reservada, no se puede asignar a un host

• Rango IPs asignables:

– direcciones IP que se pueden asignar a las tarjetas de red

– Rango comprendido entre IP de red – IP broadcast

Reglas básicas protocolo IPv4 / esquemadireccionamiento IP

• Dirección IPv4 se divide en dos niveles:

• Porción de red: número que identifica unívocamente una red física.• Porción de host: número que identifica unívocamente a cada interfaz de

red (host) dentro de la red físi ca.

é





Sea una red física con:- IP red clase C: 192.168.3.0/24- Máscara red 255.255.255.0

¿Dirección IP 192.168.3.200 pertenece a la

red física?

Recordatorio partes dirección IPv4 y usomáscara de Red (i)

IP host AND Mascara = IP de red

192.168.3.200255.255.255.0192.168.3.0 = 192.168.3.0 sipertenece

AND lógico

1100 0000.1010 1000.0000 0011.1100 10001111 1111 .1111 1111 .1111 1111.0000 00001100 0000.1010 1000.0000 0011. 0000 0000 =

192.168.3.0

AND lógico

U i id d P li é i d C





Sea una red física con:- IP red clase C: 192.168.3.0/24- Máscara red 255.255.255.0

¿Dirección IP 192.168.4.200 pertenece a lared física?

192.168.4.200255.255.255.0

192.168.4.0 ≠ 192.168.3.0 No

pertenece

AND lógico

Recordatorio uso Máscara de Red (ii)IP host AND Mascara = IP de red

U i id d P lité i d C t





Recordatorio conceptos clave tablas encaminamiento

Tipo Red destino Másc

Red /n

Interf.

salida

Puerta enlace

C 1.0 /24 Se0/0 --

C 2.0 /24 Fa0/0 --

S 3.0 /24 Fa0/0 1.253S 3.0 /24 Fa0/0 1.252

S 4.0 /24 Fa0/0 1.251

S 0.0.0.0 /0 Se0/0 1.250

Entrada en la tabla información para acceder (enviar paquete IP) a una redfísica según su identificador IP de red Red destino IP de red que identifica a la red física Máscara red máscara asociada a dicha red destino y que indica el tamaño de suporción de red. Interfaz de salida por dónde tiene que enviar el paquete IP dicho dispositivo IPPuerta enlace router IP por el que tiene que pasar el paquete IP para alcanzar lared destino.Tipo entrada (C/S/R): Entradas en la tabla puede ser a redes directamente

conectadas (C), rutas estáticas (S) o rutas dinámicas aprendidas por un protocolo deencaminamiento dinámico (p.e. con RIP una ruta sale R).

U i id d P lité i d C t





Ejercicio recordatorio encaminamiento (i):En la siguiente red, diseñar la tabla encaminamiento estático delRouter R1, R2 y H2. Debe haber conectividad entre todas las redesprivadas y salida a Internet.

Internet

R1R

ISPSe0/0 Se0/0

2.254/24

Fa0/0

Red192.168.2.0/24

H2

R2

1.253/24

Fa1/0

IP pública (Se0/0)

210.100.10.10/24

Red192.168.4.0/24

H4

R4

1.251/24

Fa1/0

4.254/24

Fa0/0

Red

192.168.1.0/24

1.254/24

Fa0/0

3.254/24

Fa0/0

Red192.168.3.0/24

H3

R3

1.252/24

Fa1/0

Uni e sidad Politécnica de Ca tagena






Red /n

Interf.

salida

Puerta enlace

C 210.100.10.0 /24 Se0/0 --

C 1.0 /24 Fa0/0 --

S 2.0 /24 Fa0/0 1.253

S 3.0 /24 Fa0/0 1.252

S 4.0 /24 Fa0/0 1.251

S 0.0.0.0 0.0.0.0 Se0/0 210.100.10.254


Red /n

Interf.

salida

Puerta enlace

C 1.0 /24 Fa1/0 --

C 2.0 /24 Fa0/0 --

S 3.0 /24 Fa0/0 1.252

S 4.0 /24 Fa0/0 1.251

S 0.0.0.0 0.0.0.0 Fa1/0 1.254

Ejercicio recordatorio encaminamiento (ii):


Red /n

Interf.

salida

Puerta enlace

C 2.0 /24 Fa --

S 0.0.0.0 0.0.0.0 Fa 2.254

R1

R2

H1






• Red A: IP red 192.168.0.0 /24• Red B: IP red 192.168.1.0 /24

• Direcciones física Ethernet

Router eth0: MR0 (00:0F:FE:77:27:28)

Router eth1: MR1

PCA1 eth0: MA1 (00:0F:FE:78:03:89)

PCA2 eth0: MA2 (00:0F:FE:77:2B:6B)PCB1 eth0: MB1

PCB2 eth0: MB2

192.168.0.1

255.255.255.0

GW 192.168.0.254

MAC MA1 Fa0

192.168.0.254

255.255.255.0MAC MR0 Fa0

PCA1 PCA2

192.168.0.1

255.255.255.0

GW 192.168.0.254

MAC MA2 eth0

192.168.1.1

255.255.255.0

GW 192.168.1.254

MAC MB1 eth0

PCB1 Server

B2

192.168.1.2

255.255.255.0

GW 192.168.1.254

MAC MB2 eth0

192.168.1.254

255.255.255.0Fa1 MAC MR1

Red A Red B

Ping detallado de PCA1 a PCA2 (i)Desde PCA1 se hace un ping a PCA2

C/S IP red Máscara Gateway Interfaz

C 192.168.0.0

255.255.255.0

*

Fa0

S 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.0.254 Fa0

C/S IP red

Máscara

Gateway

Interfaz

C 192.168.1.0

255.255.255.0

*

Fa0

S 0.0.0.0

0.0.0.0

192.168.1.254

Fa0

Tabla encaminamiento PCA1, PCA2

Tabla encaminamiento PCB1, PCB2

C/S IP red

Máscara

Gateway

Interfaz

C 192.168.0.0

255.255.255.0

*

Fa0

C 192.168.1.0

255.255.255.0

*

Fa1

Tabla encaminamiento Router






1. PC1> ping 192.168.0.2 (se crea mensaje icmp y el paquete IP)

(operación de Nivel3)

2. PC1 consulta tabla encaminamiento mi propia red física, salgo por

eth0 sin puerta de enlace (N3)

3. Nivel3 de PC1 pasa paquete IP a N2 Ethernet.4. N2 Ethernet crea trama ethernet y encapsula paquete IP:

1. MAC origen la mía (PC1)

2. ¿MAC destino? (la IP se configura pero la MAC viene

de fábrica…) 5. Necesitamos un mecanismo para asociar direcciones lógicas con

direcciones físicas protocolo ARP

Ping detallado de PCA1 a PCA2 (i)

Desde PCA1 se hace un ping a PCA2

PASOS






Router eth0: MR0 (00:0F:FE:77:27:28)

PCA1 eth0: MA1 (00:0F:FE:78:03:89)

PCA2 eth0: MA2 (00:0F:FE:77:2B:6B)

PCA1 PCA2 PCB1 PCB2

Red A Red B

Protocolo ARP ( Address Resolution Protocol )

ARP Request (petición broadcast)

t r a m a A R P R e q

b r o a d c a s t

Trama broadcast:- Quiero que la consulta llegue a toda

la red (estoy buscando una MAC)

- La trama broadcast sólo llega a losequipos de mi red física






Protocolo ARP ( Address Resolution Protocol )

ARP Reply (respuesta unicast)

PC1 recibe trama unicast ARP Reply actualiza sucaché ARPPC2 anuncia que la IP 192.168.0.2 tiene MAC

00:0F:FE:77:2B:6B






Envío trama ethernet con paquete IP encapsulado






Tabla ARPTabla temporal donde se guarda relación MAC-IP

Caché ARP de PC1(Linux)

Temporizador tabla ARP expira periódicamente para borrar su contenido y

forzar actualizar la información y adaptarse a cambios en la red (tiempodependiente implementación y sistema operativo (SO))

Tabla ARP

IP MAC Interfaz

IP-MAC: relación dedirección IP y MACasociada aprendidas

por el equipoInterfaz: identificadorde la tarjeta por dondeaprendo la IP-MAC






1. PC1> ping 192.168.0.2 (se crea mensaje icmp y el paquete IP)

(operación de Nivel3)2. PC1 consulta tabla encaminamiento mi propia red física, salgo por

eth0 sin puerta de enlace (N3)

3. Nivel3 de PC1 pasa paquete IP a N2 Ethernet.

4. N2 Ethernet crea trama ethernet y encapsula paquete IP:

1. MAC origen la mía (PC1)

2. ¿MAC destino? consulto caché ARP1. Caché ARP con datos: cojo MAC y completo trama ethernet

2. Caché ARP sin datos: lanzo consulta ARP Request para

conocer la MAC (operación de nivel 2)

5. Trama ethernet con paquete IP encapsulado y con cabecera con

MACs se inyecta trama al medio físico

6. RESTO DE PASOS

Ping de PCA1 a PCA2 (ii)

PASOS






Monta la maqueta en Packet Tracer, configura las interfaces de red y comprueba

que hay conectividad entre los equipos.1. Borra la tabla arp de PCA1 y PCA2 (consola arp -d), y en modo Simulación ejecuta

un ping entre PCA1 y PCA2. Observa el detalle de los eventos, tráfico y comprueba

contenido tablas arp de los PCs y Router.

Maqueta Packet Tracer: recordatorio ping, tráfico ytablas ARP

2. Borra tabla arp de PCA1. En

modo Simulación haz un ping de

PCA1 a PCB1 y observa tráficoarp y detalles de los eventos.

3. Borra tabla arp de PCB1. En

modo Simulación arranca un

navegador web que se conecte

al Server. Analiza el tráfico arp,

comprueba tablas arp y observa

el detalle de los eventos. Haz un

cronograma con el tráfico

generado.






Ejercicio recordatorio Tablas ARP (i): la red estácorrectamente configurada y todos los equipos IP acaban deintercambiar tráfico. Completar las tablas ARP de R1, R2 y H2. Dejarlas MAC indicadas: R1 Fa0/0

MR1-Fa0…

Internet

R1R

ISPSe0/0 Se0/0

2.254/24

Fa0/0

Red192.168.2.0/24

H2

R2

1.253/24

Fa1/0

IP pública (Se0/0)

210.100.10.10/24

Red192.168.4.0/24

H4

R4

1.251/24

Fa1/0

4.254/24

Fa0/0

Red

192.168.1.0/24

1.254/24

Fa0/0

3.254/24

Fa0/0

Red192.168.3.0/24

H3

R3

1.252/24

Fa1/0

H5





Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes 23

Ejercicio recordatorio Tablas ARP (ii):

Tabla ARP R1

IP MAC Interfaz

Tabla ARP R2

IP MAC Interfaz

Tabla ARP H1

IP MAC Interfaz

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