Nivel de Red

1
Nivel de Red

• Circuitos Virtuales
• Datagramas
• Introducción IP
• 14-Septiembre-2010
• Parte de estas Notas de Clase fueron tomadas del
  Curso de Peterson

2
Scalable Networks

• Switch

3
Qué es un switch ?

• Es una appliance que interconecta enlaces para
  formar redes más grandes.
• Un switch de datos es un dispositivo con
  múltiples entradas y múltiples salidas.
• Su trabajo es lograr que la mayor cantidad de
  paquetes que entren al switch vayan a la salida
  apropiada.
• Envía paquetes, frames o celdas de un puerto de
  entrada a un puerto de salida (función conocida
  como switching ó forwarding)
• El puerto de salida se selecciona utilizando una
  dirección que trae el header (encabezado) del
  paquete, frame o celda
• Según el tipo de switch
• Para distribuir los paquetes, algunos utilizan
  circuitos virtuales y otros conmutación de
  paquetes.
• Pueden conmutar paquetes de longitud variable o
  de longitud fija.

4
El switch permite construir redes escalables

• Ventajas
• Los switches, al interconectarse unos con otros,
  permiten cubrir grandes áreas geográficas
  (además, toleran la latencia). Permiten
  construir grandes redes
• Pueden soportar un gran número de nodos (ancho de
  banda es escalable).
• Colocar un nuevo host al switch no necesariamente
  carga más la red

5
Los dos grandes paradigmas

• Orientado a Conexión
• Sin Conexión

6
Conmutación no orientada a conexión (datagrama)

• Este tipo de conmutación es utilizada por los
  switches Ethernet (y los routers IP!)
• Características
• No existe una fase para establecer una conexión
• el nodo puede enviar el paquete ó frame cuando
  quiera.
• Cada paquete o frame se envía independientemente
  y debe llevar toda la información necesaria para
  alcanzar su destino
• Llamado modelo Connectionless (no orientado a
  conexión) o de datagrama

7
Conmutación no orientada a conexión (datagrama)
8
Modelo de Datagrama

• No se debe esperar un RTT (round trip time) para
  establecer una conexión un nodo puede enviar
  datos tan pronto como este listo.
• El nodo origen de los datos no tiene porque saber
  si la red es capaz de entregar un paquete o
  frame o si el nodo destino está listo para
  recibir los datos.
• Ya que los paquetes son tratados
  independientemente, es posible cambiar el camino
  para evitar los enlaces y los nodos que estén
  fallando.
• Ya que cada paquete o frame lleva la dirección
  completa del nodo destino, la información
  adicional de control (overhead) que lleva es
  mucho mayor que la utilizada en el modelo
  orientado a conexión.

9
Conmutación orientada a conexión (circuito
virtual)

• Se requiere una fase para establecer una conexión
  y otra de finalización de la conexión
• Los paquetes o celdas que se transmiten después
  de establecer la conexión utilizan siempre el
  mismo circuito
• Llamado modelo connection-oriented (orientado a
  conexión) ó circuito virtual

10
Conmutación orientada a conexión (circuito
virtual)
11
Enfoques para establecer una conexión

• Conexión Permanente (PVC)
• Este tipo de conexión la define y la finaliza el
  administrador de la red una persona solicita a
  la red la creación de los registros en las tablas
  VC. Después de creado el circuito virtual ya se
  pueden enviar datos.
• Conexión por Solicitud ( o conmutado) (SVC)
• Cuando el nodo A desea enviar datos al nodo B
  envía un mensaje de solicitud de conexión a la
  red, luego el switch que la recibe se lo envía al
  siguiente, hasta llegar al nodo B. Este úlimo, si
  acepta la conexión, de volverá el identificador
  de circuito que desea utilizar (4 en el ejemplo
  anterior) y esta aceptación se repite en todos
  los switches que se encuentran en el camino.
  Después de construir el circuito virtual se
  empieza a enviar datos.

12
Finalización de la conexión

• Conexión Permanente (PVC)
• El administrador de la red, una persona, solicita
  o hace las operaciones que permitan destruir el
  circuito virtual.
• Conexión por Solicitud (SVC)
• Cuando el nodo A no desea enviar más datos al
  nodo B, termina el circuito virtual enviando un
  mensaje de finalización a la red. El switch que
  recibe el mensaje borra la línea de la tabla de
  VC correspondiente a ese circuito y envía un
  mensaje de finalización al siguiente switch para
  que repita la misma acción y así hasta alcanzar
  al nodo B. Si después de esto el nodo A envía un
  paquete o celda a la red, este puede ser
  descartado pues ya no existe el circuito virtual.

13
Modelo de circuito virtual

• Normalmente debe esperarse un RTT completo
  mientras se establece una conexión para poder
  enviar el primer paquete o celda.
• La solicitud de conexión debe llevar la dirección
  completa del nodo destino, pero los demás
  paquetes o celdas sólo tienen un identificador
  muy pequeño (el VCI) haciendo que el overhead sea
  pequeño.
• Si un switch o un enlace falla, el circuito
  virtual falla y una nueva conexión debe
  establecerse.
• Establecer una conexión de antemano, permite
  reservar recursos en los switches (espacio en
  buffers).
• Tecnologías que utilizan circuitos virtuales son
  X.25, Frame Relay y ATM.

14
Conmutación Source Routing

• Toda la información sobre la topología de la red
  que se necesita para conmutar los paquetes es
  proporcionada por el nodo origen.
• Existen varias formas de implementar el Source
  Routing.
• Rotación
• Stripping
• Pointer

15
Conmutación Source Routing
16
Uso de Source Routing

• La conmutación basada en Source Routing puede ser
  utilizada sobre redes no orientadas a conexión
  (datagrama) o en redes orientadas a conexión
  (circuito virtual). Por ejemplo
• IP (Internet Protocol), que es un protocolo no
  orientado a conexión, incluye una opción para
  source routing que permite que ciertos paquetes
  seleccionados para ser enrutados desde el origen.
• En redes de circuitos virtuales, el source
  routing significa escoger un trayecto
  especificado sobre la red.

17
Switches de datos y LANs Extendidas

• Las LANs tienen limitaciones físicas (e.g.,
  máximo 2500 m)
• Conectar dos o más LANs con un switch
• Estrategia de aceptación y envío (forward)
• Conexión en la capa 2 (no coloca un nuevo header)
• Ethernet Switch Bridge con esteroides

18
Funciones de los switches en la capa 2 del modelo
OSI

• Los switches LAN realizan tres funciones
• Aprenden las direcciones físicas (MAC address) de
  los frames. De esta forma puede optimizar el
  forwarding (reenvio) de los frames.
• Toman deciciones de forwarding. Cuando un frame
  es recibido desde cierto puerto, el switch revisa
  la dirección MAC destino y decide cuál debe ser
  el puerto de salida
• Evitan los loops (ciclos ó bucles). Si existen
  varias conexiones redundantes entre switches, se
  pueden presentar loops. Los switches utilizan el
  algoritmo de spanning tree para aislar los loops.

19
Aprendizaje de direcciones y decisiones de reenvío

• No reenvían cuando es innecesario (tratan de
  enviar el frame sólo a través de un puerto dónde
  se encuentra la estación destino)
• Mantiene una tabla de forwarding para saber donde
  están las estaciones)
• Aprende los elementos de la tabla a partir de las
  direcciones de origen
• Cuando llega un frame cuya dirección no está en
  la tabla, el switch lo envía por todos los
  puertos activos, exeptuando aquel por donde llegó
  el frame. Si alguna estación responde, la tabla
  será actualizada.
• La tabla es una optimización
• Siempre reenvía por todos los puertos los frames
  broadcast

20
Algoritmo de Spanning Tree
Grafo de la red
Posibles árboles de expansión (un grafo con n
nodos tiene un árbol de expansión con n-1 arcos)
21
Algoritmo de Spanning Tree
22
Algoritmo de Spanning Tree
10
2
4
35
25
30
1
20
40
5
3
15
23
Algoritmo de Spanning Tree

• Problema loops o ciclos
• Los swithes ejecutan un algoritmo de spanning
  tree distribuido
• Selecciona qué switches harán reenvíos (forward)
  y cuáles no
• El creador de STP (Spanning-Tree Protocol) fue
  Digital Equipment Corporation (DEC), que fue
  comprada por Compaq y, luego, Compaq fue comprada
  por Hewlett Packard.
• Especificación IEEE 802.1d

24
Visión general del algoritmo

• Cada switch tiene un identificador único (S1, S2,
  S3)
• Selecciona el switch con el ID más pequeño como
  root
• Selecciona el switch sobre cada LAN más cercano
  al root como switch designado (el ID desempata)
• STP desactiva los enlaces redundantes,
  rompiendo los ciclos que tenga la red
• Cada switch reenvía frames sobre la LAN para la
  cual él es el switch designado. Los puertos que
  se comunican con el root reciben el nombre de
  puertos designados

25
Detalles del algoritmo

• Los switches intercambian mensajes de
  configuración (llamados BPDUs Bridge Protocol
  Data Units)
• ID del switch que envía el mensaje
• ID del switch root (identificación del switch que
  se supone es el root)
• Distancia (en hops) desde el switch que envía
  al root
• Cada switch registra el mejor mensaje de
  configuración para cada puerto
• Inicialmente, cada switch asume que él es el root
• Cuando aprende que no es el root, detiene la
  generación de mensajes de configuración
• cuando el algoritmo se estabiliza, sólo el root
  genera mensajes de configuración

26
Detalles del algoritmo (cont.)

• Cuando aprende que no es un switch designado,
  detiene el reenvío de mensajes de configuración
• cuando el algoritmo se estabiliza, sólo los
  switches designados reenvían mensajes de
  configuración
• El root continúa enviando periódicamente mensajes
  de configuración
• Si un switch no recibe mensajes de configuración
  después de cierto periodo de tiempo, él comienza
  a generar mensajes de configuración reclamando
  ser el root
• Convergencia la convergencia del algoritmo se
  logra cuando todos los switches tienen sus
  puertos o en estado forwarding o en blocking (es
  decir cuando el algoritmo STP se ha
  estabilizado). El problema con lograr la
  convergencia es el tiempo puede tomar entre 30 a
  50 segundos en condiciones normales y mientras
  los puertos logran estabilizarse NO SE TRANSMITEN
  DATOS.

27
Campos del BPDU (Bridge Protocol Data Unit)
2
1
1
1
8
4
8
2
2
2
2
2
Protocol identifier
Versión
Root path cost
Switch ID
Tipo de BPDU
Flags
Root ID
Por ID
Massege age
Max age
Forward delay
Hello time

• Protocol identifier (2 bytes) contiene el valor
  0
• Protocol version identifier (1 byte) contiene
  el valor 0
• BPDU type (1 byte) 00000000 Configuración,
  10000000 Topology change notification (si es
  este último, aquí termina el BPDU pues no habrá
  más campos)
• Flags (1 byte) Sólo se utilizan dos bits. Bit 1
  es Topology Change flag (TC) e indica un cambio
  de topología y el Bit 8 es Topology Change
  Acknowledgement flag (TCA) y se activa para
  confirmar que se recibió un mensaje con un bit
  TC.
• Root identifier (8 bytes) Identifica el root
  switch mostrando 2 bytes de la prioridad seguidos
  por 6 bytes de la MAC address
• Root path cost (4 bytes) unidades de costo
  arbitrarias del path desde esl switch que envía
  el BPDU hasta el root switch
• Bridge identifier (8 bytes) Identifica el
  switch que envía el BPDU mostrando 2 bytes la
  prioridad y 6 bytes la MAC address
• Port identifier (2 bytes) Identifica desde qué
  puerto fue enviado el BPDU. Tiene dos partes, el
  primer byte es la prioridad del puerto y el
  segundo byte es el identificador del puerto.
  Entre más pequeño el número de la priorida, más
  alta es ésta.
• Message age (2 bytes) Especifica la cantidad de
  tiempo desde que el root envió el mensaje de
  configuración sobre el cuál se basa éste BPDU.
  Representa un número binario sin signo
  multiplicado por 1/256 de segundo. Por ejemplo,
  0x0100 (256) representa un segundo.
• Max age (2 bytes)Muestra cuando éste BPDU debe
  ser descartado. Está en 1/256 de segundo, al
  igual que Message age.
• Hello time (2 bytes) Indica el periodo tiempo
  entre mensajes de configuración del root switch.
  En 1/256 de segundo)
• Forward delay (2 bytes) Indica cuánto tiempo
  deben esperar los switches antes de cambiar a un
  nuevo estado después de un cambio de topología
  (si un switch cambia demasiado pronto pueden
  presentarse loops) -ejercicio-

28
Selección del puerto designado

• Para determinar el puerto o puertos que se
  utilizarán para comunicarse con el root se debe
  calcular el costo de la trayectoría (path)
• El costo STP es el costo total acumulado del path
  calculado según el ancho de banda de los enlaces.

29
Estados de los puertos de los switches en
spanning tree

• Los puertos de un switch, cuando ejecutan STP,
  pueden estar en uno de cuatro estados
• Blocking No envían frames escuchan los BPDUs.
  Todos los puertos están en este estado cuando el
  switch es encendido.
• Listening Escucha los BPDUs para garantizar que
  no hay loops antes de enviar frames
• Learning Aprende direcciones MAC y construye la
  tabla de forwarding pero no envía frames
• Forwarding Envía y recibe frames a través del
  puerto
• Generalmente los puertos estarán en estado
  Blocking o Forwarding
• Los puertos se bloquean para evitar loops. Un
  puerto en estado blocking aún sigue recibiendo
  BPDUs.
• Cuando haya un cambio en la topología (se agrega
  un nuevo switch o falla un enlace) los puertos
  pasarán a los estados de learning y/o forwarding.

30
Ejercicio
Switch A MAC 0c00c8110000 Prioridad
Puerto 0
Puerto 0
Puerto 0
100Base-T
Switch B MAC 0c00c8111111 Prioridad 32768
Switch C MAC 0c00c8222222 Prioridad 32768
Puerto 1
Puerto 1
10Base-T

• Cuál es el root switch?
• Qué puertos quedarán en estado forwarding y qué
  puertos quedarán en estado blocking?
• Qué puertos serán root port y qué puertos serán
  puertos designados?

31
Tipos de switches LAN

• De acuerdo con el modo de conmutación los
  switches LAN se pueden clasificar en
• Store and forward Se recibe el frame completo en
  el switch, se revisa el CRC y se busca en la
  tabla de forwarding
• Cut-Trough El switch recibe la dirección MAC
  destino y busca enseguida en la table de
  forwarding
• FramentFree También se le llama cut-trough
  modificado. Recibe los primeros 64 bytes del
  frame (para evitar colisiones) antes de enviar el
  frame.

32
Broadcast y Multicast

• Los switches renenvían todos los frames
  broadcast/multicast
• práctica común
• Pueden aprender cuando no hay miembros de un
  grupo multicast conectados a ciertos puertos
• Esto se logra porque cada uno de los miembros del
  grupo G tiene que envíar un frame al switch con
  la dirección multicast del grupo G y su MAC
  address

33
Limitaciones de los switches

• El escalamiento (crecimiento) de la red está
  limitado
• El algoritmo de spanning tree no escala
• broadcast no escala
• No permiten tecnologías LAN heterogéneas
• Advertencia Debe tenerse cuidado con la
  transparencia (los nodos pueden ser conectados
  sin tener que correr protocolos adicionales, pero
  debe evitarse diseñar software de red que asuma
  que está sobre un solo segmento Ethernet)

34
Virtual Local Area Network (VLAN)

• VLAN Agrupamiento lógico de los puertos de un
  switch que se comportan como si fuesen un switch
  independiente.
• Las VLANs pueden ser creadas por el administrador
  de la red, quien asigna los puertos a la VLAN
  correspondiente (VLANs estáticas). También pueden
  crearse de manera dinámica.
• Las VLANs estáticas son las más comunes.
• En las VLANs dinámicas, de acuerdo con la
  dirección MAC se puede asociar un puerto no
  asignado del switch a la VLAN que se considere.
• Para las VLANs dinámicas se necesitan un servidor
  de administración de las VLANs, como VMPS (VLAN
  Management Policy Server). Imaginemos un
  servidor DHCP para VLANs.
• Las VLANs también pueden agruparse por MAC origen
  o por el valor del campo tipo del frame Ethernet.
  (RFC2643, IEEE 802.1q y 802.10)

35
Control de broadcast

• Las aplicaciones devoradoras de ancho de banda,
  como las aplicaciones multimedia utilizan
  broadcast y multicast constantemente. Fallas en
  equipos, segmentación inadecuada también puede
  generar problemas con aplicaciones que utilicen
  broadcast
• Como administrador de la red debe asegurarse que
  la red está segmentada de manera correcta para
  mantener los problemas de los segmentos se
  propagen a resto de la red.
• Como los switches tienen una buena relación de
  costo/beneficio, se puede reemplazar una red
  plana (donde todos están en el mismo dominio de
  broadcast) por una con switches y VLANs los
  dispositivos que son miembros de una VLAN
  comparten el mismo dominio de broadcast.
• Pero para proporcionar la conexión entre VLANs se
  necesitan Routers ó route switch modules (RSMs)
  que serán los encargados de detener el broadcast

36
Seguridad

• En una red plana, cualquiera puede conectar un
  analizador de tráfico en cualquier punto de red y
  ver lo que quiera (además que tiene acceso a los
  recursos de la red con demasiada facilidad yo me
  puedo asociar a cualquier grupo de trabajo cuando
  quiera)
• Mediante VLANS, y la infraestructura adecuada el
  administrador puede llegar a controlar cada
  puerto de switch y cada usuario (al menos cada
  subred).
• Cuando existen VLANs, el nalizador de tráfico
  sólo verá el tráfico de dicha VLAN.
• Además, la comunicación en tre VLANs puede
  controlarse con el router intermedio mediante
  ACLs (listas de control de acceso)

37
Flexibilidad y escalabilidad

• Al crear VLANS, esencialmente se están creando
  dominios de broadcast. Es decir, el broadcast
  creado en una VLAN no se propagará a las otras.
  Esto detendrá las tormentas de broadcast causadas
  por equipos defectuosos y por aplicaciones que
  generan broadcast para toda la red.
• Si una VLAN tiene pocos usuarios, tendrá poco
  broadcast.
• En una red de backbone colapsado hay
  restricciones físicas, con los switches y VLANs
  NO hay restricciones físicas.
• Las VLANs se pueden organizar por comunidades de
  usuarios con intereses comunes.
• Y no olvidemos que para que las VLANs se puedan
  comunicar se necesitan equipos de capa 3 (es
  decir, routers) que entiendan de VLANs (no todos
  los routers pueden trabajar con VLANs).

38
Identificación de las VLANs

• Hay dos tipos de enlaces en una red con switches
• Enlaces de acceso (Access links) Son enlaces que
  pertenencen a una sóla VLAN.
• Enlaces troncales (trunk links) Este tipo de
  enlaces transportan información de varias VLANs
  (se soportan sólo sobre enlaces Fast Ethernet o
  Gigabit Ethernet)
• Para identificar un frame a que VLAN pertenece
  hay varias técnicas de identificación ISL
  (Inter-Switch Link), de CISCO, 802.1q, estándar
  de la IEEE y 802.10 utilizado en VLANs sobre
  FDDI.
• Para saber a que VLAN pertenece un frame se
  utiliza una etiqueta (frame taggin). Esta
  etiqueta identifica la VLAN (se conoce como VLAN
  ID o color de la VLAN). En ISL las etiquetas sólo
  se usan en los enlaces troncales y se retiran en
  los enlaces de acceso.

39
Inter-Switch Link

• Cisco creó ISL, por tanto es una tecnología que
  sólo se encuentra en los switches cisco.
• Cuando un frame atraviesa un enlace troncal, se
  le agrega al principio 26 bytes donde viene una
  identificación de la VLAN a la que pertenece (el
  color)
• También se adiciona al final un segundo campo de
  chequeo del frame de 4 bytes
• Esta etiqueta se quita cuando el frame llega a un
  enlace de acceso.
• Los enlaces troncales se configuran en puertos
  100 ó 1000 Mbps. Se establecen entre dos
  switches, entre un switch y un router o entre un
  switch y un servidor. Un enlace troncal puede
  llevar información de hasta 1005 VLANs.
• Cuando se conectan dos switches con un enlace
  troncal y dicho enlace debe mover frames de
  varias VLANs, se debe configurar el enlace para
  eso (en caso contrario el enlace sólo llevará
  frames de la VLAN 1 o default)

40
VLAN Trunk Protocol (VTP)

• Cisco creó VTP para administrar todas las VLANs
  configuradas en un red de switches y mantenerlas
  consistentes dentro de la red.
• VTP permite adicionar, borrar y renombrar VLANs.
  Además
• Da consistencia a la configuración de VLANs en
  toda la red (si se crea una nueva VLAN en un
  switch, VTP lo contará a los demás switches de su
  existencia)
• Permite que la información de VLANs pase sobre
  redes mezcladas (por ejemplo de Ethernet a ATM
  LANE)
• Facilita el monitoreo del estado de las VLANs
• Para que todo esto se pueda hacer debe tenerse un
  VTP server.
• Si todos los swithes están en la misma VLAN no se
  necesita servidor VTP.

41
VLAN Trunk Protocol (VTP)

• Los switches dentro de una red donde se use VTP
  pueden estar en tres modos de operación
  diferentes
• Server este esta por omisión en todos los
  switches catalyst y se necesita al menos un
  server VTP para propagar la información de VLANs.
  Un switch debe estar en este modo para poder
  crear, adicionar y borrar VLANs. Cualquier cambio
  hecho en el servidor VTP es propagado a todo el
  dominio VTP
• Client Recibe y envía información de los servers
  VTP, recibe actualizaciones del dominio, pero NO
  puede hacer cambios.
• Transparent No participan en el dominio VTP pero
  permiten el paso de mensajes VTP a través de sus
  enlaces troncales. Un switch en este modo puede
  crear y borrar VLANs dentro de él pero no le
  cuenta a nadie.
• El revision number es el mensaje más importante
  en un dominio VTP (dice que ésta es la
  información más nueva en el dominio VTP)
• En las VLANs 2-1005 se puede hacer VTP pruning
  (podado). En la VLAN 1 NO se puede.Por omisión,
  está deshabilitado en los switches.

42
El estándar para VLANs IEEE 802.1Q

• Este estándar fue publicado en 1998 y especifica
  una forma de implementar VLANs independiente del
  fabricante del switch.
• Cisco tiene su propio protocolo llamado ISL
  (Inter-Switch Link Protocol) para redes Ethernet,
  existe también 802.10 para VLANs sobre FDDI.
• 802.1Q utiliza un esquema de etiquetas (tagging)
  que se adiciona al frame Ethernet.
• Esta etiqueta dice a qué VLAN pertenece dicho
  frame.
• Las etiquetas de 802.1Q tienen 4 bytes y son
  insertadas entre el campo de dirección MAC origen
  y el campo longitud/tipo (el frame podría a tener
  máximo 1522 bytes).
• Dymanic Trunking Protocol (DTP) es un protocolo
  punto a punto que fue creado para enviar
  información troncal a través de enlaces troncales
  con 802.1q (Cisco ya usa DTP... IOS 4.2)

43
VLANs (IEEE 802.1q)
Tipo/Long.
Destino
Origen
Datos
Chequeo
6
6
2
4
46 - 1500
6
6
2
4
46 - 1500
2
2
TPID/TCI

• Destino 6 bytes, dirección física del nodo
  destino (MAC address)
• Origen 6 bytes, dirección del nodo origen
• TPID Tag protocol identifier (0x8100), dice que
  es un frame etiquetado
• TCI Tag control information, información de
  pridoridad 802.1p (3 bits) y el VID (VLAN
  Identifier, 12 bits)
• Tipo 2 bytes, especifica el protocolo de la
  capa superior
• Datos entre 46 y 1500 bytes, información de las
  capas superiores
• Chequeo Secuencia de chequeo del frame (FCS)

44
Diseño con switches LAN

• Ventajas Mejora el desempeño de la red (aisla
  tráfico, filtros), permite segmentos a diferentes
  velocidades, tiene buffers en los puertos de
  salida
• Congestión en backbones (agregar enlaces...
  Soluciones propietarias) existe IEEE 802.3ad
• Hay switches non-blocking
• Máximo 7 switches (14 saltos en un RTT) 802.1d
  recomienda que máximo se tengan 7 swithcs entre
  dos nodos.
• Características avanzadas GARP Generic
  Attributte Registration Protocol (802.1p), GMRP
  para mulicast (802.1p), Administración del switch
  (puerto de span, snmp, RMON Y SMON (RFC2613)),
  adminitración de congestión http//www.bellereti.
  com/ethernet/papers.html (Seitfer)

45
Virtual Circuit Model

• Typically wait full RTT for connection setup
  before sending first data packet.
• While the connection request contains the full
  address for destination, each data packet
  contains only a small identifier, making the
  per-packet header overhead small.
• If a switch or a link in a connection fails, the
  connection is broken and a new one needs to be
  established.
• Connection setup provides an opportunity to
  reserve resources.

46
Internetworking

• Modelo de Servicio Best Effort
  Service

47
IP Internet

• Interconexión de Redes
• Protocol Stack

48
IP Internet
49
IP Internet
50
Modelo de Servicio

• Connectionless (datagram-based)
• Best-effort (unreliable service)
• Paquetes se pueden perder
• Enviar fuera de orden
• Entrega de copias
• No hay un cota para el tiempo de entrega
• Formato

51
Formato de datagrama IP

• Cuánto por encima con TCP?
• 20 bytes de TCP
• 20 bytes de IP
• 40 bytes capa superior de aplicaciones

52
32 bits
Cabecera de un datagrama IPv4
Versión siempre vale 4 Longitud Cabecera en
palabras de 32 bits (mínimo 5, máximo
15) Longitud total en bytes, máximo 65535
(incluye la cabecera) Identificación, DF, MF,
Desplaz. Fragmento campos de fragmentación Tiempo
de vida contador de saltos hacia atrás (se
descarta cuando es cero) Checksum de toda la
cabecera (no incluye los datos)
53
Algunos de los posibles valores del campo
Protocolo
Valor Protocolo Descripción
1 ICMP Internet Control Message Protocol
2 IGMP Internet Group Management Protocol
3 GGP Gateway-to-Gateway Protocol
4 IP IP en IP (encapsulado)
5 ST Stream
6 TCP Transmission Control Protocol
8 EGP Exterior Gateway Protocol
17 UDP User Datagram Protocol
29 ISO-TP4 ISO Transport Protocol Clase 4
80 CLNP Connectionless Network Protocol
88 IGRP Internet Gateway Routing Protocol
89 OSPF Open Shortest Path First
54
Fragmentación en IP

• Los fragmentos reciben la misma cabecera que el
  datagrama original salvo por los campos MF y
  Desplazamiento del Fragmento.
• Los fragmentos de un mismo datagrama se
  identifican por el campo Identificación.
• Todos los fragmentos, menos el último, tienen a 1
  el bit MF (More Fragments).
• La unidad básica de fragmentación es 8 bytes. Los
  datos se reparten en tantos fragmentos como haga
  falta, todos múltiplos de 8 bytes (salvo quizá el
  último).
• Toda red debe aceptar un MTU de al menos 68 bytes
  (60 de cabecera y 8 de datos). Recomendado 576