Sistemas de Transporte de Datos: IP (Internet Protocol)

Paquetes. Valores Binarios Direccion Internet. ICMP (Internet Control Message Protocol). Broadcast. Máscara de Subred. MTU (Master Terminal Unit). UDP (User Datagram Protocol). TTL (Transistor-Transistor Logic). Traceroute. Comunicación entre Ordenadores

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Práctica 1: PROTOCOLO INTERNET(IP)

Tras configurar los elementos de red del ordenador de acuerdo a los parámetros indicados en la práctica, procedemos a su realización obteniendo los siguientes resultados:

1.-

Antes de empezar , hay que considerar que la máquina sobre la que se realizó la práctica tenía la dirección IP 128.128.128.21.

Teniendo en cuenta el dato anterior, el rango exacto de direcciones que responden al echo ICMP es 1 máquina , la que responde a la dirección IP 128.128.128.22. Esto es así, ya que debido a la máscara de subred que hemos colocado (255.255.255.252) las únicas máquinas que no coinciden con la dirección de broadcast y de red. Quizá se vea de un modo más claro si se realiza la explicación expresando los valores de las máscaras y direcciones en formato binario:

Para ver los valores que corresponden a la parte de red y cuales a la de máquina hemos de ver los valores en binario de la dirección IP 252.252.252.252

255.255.255.252

11111111.11111111.11111111.111111

00

Dirección IP

Red 30 bits (Red 16 bits + 14 bits subred)

Máquina 2bits

Los valores que difieren de 1 son los que emplearemos para nombrar las máquinas que estén conectadas a esa subred.

El final del valor de nuestra máquina en binario (expresamos sólo los valores que difieren de la máscara de red 252 : 11111100) es 01 (21), mientras que la máquina con la que me puedo comunicar es 10 (22). Las otras 2 máquinas que completan las 4 con valores diferentes a la máscara de subred son la 00 (20) y la 11(23), que indican respectivamente la dirección de subred y la dirección broadcast.

Las únicas máquinas con las que me puedo comunicar de manera directa son aquellas que coinciden en la máscara de red pero difieren en los valores de máquina (lógicamente). Por eso sólo hay 4(22) valores que difieran de la máscara de red, aunque una sea la dirección broadcast y otra la de red, por lo que sólo hay una máquina con la que comunicarme de manera directa.

2.-

Los paquetes que no obtienen respuesta son reenviados para llegar a su destino. Los paquetes no obtienen el destino porque los ordenadores destino no pertenecen a mi subred, por lo que son enviados al servidor del sistema el cual los reenvía a la dirección definitiva. Además, y debido a que los ordenadores destino también están “colgados” del servidor de red, éste nos envía un error de redirección.

3.-

Ésta pregunta al ser igual que las dos anteriores la dividiré en dos subapartados.

3.1.-

En este caso la submáscara de red es la 255.255.255.248 con lo que los valores del último subapartado son (en binario) 11111000, donde los 3 últimos valores corresponden a los valores que pueden adoptar las máquinas en esta subred. En éste caso tenemos 3 bits con lo que en este caso podemos conectar 8 máquinas (23) en esta subred, de las que tendremos que descontar los valores que indican la red (000) y dirección broadcast (111), por lo que la comunicación queda reducida a un máximo de 6 máquinas.

3.2.-

Los paquetes que no obtienen respuesta son reenviados para llegar a su destino. Los paquetes no obtienen el destino porque los ordenadores destino no pertenecen a mi subred, por lo que son enviados al servidor del sistema el cual los reenvía a la dirección definitiva. Además, y debido a que los ordenadores destino también están “colgados” del servidor de red, éste nos envía un error de redirección.

4.-

La dirección del servidor NT es, según el dibujo facilitado, el 255.255.255.250 por tanto si hacemos una comparación con los valores de la submáscara, también en binario:

248

11111

000

250

11111

010

Máquina

Red

vemos que hay 3 bits en el apartado de máquina, por lo que serán 8 (23) direcciones las que se pueden asignar a las máquinas de esa subred. De éstos valores hay que descontar el servidor NT, así como los valores de la subred y de la dirección broadcast, con lo que tenemos 5 direcciones para nuestra máquina.

5.-

Volvemos a configurar la máquina con los valores iniciales.

Practica 2: PROTOCOLO INTERNET (IP)

Ejercicios de Laboratorio

Antes de empezar, indicaré que la máquina de ensayos fue la 128.128.128.18

1.-

Realizando la instrucción ping ( a 128.128.127.254) y analizando el resultado vemos que el MTU del camino es de 310 bytes, que se pueden descomponer en 268 bytes del paquete de datos y 42 bytes de la cabecera IP.

2.-

En este punto aplicamos la fórmula que nos dice que el MSS = MTU - 40, por lo que el MSS tiene un valor de 270 bytes en el caso de utilización TCP. Para el caso de la utilización UDP hay que tener en cuenta que hay que descontar de los 310 bytes del MTU los 8 bytes de cabecera UDP así como los 42 bytes de cabecera IP por tanto queda un MSS de 260 bytes para UDP

3.-

Realizamos la instrucción ping con el tamaño adecuado (310 bytes), y obtenemos los siguientes tiempos:

A partir de la instrucción ping * 374 ms

A partir de lanwatch * 345 ms

Tomando los datos anteriores de tiempos y conocidos los bytes enviados, calculamos la velocidad de transmisión mediante una sencilla operación obteniendo los siguientes resultados (teniendo en cuenta que los tiempos anteriores son de ida y vuelta):

A partir de ping * Sistemas de Transporte de Datos: {IP}
=13262.03 bps

A partir de lanwatch * Sistemas de Transporte de Datos: {IP}
=14376.81 bps

El valor real será el redondeo a la cifra de velocidad estándar más próxima de las dadas en el enunciado de la práctica, en este caso es de 19200 bps.

4.-

Utilizamos la fórmula que se nos propone en la práctica obteniendo:

TCP * Sistemas de Transporte de Datos: {IP}
= 12482.98 bps

UDP * Sistemas de Transporte de Datos: {IP}
= 12985.5 bps

5.-

Según la información obtenida en los apartados anteriores vemos que el protocolo TCP tiene un MSS mayor que el del protocolo UDP, lo que le permite transmitir un mayor número de bytes en un menor número de paquetes. Por otro lado el protocolo UDP tiene un valor de cadencia eficaz mayor que el del protocolo TCP, lo que indica que la velocidad de transmisión es mayor, ya que emplea menos tiempo el canal para transmitir la misma cantidad de información.

Teniendo en cuenta estos datos, además de las características propias de ambos protocolos, se utilizará TCP en aquellos casos en que queramos una transmisión que sea fiable, por lo que está especialmente indicado para los datos y paquetes que supondría un gran trastorno su pérdida.

Por su parte utilizaremos UDP en aquellos casos en que la seguridad de la transmisión no sea importante en relación al aumento de la velocidad que se obtiene con este protocolo, es decir, la probable pérdida de un paquete no es relevante frente a la velocidad de su envío. Este caso es el de los envíos de voz e imágenes, en los que a pesar de perder algún paquete no es relevante ya que la información total pude ser inteligible.

6.-

El Traceroute envía paquetes con un tiempo de vida (TTL) 1, y nos devuelve el lugar donde se ha muerto el paquete. Posteriormente, incrementa el tiempo de vida en una unidad y vuelve a enviar el paquete recogiendo la misma información.

En cada una de los tiempos de vida, se realizan tres peticiones de eco para de este modo asegurar una correcta respuesta.

7.-

El funcionamiento de la comunicación entre el servidor y el cliente se produce de la siguiente manera:

-En primer lugar hay un intercambio de 3 paquetes que sirven para establecer la conexión TCP.

-A continuación con otro paquete el cliente solicita al servidor un servicio

-Finalmente, el servidor responde al servicio solicitado por el cliente mediante el envio de otro paquete.

El establecimiento de la conexión implica el establecimiento de la conexión, la identificación del usuario y su contraseña, para saber con claridad a que tipos de servicios tiene acceso el usuario desde el servidor.

De un modo mas claro la “conversación” entre cliente y servidor es:

Ejecutado sobre el servidor std ( 128.128.128.254 ) mediante el programa Rexec con login alumnos y contraseña stdtcp. Ejecutando el comando pwd, se obtiene la siguiente respuesta :

Direccion IP de maquina de ensayos 128.128.128.28 (diferente del inicial por haberse realizado en otra sesión)

Direccion IP de Puerta de Enlace 128.128.128.254

1º PETICION DE CONEXIÓN POR PARTE DE NUESTRO ORDENADOR

.128.28 .128.254

TCP : 1037 rexec (512) seq : 00774f34 ack : _ _ _ _

Win : 8192 hl : 6 xsum : 0 x 2069 urg : 0 flags : <SYN> mss :1460

2º CONFIRMACION DE LA PETICION ANTERIOR Y ACEPTACION DE LA CONEXIÓN.

.128.254 .128.28

TCP : rexec (512) 1037 seq : 751b6687 ack : 00774f35

Win : 1460 hl :6 xsum : 0 x 5f01 urg : 0 flags :<ACK><SYN> mss :1460

3º RECEPCION POR PARTE DE NUESTRO ORDENADOR DE LA ACEPTACIÓN DE PETICION ANTERIOR.

.128.28 ! .128.254

TCP : 1037 rexec (512) seq : 00774f35 ack : 751B6688

Win : 8760 hl : 5 xsum : 0 x 5a3a urg : 0 flags : <ACK> mss :1460

4º ENVIO DE LOGIN, PASSWORD Y INSTRUCCIÓN A EJECUTAR POR EL SERVIDOR

.128.28 ! .128.254

TCP : 1037 rexec (512) seq : 00774f35 ack : 751B6688

Win : 8760 hl : 5 xsum : 0 x bea5 urg : 0 flags :<ACK><PUSH> mss :1460

5º CONFIRMACION DE RECEPCION DE DATOS

.128.254 ! .128.28

TCP : rexec (512) 1037 seq : 751b6688 ack : 00774f4a

Win : 1460 hl :5 xsum : 0 x 76a9 urg : 0 flags :<ACK> mss :1460

6º CONFIRMACION DE UTILIZACION DE LOGIN Y PASSWORD

.128.254 ! .128.28

TCP : rexec (512) 1037 seq : 751b6688 ack : 00774f4a

Win : 1460 hl :5 xsum : 0 x 76a0 urg : 0 flags :<ACK><PUSH> mss :1460

data (1/1) :

7º CONFIRMACION DE EJECUCION DE INSTRUCCIÓN ENVIADA, DEVOLUCION DE RESULTADO Y FIN DE CONEXIÓN.

.128.254 ! .128.28

TCP : rexec (512) 1037 seq : 751b6688 ack : 00774f4a

Win : 1460 hl :5 xsum : 0 x 50f2 urg : 0 flags :<ACK><PUSH><FIN> mss :1460

data (13/13) : /USR/alumnos .

Cuestiones

1.-

La ventaja que nos aporta es la flexibilidad que tenemos a la hora de poder elegir un transceptor para el tipo de medio por el que queremos transmitir (fibra óptica, par trenzado, etc).

2.-

Se produce la fragmentación, es decir, se rompe el datagrama en paquetes mas pequeños de manera que cada uno de ellos tenga un tamaño menor que el MTU.

3.-

Una tarjeta de red debe ser capaz de responder a 2 direcciones:

La suya propia y la dirección de broadcast.

4.-

Como se vio en la práctica 1, tenemos en la máscara una parte de máquina de 8 bits. Esto indica que se podrían direccionar 28 máquinas, es decir 256. Pero a éste número hay que quitar las 2 direcciones que se usan para las direcciones de broadcast y de red, por tanto, nos quedan 256-2=254 máquinas para direccionar.

5.-

Tenemos 16 bits de la dirección de red que están a 0, mientras que en la máscara están a 1, por lo que pueden ser utilizados para identificar subredes. Con los datos anteriores el número de subredes que podemos generar es de 216=65536 subredes.

6.-

Pasando la dirección de red y la máscara a binario :

Máscara

11111111.11111111.11111111

00000000

Red

11001011.01101101.00101100

00000000

Red

Máquina

Necesitamos 5 subredes. Una de ellas para las conexiones SLIP.

Para hacer las subredes necesitamos coger 3 bits de la parte de máquina, serian 8 posibles subredes, de las cuales cogeremos 5 cualesquiera. Es decir, que en la parte de máquina de la dirección de de red tendríamos :

000 00000

001 00000 1ª subred

010 00000 2ª subred

011 00000 3ª subred

100 00000 4ª subred

101 00000 5 ª subred

110 00000

111 00000

Hemos cogido 5 subredes .

Una vez que ya hemos seleccionado cada subred, empezamos a numerar cada máquina dentro de cada subred.

1ª subred 11001011 . 01101101 . 00101100 . 00100000 203.109.44.32

2ª subred 11001011 . 01101101 . 00101100 . 01000000 203.109.44.64

3ª subred 11001011 . 01101101 . 00101100 . 01100000 203.109.44.96

4ª subred 11001011 . 01101101 . 00101100 . 10000000 203.109.44.128

5ª subred 11001011 . 01101101 . 00101100 . 10100000 203.109.44.160

Se ve de una forma más clara en las direcciones apuntadas en el esquema siguiente: