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• Daniel Gonzalez

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ENCAMINAMIENTO Y TRANSPORTE TCP/IP

1) ¿Qué servicio ofrece el protocolo IPv4? Ofrece direcciones de 32 bits, limitándola a 232 = 4.294.967.296 direcciones únicas, muchas de las cuales están dedicadas a redes locales (LANs). Por el crecimiento enorme que ha tenido Internet (mucho más de lo que esperaba, cuando se diseñó IPv4), combinado con el hecho de que hay desperdicio de direcciones en muchos casos, ya hace varios años se vio que escaseaban las direcciones IPv4. 2) ¿Qué dos funciones principales lleva a cabo el protocolo IPv4?  Construir una red descentralizada que ofreciera múltiples alternativas al envío de mensajes entre dos puntos geográficos.  Lograr la división del mensaje completo en fragmentos pequeños de tamaño definido que seguirían distintos caminos, pretendiendo que la misma red estuviera en posibilidad de responder a sus propios fallos.A finales de la década de los sesenta, DARPA patrocinó el proyecto conocido como ARPANET, cuyo propósito fue crear una red encargada de proveer conectividad de gran ancho de banda entre los mayores sitios computacionales de los ámbitos gubernamental, educacional y de investigación. 3) El formato de los datagramas manejado por el protocolo IPv4 consta de dos tipos de información. Describa cada una.

El campo versión lleva el registro de la versión del protocolo al que pertenece el datagrama. Al incluir la versión en cada datagrama es posible hacer que la transición entre versiones se lleve meses, o inclusive años. La longitud de la cabecera no es constante, por eso se incluye un campo en la cabecera IHL para indicar la longitud en palabras de 32 bits. El campo tipo de servicio permite al host indicar a la subred el tipo de servicio que quiere. Son posibles varias combinaciones de confiabilidad y velocidad. El campo mismo contiene (de izquierda a derecha) un campo de precedencia; tres indicadores, D,T y R; y 2 bits no usados. El campo de precedencia es una prioridad, de 0 (normal) a 7 (paquete de control de red). Los

tres bits indicadores permiten al host especificar lo que le interesa más del grupo (retardo, rendimiento, confiabilidad). La longitud total incluye todo el datagrama: tanto la cabecera como los datos. La longitud máxima es de 65535 bytes. El campo identificación es necesario para que el host destino determine a qué datagrama pertenece un fragmento recién llegado. Todos los fragmentos de un datagrama contienen el mismo valor de identificación. El campo opciones se rellena para completar múltiplos de cuatro bytes. Actualmente hay cinco opciones definidas, aunque no todos los encaminadores las reconocen: Seguridad, Enrutamiento estricto desde el origen, Enrutamiento libre desde el origen,Registrar ruta y Marca de tiempo.

4) Mencione y describa los campos que se destacan en la cabecera. Versión: 4 bits Puede variar entre (0100) o (0110) dependiendo si se utiliza IP versión 4 o IP versión 6. Este campo describe el formato de la cabecera utilizada. En la tabla se describe la versión 4 (IPv4). Tamaño Cabecera (IHL): 4 bits Longitud de la cabecera, en palabras de 32 bits. Su valor mínimo es de 5 palabras (5x32 = 160 bits, 20 bytes) para una cabecera correcta, y el máximo de 15 palabras (15x32 = 480 bits, 60 bytes). Tipo de Servicio: 8 bits Indica una serie de parámetros sobre la calidad de servicio deseada durante el tránsito por una red. Algunas redes ofrecen prioridades de servicios, considerando determinado tipo de paquetes "más importantes" que otros (en particular estas redes solo admiten los paquetes con prioridad alta en momentos de sobrecarga). Estos 8 bits se agrupan de la siguiente manera: · Los 3 primeros bits están relacionados con la precedencia de los mensajes, un indicador adjunto que indica el nivel de urgencia basado en el sistema militar de precedencia (véase Message Precedence) de la CCEB, un organización de comunicaciones electrónicas militares formada por 5 naciones. La urgencia que estos estados representan

aumenta a medida que el número formado por estos 3 bits lo hace, y responden a los siguientes nombres. 000: De rutina. 001: Prioritario. 010: Inmediato. 011: Relámpago. 100: Invalidación relámpago. 101: Procesando llamada crítica y de emergencia. 110: Control de trabajo de Internet. 111: Control de red. Longitud Total: 16 bits Es el tamaño total, en octetos, del datagrama, incluyendo el tamaño de la cabecera y el de los datos. El tamaño mínimo de los datagramas usados normalmente es de 576 octetos (64 de cabeceras y 512 de datos). Una máquina no debería enviar datagramas menores o mayores de ese tamaño a no ser que tenga la certeza de que van a ser aceptados por la máquina destino.

Identificador: 16 bits Identificador único del datagrama. Se utilizará, en caso de que el datagrama deba ser fragmentado, para poder distinguir los fragmentos de un datagrama de los de otro. El originador del datagrama debe asegurar un valor único para la pareja origen-destino y el tipo de protocolo durante el tiempo que el datagrama pueda estar activo en la red. El valor asignado en este campo debe ir en formato de red. Flags: 3 bits Actualmente utilizado sólo para especificar valores relativos a la fragmentación de paquetes. Los 3 bits (por orden de mayor a menor peso) son: bit 0: Reservado; debe ser 0 bit 1: 0 = Divisible, 1 = No Divisible (DF) bit 2: 0 = Último Fragmento, 1 = Fragmento Intermedio (le siguen más fragmentos) (MF)

La indicación de que un paquete es indivisible debe ser tenida en cuenta bajo cualquier circunstancia. Si el paquete necesitara ser fragmentado, no se enviará. Posición de Fragmento: 13 bits En paquetes fragmentados indica la posición, en unidades de 64 bits, que ocupa el paquete actual dentro del datagrama original. El primer paquete de una serie de fragmentos contendrá en este campo el valor 0. Tiempo de Vida (TTL): 8 bits Indica el máximo número de enrutadores que un paquete puede atravesar. Cada vez que algún nodo procesa este paquete disminuye su valor en, como mínimo, una unidad. Cuando llegue a ser 0, el paquete será descartado. Típicamente toma el valor 64 o 128 en los datagramas. Protocolo: 8 bits Indica el protocolo de las capas superiores al que debe entregarse el paquete Vea Números de protocolo IP para comprender como interpretar este campo. Suma de Control de Cabecera: 16 bits Suma de Control de cabecera. Se recalcula cada vez que algún nodo cambia alguno de sus campos (por ejemplo, el Tiempo de Vida). El método de cálculo -intencionadamente simple- consiste en sumar en complemento a 1 cada palabra de 16 bits de la cabecera (considerando valor 0 para el campo de suma de control de cabecera) y hacer el complemento a 1 del valor resultante.

5) Diga cuales son y describa los principales servicios ICMP. El Protocolo de Mensajes de Control y Error de Internet, ICMP, es de características similares a UDP, pero con un formato mucho más simple, y su utilidad no está en el transporte de datos de usuario, sino en controlar si un paquete no puede alcanzar su destino, si su vida ha expirado, si el encabezamiento lleva un valor no permitido, si es un paquete de eco o respuesta, etc.

Mensajes informativos Entre estos mensajes hay algunos de suma importancia, como los mensajes de petición de ECO (tipo 8) y los de respuesta de Eco (tipo 0). Las peticiones y respuestas de eco se usan en redes para comprobar si existe una comunicación entre dos host a nivel de capa de red, por lo que nos pueden servir para identificar fallos en este nivel, ya que verifican si las capas física (cableado), de enlace de datos (tarjeta de red) y red (configuración IP) se encuentran en buen estado y configuración. Mensajes de error En el caso de obtener un mensaje ICMP de destino inalcanzable, con campo "tipo" de valor 3, el error concreto que se ha producido vendrá dado por el valor del campo "código", pudiendo presentar los siguientes valores que se muestran en la parte derecha.

6) Diga las características fundamentales del protocolo IPv6. Las características principales de IPv6 son:  Mayor espacio de direcciones.  Optimización del direccionamiento multicast y aparición del direccionamiento anycast.  Autoconfiguración de los nodos.  Seguridad intrínseca en el núcleo del protocolo.  Calidad de servicio y clases de servicios.  Paquetes eficientes y extensibles.  Encaminamiento más eficiente en la red troncal.  Renumeración y multihoming, que facilita el cambio de proveedor de servicios.  Características de movilidad.

7) Describa los campos más relevantes de la cabecera fija de IPv6. consistiendo en los siguientes campos:  Versión (4 bits). Es el número de versión de IP, es decir, 6.  Clase de tráfico (8 bits). El valor de este campo especifica la clase de tráfico. Los valores de 0-7 están definidos para tráfico de datos con control de la congestión, y de 8-15 para tráfico de vídeo y audio sin control de la congestión.  Etiqueta del flujo (20 bits). El estándar IPv6 define un flujo como una secuencia de paquetes enviados desde un origen específico a un destino específico. Un flujo se identifica únicamente por la combinación de una dirección fuente y una etiqueta de 20 bits. De este modo, la fuente asigna la misma etiqueta a todos los paquetes que forman parte del mismo flujo. La utilización de esta etiqueta, que identifica una camino a lo largo de la red, posibilita encaminar conmutar en vez de encaminar. Su uso viene descrito en la RFC 1809.  Longitud del paquete (16 bits). Especifica el tamaño total del paquete, incluyendo la cabecera y los datos, en bytes. Es necesario porque también hay campos opcionales en la cabecera.  Siguiente cabecera (8 bits). Indica el tipo de cabecera que sigue a la cabecera fija de IPv6, por ejemplo, una cabecera TCP/UDP, ICMPv6 o una cabecera IPv6 opcional.  Límite de saltos (8 bits). Es el número de saltos máximo que le quedan al paquete. El límite de saltos es establecido a un valor máximo por el origen y decrementado en 1 cada vez que un nodo encamina el paquete. Si el límite de saltos es decrementado y toma el valor 0, el paquete es descartado.  Dirección origen (128 bits). Es la dirección del origen del paquete.  Dirección destino (128 bits). Es la dirección del destino del paquete.

8) Que es el protocolo de datagrama de usuario (UDP El Protocolo de datagramas de usuario (UDP) es un estándar TCP/IP que está definido en RFC 768, "User Datagram Protocol (UDP)". Algunos programas utilizan UDP en lugar de TCP para el transporte de datos rápido, compacto y no confiable entre hosts TCP/IP. UDP proporciona un servicio de datagramas sin conexión que ofrece entrega de mejor esfuerzo, lo que significa que UDP no garantiza la entrega ni comprueba la secuencia de los datagramas.

9) Explique el funcionamiento del protocolo UDP en el grupo de protocolos TCP/IP? User Datagram Protocol (UDP) es un protocolo mínimo de nivel de transporte orientado a mensajes documentado en el RFC 768 de la IETF. En la familia de protocolos de Internet UDP proporciona una sencilla interfaz entre la capa de red y la capa de aplicación. UDP no otorga garantías para la entrega de sus mensajes y el origen UDP no retiene estados de los mensajes UDP que han sido enviados a la red. UDP sólo añade multiplexado de aplicación y suma de verificación de la cabecera y la carga útil. Cualquier tipo de garantías para la transmisión de la información deben ser implementadas en capas superiores. La cabecera UDP consta de 4 campos de los cuales 2 son opcionales (con fondo rojo en la tabla). Los campos de los puertos fuente y destino son campos de 16 bits que identifican el proceso de origen y recepción. Ya que UDP carece de un servidor de estado y el origen UDP no solicita respuestas, el puerto origen es opcional. En caso de no ser utilizado, el puerto origen debe ser puesto a cero. A los campos del puerto destino le sigue un campo obligatorio que indica el tamaño en bytes del datagrama UDP incluidos los datos. El valor mínimo es de 8 bytes. El campo de la cabecera restante es una suma de comprobación de 16 bits que abarca la cabecera, los datos y una pseudo-cabecera con las IP origen y destino, el protocolo, la longitud del datagrama y 0's hasta completar un múltiplo de 16. pero no los datos. El checksum también es opcional, aunque generalmente se utiliza en la práctica. El protocolo UDP se utiliza por ejemplo cuando se necesita transmitir voz o vídeo y resulta más importante transmitir con velocidad que garantizar el hecho de que lleguen absolutamente todos los bytes.

10) Como es el formato de los mensajes UDP y describa cada una de sus partes? Formato del mensaje UDP  Error al crear miniatura: Falta archivo  Longitud del mensaje UDP (16 bits). Especifica la longitud media en bytes del mensaje UDP, incluyendo la cabecera. Longitud mínima es de 8 bytes.  Suma de verificación UDP (16 bits, opcional). Suma de comprobación de errores del mensaje. Para cálculo se utiliza una pseudo - cabecera que también incluye las direcciones IP origen y destino. Para conocer estos datos, el protocolo UDP debe interactuar con el protocolo IP.  Datos. Aquí viajan los datos que se envían las aplicaciones. Los mismos datos que envía la aplicación origen son recibidos por la aplicación destino después de atravesar toda la Red de redes. 11) Realizar una figura que muestre el formato de los mensajes UDP?