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INTERNET PROTOCOL Una introducción.

Capítulos 8 y 27 del libro TCP/IP, Protocol Suite de Forouzan.

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Position of IP in TCP/IP protocol suite

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Figure 8-2 Forouzan

IPv4 datagram

VER: Version (4 actualmente).HLEN: mín: 5x4 =20bytes, max:15x4 = 60bytes.Service type (Differentiated services): 3 bits:Precedence, 4 bits TOS, 1 bit 0.Total length: header length + length of data.

Identification, flags, fragmentation offset: Usados en el proceso defragmentación.

Time to live: Inicialmente usado como timestamp, hoy en día se utiliza más con número de hops.

Protocol: Define si está utilizando servicios de TCP, UDP, ICMP, IGMP u OSPF.

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Figure 8-5

Multiplexing(Protocol field)

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Figure 8-4 Forouzan

Encapsulation of a small datagram in an Ethernet frame

Ethernet tiene una restricción de tamaño de datos a encapsular en un paquete:

Mínimo 46 bytes, máximo 1500 bytes.

Si el datagrama IP es menor a 46 bytes entonces se le agrega el “padding” para cumplir con este requerimiento.

Si el datagrama es mayor a 1500 bytes entonces se fragmentará.

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Example 1Example 1

An IP packet has arrived with the first 8 bits as shown:

01000010

The receiver discards the packet. Why?

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SolutionSolution

There is an error in this packet. The 4 left-most bits (0100) show the version, which is correct. The next 4 bits (0010) show the header length, which means (2 4 8), which is wrong. The minimum number of bytes in the header must be 20. The packet has been corrupted in transmission.

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Example 2Example 2

In an IP packet, the value of HLEN is 1000 in binary. How many bytes of options are being carried by this packet?

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SolutionSolution

The HLEN value is 8, which means the total number of bytes in the header is 8 4 or 32 bytes. The first 20 bytes are the main header, the next 12 bytes are the options.

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Example 3Example 3

In an IP packet, the value of HLEN is 516 and the value of the total length field is 002816. How many bytes of data are being carried by this packet?

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SolutionSolution

The HLEN value is 5, which means the total number of bytes in the header is 5 4 or 20 bytes (no options). The total length is 40 bytes, which means the packet is carrying 20 bytes of data (4020).

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Example 4Example 4

An IP packet has arrived with the first few hexadecimal digits as shown below:

45000028000100000102...................

How many hops can this packet travel before being dropped? The data belong to what upper layer protocol?

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SolutionSolution

To find the time-to-live field, we should skip 8 bytes (16 hexadecimal digits). The time-to-live field is the ninth byte, which is 01. This means the packet can travel only one hop. The protocol field is the next byte (02), which means that the upper layer protocol is IGMP.

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FRAGMENTATION

8.28.2

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Figure 8-6

MTU

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Figure 8-7 Forouzan.

Flag field

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Figure 8-8 Forouzan.

Fragmentation example

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Figure 8-9 Forouzan

Detailed example

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IPv6

IPngNext Generation(RFC 2373 y RFC 2374)

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IPv4

En los 70s cumplía con todo lo necesario, era un protocolo bien diseñado.

Con el rápido crecimiento de internet vinieron los problemas:

Falta de direcciones IP (aún con NAT, classless addressing y subnetting).

La transmisión en tiempo real requiere estrategias de retardo mínimo y reservación de recursos que IPv4 no tiene.

IPv4 no cuenta con encriptamiento o autenticación.

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Introducción de IPv6.

Cambia el formato y la longitud del paquete IP.

ICMP se modifica.

Protocolos de la capa de red como ARP, RARP e IGMP son borrados o incluidos en ICMPv6.

Protocolos de ruteo como RIP y OSPF también se modifican para adaptarse esta versión de IP.

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Adaptación a IPv6.

La implantación de IPv6 ha sido muy lenta debido a tres remedios a corto plazo:

Classless adressing. Uso de NAT. Uso del DHCP*.

Las tecnologías emergentes como IP móvil, telefonía IP, teléfonos móviles con capacidades de IP, videoconferencias en tiempo real exigen una actualización del protocolo.

Se pronostica que hasta el 2025 se haga una migración real.

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Ventajas.

Longitud de 128 bits.

Formato de header mejorado.

Nuevas opciones.

Opción para extender el protocolo si se requiere.

El campo “type of service” se retira y incorpora el mecanismo “flow label” (real-time applications).

Más seguridad con las opciones de encriptamiento y autenticación.

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Notación IPv6.

128 bits = 16 bytes =32 dígitos hexadecimales:

2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334

Abreviación: FDEC:BA98:0074:3210:000F:BBFF:0000:FFFF FDEC:BA98:74:3210:F:BBFF:0:FFFF

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Ejemplo abreviación.

Siguiendo esta regla, si más de dos grupos consecutivos son nulos, pueden comprimirse como "::". Si la dirección tiene más de una serie de grupos nulos consecutivos la compresión solo en uno de ellos.

2001:0DB8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab 2001:0DB8:0000:0000:0000::1428:57ab 2001:0DB8:0:0:0:0:1428:57ab 2001:0DB8:0::0:1428:57ab

2001:0DB8::1428:57ab

son todas válidas y significan lo mismo, pero

2001::25de::cade es inválido porque no queda claro cuantos grupos nulos

hay en cada lado.Ejemplo tomado de wikipedia.org

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Categorías de direcciones.

Unicast. Hacia una computadora específica.

Anycast. Define un grupo de computadoras con

direcciones que tienen el mismo prefijo (ej.- equipos de una red física => mismo prefijo).

Multicast. Hacia un grupo de computadoras

pertenecientes a un grupo.

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Diseño de IPv6.

La dirección se divide en dos partes variables:

“type prefix” + rest of address.

El prefijo define el propósito de la dirección. Los códigos son únicos.

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Provider-based unicast address.

Se conforma por 6 identificadores:

Type identifier (3bits) Dado por el proveedor.

Register (5bits) Indica la agencia donde fue registrada la dirección

INTERNIC -11000 - Norte América, RIPNIC -01000 - Europa, APNIC -10100) – Asia y Pacífico.

Provider identifier (se recomiendan 16 bits) Indica el proveedor de internet (ISP).

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Provider-based unicas address.

Subscriber identifier (se recomiendan 24bits) Es otorgado por el ISP para identificar a su

subscriptor.

Subnet identifier (se recomiendan 32 bits) El subscriptor define este campo dependiendo de

sus subredes.

Node identifier (se recomiendan 48 bits) Identifica al nodo conectado a la subred, se

pretende que sea compatible con la MAC address.

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Unspecified address.

Utilizan el prefijo reservado 00000000.

Toda la dirección se conforma por 0´s.

Se utiliza cuando un host no conoce su direccción y envia un mensaje para encontrarla.

Esta dirección no puede usarse como destination address.

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Loopback address.

Se utiliza para probar funciones de paquetes de software aunque la máquina no esté conectada a la red.

Utiliza el prefijo reservado 00000000.

Prefijo + 119 0´s + 1 al final.

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IPv4 address.DOS FORMATOS:

Compatible: Se usa cuando un dispositivo con IPv6 quiere enviar un mensaje

a otro con IPv6 pero se encuentra en una red de IPv4.

8 bits | 88 bits | 32 bits 00000000 | all 0´s | IPv4 address 0::020D:110E 2.13.17.14

Mapped: Se usa cuando un dispositivo con IPv6 quiere enviar un mensaje

a otro con IPv4 (la red es IPv6).

8 bits | 72 bits | 16 bits | 32 bits 00000000 | all 0´s | all 1´s | IPv4 address 0::FFFF:020D:110E 2.13.17.14

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Link local address.

Se utiliza si la LAN utiliza IP pero la máquina no está conectada a Internet por razones de seguridad.

Utiliza el prefijo 1111 1110 10.

10 bits | 70 bits | 48 bits 1111111010 | all 0´s | node address

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Multicast address.

Utiliza el prefijo 1111111.

8 bits |4 bits| 4 bits | 112 bits 11111111 | Flag | Scope| Group ID

Flag. Define si es permanente (definido por

autoridades de internet) o transiente (usado sólo de forma temporal).

Scope. Define si es un nodo local, de una organización,

global, reservada, etc.

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Formato de datagrama IPv6.

Imagen tomada de wikipedia.org

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Transcisión de IPv4 a IPv6.

Dual stack. Dispositivos con soporte para las dos versiones.

Tunneling. Automatic tunneling.

Usando direcciones compatibles el router sabe automáticamente como manejar el paquete.

Configured tunneling. Utilizado cuando un host no tiene soporte para direcciones

compatibles. Los routers se tienen que configurar para hacer este tunel

Header translation. Será necesario cuando la mayor parte de internet se haya

migrado a IPv6 pero unos cuantos sistemas todavía sigan uitilizando IPv4.

Será utilizado cuando un dispositivo con IPv6 quiera enviar un paquete pero el destino no entienda el formato porque sólo maneja IPv4.

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Anuncios importantes sobre IPv6.

En 2003, Nihon Keizai Shimbun informa que Japón, China y Corea del Sur han tenido la determinación de convertirse en las naciones líderes en la tecnología de Internet, que conjuntamente han dado forma parcialmente al desarrollo de IPv6, y que lo adoptarán completamente a partir de 2005.

ICANN anunció el 20 de julio de 2004 que los registros AAAA de IPv6 para Japón (.jp) y Corea (.kr) de código de país ya son visibles en los servidores raíz de DNS. El registro IPv6 para Francia fue añadido poco después.

Texto tomado de wikipedia.org