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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
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 2
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.
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 3
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 TransporteOSI 4)
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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 4
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
Acceso Red (Nivel enlace, físico)
Arquitectura TCP/IP
IP
(nivel Red OSI 3)
TCP/UDP
(nivel TransporteOSI 4)
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)
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 5
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
Acceso Red (Nivel enlace, físico)
Arquitectura TCP/IP
IP
(nivel Red OSI 3)
TCP/UDP
(nivel TransporteOSI 4)
Nivel Aplicación
(protocolos DNS,HTTP, mail…)
Programa
Aplicación(navegador web,
cliente correo…)
ITELAR, 3º grado IT
7/23/2019 ITELAR TEORÍA 0 - Introducción - Repaso Conceptos Básicos
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 6
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
Medio físicotransmisión
TecnologíaAcceso Red
(Nivel enlace, físico)
Arquitectura TCP/IP
IP
(nivel Red OSI 3)
TCP/UDP(nivel Transporte
OSI 4)
Nivel Aplicación
(protocolos DNS,HTTP, mail…)
ProgramaAplicación(navegador web,
cliente correo…)
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 7
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.
Medio físicotransmisión
TecnologíaAcceso Red
(Nivel enlace, físico)
Arquitectura TCP/IP
IP
(nivel Red OSI 3)
TCP/UDP(nivel Transporte
OSI 4)
Nivel Aplicación
(protocolos DNS,HTTP, mail…)
ProgramaAplicación(navegador web,
cliente correo…)
7/23/2019 ITELAR TEORÍA 0 - Introducción - Repaso Conceptos Básicos
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 8
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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 9
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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 10
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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 11
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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 12
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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 13
Tipo Red destino Másc
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
Tipo Red destino Másc
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):
Tipo Red destino Másc
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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 14
• 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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 15
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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 16
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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 17
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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 18
Envío trama ethernet con paquete IP encapsulado
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 19
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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 20
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
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 21
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.
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Instrumentación Telemática y Laboratorio de Redes3º Grado IT 22
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
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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