TCP-IP Los Protocolos de La Red Internet

TCP/IP: los protocolos de la red InternetJos M. Barcel OrdinasJordi igo Griera

P03/75064/00977

TCP/IP: los protocolos de la red InternetJos M. Barcel OrdinasJordi igo Griera

P03/75064/00977

FUOC P03/75064/00977 2 TCP/IP: los protocolos de la red Internet FUOC P03/75064/00977 2 TCP/IP: los protocolos de la red Internet

FUOC P03/75064/00977 TCP/IP: los protocolos de la red Internet

ndice

Introduccin............................................................................................... 5

Objetivos ...................................................................................................... 7

1. Estructura de protocolos en Internet ............................................. 9

1.1. Protocolos de Internet ....................................................................... 10

1.2. Encapsulamiento ............................................................................... 11

2. Redes de acceso a Internet ................................................................. 13

2.1. Acceso telefnico: el PPP ................................................................... 13

2.1.1. Compresin de las cabeceras ................................................. 15

2.1.2. MTU........................................................................................ 15

2.2. Acceso ADSL ...................................................................................... 16

2.3. Acceso LAN: el protocolo Ethernet.................................................... 18

2.3.1. Formato de la trama Ethernet ................................................ 18

2.3.2. Direcciones LAN..................................................................... 21

3. El IP (Internet protocol) ...................................................................... 23

3.1. Direcciones IP .................................................................................... 23

3.1.1. Mscaras de red ...................................................................... 25

3.1.2. Direcciones de propsito especial .......................................... 25

3.2. El formato del paquete IP .................................................................. 26

3.2.1. Fragmentacin ....................................................................... 30

3.3. Direccionamiento y direccionadores................................................. 31

3.3.1. La tabla de direccionamiento................................................. 32

4. El ARP (address resolution protocol) ............................................... 35

5. El ICMP (Internet control message protocol) .................................. 38

5.1. Mensajes ICMP .................................................................................. 38

5.2. El programa ping .............................................................................. 39

5.3. El programa traceroute.................................................................. 41

5.4. Mensaje de redireccionamiento ........................................................ 43

6. Protocolos del nivel de transporte .................................................. 45

7. El UDP (user datagram protocol)...................................................... 48

8. El TCP (transmission control protocol) ........................................... 50

8.1. El TCP proporciona fiabilidad ........................................................... 50

8.2. Formato del segmento TCP ............................................................... 51


ndice

Introduccin............................................................................................... 5

Objetivos ...................................................................................................... 7

1. Estructura de protocolos en Internet ............................................. 9

1.1. Protocolos de Internet ....................................................................... 10

1.2. Encapsulamiento ............................................................................... 11

2. Redes de acceso a Internet ................................................................. 13

2.1. Acceso telefnico: el PPP ................................................................... 13

2.1.1. Compresin de las cabeceras ................................................. 15

2.1.2. MTU........................................................................................ 15

2.2. Acceso ADSL ...................................................................................... 16

2.3. Acceso LAN: el protocolo Ethernet.................................................... 18

2.3.1. Formato de la trama Ethernet ................................................ 18

2.3.2. Direcciones LAN..................................................................... 21

3. El IP (Internet protocol) ...................................................................... 23

3.1. Direcciones IP .................................................................................... 23

3.1.1. Mscaras de red ...................................................................... 25

3.1.2. Direcciones de propsito especial .......................................... 25

3.2. El formato del paquete IP .................................................................. 26

3.2.1. Fragmentacin ....................................................................... 30

3.3. Direccionamiento y direccionadores................................................. 31

3.3.1. La tabla de direccionamiento................................................. 32

4. El ARP (address resolution protocol) ............................................... 35

5. El ICMP (Internet control message protocol) .................................. 38

5.1. Mensajes ICMP .................................................................................. 38

5.2. El programa ping .............................................................................. 39

5.3. El programa traceroute.................................................................. 41

5.4. Mensaje de redireccionamiento ........................................................ 43

6. Protocolos del nivel de transporte .................................................. 45

7. El UDP (user datagram protocol)...................................................... 48

8. El TCP (transmission control protocol) ........................................... 50

8.1. El TCP proporciona fiabilidad ........................................................... 50

8.2. Formato del segmento TCP ............................................................... 51


8.3. Establecimiento de la conexin ........................................................ 56

8.4. Terminacin de la conexin.............................................................. 58

8.5. Diagrama de estados del TCP ............................................................ 61

8.6. Transferencia de la informacin........................................................ 62

8.6.1. Transmisin de datos interactivos ......................................... 63

8.6.2. Transmisin de datos de gran volumen. Control de flujo

por ventana deslizante ........................................................... 64

8.6.3. Temporizadores y retransmisiones ........................................ 69

Resumen....................................................................................................... 75

Ejercicios de autoevaluacin .................................................................. 77

Solucionario................................................................................................ 78

Glosario ........................................................................................................ 80

Bibliografa................................................................................................. 81

Anexos .......................................................................................................... 82


8.3. Establecimiento de la conexin ........................................................ 56

8.4. Terminacin de la conexin.............................................................. 58

8.5. Diagrama de estados del TCP ............................................................ 61

8.6. Transferencia de la informacin........................................................ 62

8.6.1. Transmisin de datos interactivos ......................................... 63

8.6.2. Transmisin de datos de gran volumen. Control de flujo

por ventana deslizante ........................................................... 64

8.6.3. Temporizadores y retransmisiones ........................................ 69

Resumen....................................................................................................... 75

Ejercicios de autoevaluacin .................................................................. 77

Solucionario................................................................................................ 78

Glosario ........................................................................................................ 80

Bibliografa................................................................................................. 81

Anexos .......................................................................................................... 82

FUOC P03/75064/00977 5 TCP/IP: los protocolos de la red Internet

Introduccin

Lo que se conoce como red Internet es un conjunto heterogneo de redes in-

terconectadas. Precisamente, es la capacidad de homogeneizar lo que de he-

cho es heterogneo, lo que ha catapultado la red Internet a su estatus actual.

Los protocolos que distinguen la red Internet como una unidad son el IP* y el

TCP**. De hecho, estos ltimos son slo dos de entre la media docena de pro-

tocolos que se necesitan para hacer funcionar la red Internet; sin embargo, son

los ms importantes. Por este motivo, a todos en conjunto se les llama nor-

malmente pila (stack) TCP/IP (en ingls TCP/IP protocol suite).

Evolucin histrica de la red Internet

La red ARPANET* de Estados Unidos es la precursora de la red Internet actual. Desde1969, ARPANET financi la interconexin de nodos de conmutacin de paquetes pormedio de lneas punto a punto dedicadas. Durante la primera dcada de funcionamientopermiti a un ingente conjunto de investigadores desarrollar y perfeccionar las tcnicaspara la gestin y el uso de las redes de conmutacin de paquetes. Hacia el ao 1979, lapila TCP/IP se empieza a perfilar como el conjunto de protocolos de futuro de la red y, alfinal de 1982 todos los nodos de ARPANET ya haban adoptado el TCP/IP.

Rpidamente, ARPANET deviene el nudo de interconexin principal de otras redes de da-tos, sobre todo de los acadmicos. Los ordenadores militares, que tambin haban formadoparte de la red inicial y de su desarrollo, se dividen y forman una red propia (la MILNET). Amediados de los aos ochenta, el xito del TCP/IP queda demostrado por el hecho de que lanueva red de conmutacin de paquetes para la investigacin del NSF* de Estados Unidosfinancia la NSFNET. Con el tiempo, todas las redes acadmicas, en primer lugar las de Es-tados Unidos, despus las de Europa y ms tarde las del resto del mundo se acabarn co-nectando a esta red. La red de redes, Internet, empez su crecimiento vertiginoso casiexplosivo hacia el ao 1986.

A principios de los aos noventa, las principales universidades ya formaban parte de In-ternet y, cuando el boom de Internet se prevea que se frenara porque la mayora de lasuniversidades ya se haban conectado a la misma, las empresas empezaron a ver el poten-cial de la red, en primer lugar como medio de interconexin y, un poco ms tarde, comoherramienta de marketing (en 1993 aparece el HTTP*, el protocolo del WWW**).

El crecimiento actual de Internet se mantiene imparable y empiezan a surgir los primerosproblemas. La red Internet sufre ciertas limitaciones en su especificacin actual que pue-den hacer que este crecimiento deba detenerse en un futuro no demasiado lejano si nose realizan cambios importantes. En particular, el protocolo IP en la versin actual, la 4(IPv4) limita el nmero de estaciones que se pueden conectar a Internet a 232 (unos 4.000millones de estaciones). Si bien el nmero de estaciones actual (en 1998) es de unos 40millones, la manera de asignar las direcciones de Internet hace que haya muchas direc-ciones que, en la prctica, son inutilizables. En la actualidad, se considera que la nicasolucin a largo plazo ser la actualizacin de todos los componentes de la red en la ver-sin nueva, la 6 (IPv6 o IPng, IP next generation).

The next generation

Las versiones 1, 2, 3 y 5 del IP no se han utilizado nunca. Internet, desde su inicio comoARPANET, ha adoptado la versin 4. En la actualidad, se habla de la versin nueva comola versin next generation (en honor a la serie de televisin Star Trek: the next generation)en lugar de llamarla versin 5, que sera lo normal si no fuera porque un documentode la IAB (Internet Architecture Board) confundi a todo el mundo diciendo que la nuevaversin sera la 7.

Sea como sea, los cuatro primeros bits de todos los paquetes que circulan por Internetson 0100, es decir, 4, para indicar la versin IP que los define. Los nuevos paquetes debe-rn empezar por cuatro bits diferentes, que obviamente no pueden ser next generation. Es-tos cuatro bits iniciales sern 0110, es decir, 6.

* IP es la sigla de Internet protocol.** TCP es la sigla de transmission

control protocol.

* ARPANET es el acrnimo de advanced research projects agency

network.

* NSF es la sigla de National Science Foundation.

* HTTP es la sigla de hyper-text transfer protocol.

** WWW es la sigla de world wide web.


Introduccin

Lo que se conoce como red Internet es un conjunto heterogneo de redes in-

terconectadas. Precisamente, es la capacidad de homogeneizar lo que de he-

cho es heterogneo, lo que ha catapultado la red Internet a su estatus actual.

Los protocolos que distinguen la red Internet como una unidad son el IP* y el

TCP**. De hecho, estos ltimos son slo dos de entre la media docena de pro-

tocolos que se necesitan para hacer funcionar la red Internet; sin embargo, son

los ms importantes. Por este motivo, a todos en conjunto se les llama nor-

malmente pila (stack) TCP/IP (en ingls TCP/IP protocol suite).

Evolucin histrica de la red Internet

La red ARPANET* de Estados Unidos es la precursora de la red Internet actual. Desde1969, ARPANET financi la interconexin de nodos de conmutacin de paquetes pormedio de lneas punto a punto dedicadas. Durante la primera dcada de funcionamientopermiti a un ingente conjunto de investigadores desarrollar y perfeccionar las tcnicaspara la gestin y el uso de las redes de conmutacin de paquetes. Hacia el ao 1979, lapila TCP/IP se empieza a perfilar como el conjunto de protocolos de futuro de la red y, alfinal de 1982 todos los nodos de ARPANET ya haban adoptado el TCP/IP.

Rpidamente, ARPANET deviene el nudo de interconexin principal de otras redes de da-tos, sobre todo de los acadmicos. Los ordenadores militares, que tambin haban formadoparte de la red inicial y de su desarrollo, se dividen y forman una red propia (la MILNET). Amediados de los aos ochenta, el xito del TCP/IP queda demostrado por el hecho de que lanueva red de conmutacin de paquetes para la investigacin del NSF* de Estados Unidosfinancia la NSFNET. Con el tiempo, todas las redes acadmicas, en primer lugar las de Es-tados Unidos, despus las de Europa y ms tarde las del resto del mundo se acabarn co-nectando a esta red. La red de redes, Internet, empez su crecimiento vertiginoso casiexplosivo hacia el ao 1986.

A principios de los aos noventa, las principales universidades ya formaban parte de In-ternet y, cuando el boom de Internet se prevea que se frenara porque la mayora de lasuniversidades ya se haban conectado a la misma, las empresas empezaron a ver el poten-cial de la red, en primer lugar como medio de interconexin y, un poco ms tarde, comoherramienta de marketing (en 1993 aparece el HTTP*, el protocolo del WWW**).

El crecimiento actual de Internet se mantiene imparable y empiezan a surgir los primerosproblemas. La red Internet sufre ciertas limitaciones en su especificacin actual que pue-den hacer que este crecimiento deba detenerse en un futuro no demasiado lejano si nose realizan cambios importantes. En particular, el protocolo IP en la versin actual, la 4(IPv4) limita el nmero de estaciones que se pueden conectar a Internet a 232 (unos 4.000millones de estaciones). Si bien el nmero de estaciones actual (en 1998) es de unos 40millones, la manera de asignar las direcciones de Internet hace que haya muchas direc-ciones que, en la prctica, son inutilizables. En la actualidad, se considera que la nicasolucin a largo plazo ser la actualizacin de todos los componentes de la red en la ver-sin nueva, la 6 (IPv6 o IPng, IP next generation).

The next generation

Las versiones 1, 2, 3 y 5 del IP no se han utilizado nunca. Internet, desde su inicio comoARPANET, ha adoptado la versin 4. En la actualidad, se habla de la versin nueva comola versin next generation (en honor a la serie de televisin Star Trek: the next generation)en lugar de llamarla versin 5, que sera lo normal si no fuera porque un documentode la IAB (Internet Architecture Board) confundi a todo el mundo diciendo que la nuevaversin sera la 7.

Sea como sea, los cuatro primeros bits de todos los paquetes que circulan por Internetson 0100, es decir, 4, para indicar la versin IP que los define. Los nuevos paquetes debe-rn empezar por cuatro bits diferentes, que obviamente no pueden ser next generation. Es-tos cuatro bits iniciales sern 0110, es decir, 6.

* IP es la sigla de Internet protocol.** TCP es la sigla de transmission

control protocol.

* ARPANET es el acrnimo de advanced research projects agency

network.

* NSF es la sigla de National Science Foundation.

* HTTP es la sigla de hyper-text transfer protocol.

** WWW es la sigla de world wide web.


Hoy da, el protocolo TCP/IP se utiliza incluso en redes homogneas como las

que podemos encontrar, por ejemplo, en una empresa privada. La disponibi-

lidad de muchas aplicaciones que funcionan sobre TCP/IP hace que estos pro-

tocolos se utilicen como conexin entre sistemas locales. Para identificar estos

casos, ha tenido xito el nombre intranet. En general, hablaremos simplemen-

te de redes TCP/IP cuando no queramos especificar si tenemos conexin a In-

ternet o no.


Hoy da, el protocolo TCP/IP se utiliza incluso en redes homogneas como las

que podemos encontrar, por ejemplo, en una empresa privada. La disponibi-

lidad de muchas aplicaciones que funcionan sobre TCP/IP hace que estos pro-

tocolos se utilicen como conexin entre sistemas locales. Para identificar estos

casos, ha tenido xito el nombre intranet. En general, hablaremos simplemen-

te de redes TCP/IP cuando no queramos especificar si tenemos conexin a In-

ternet o no.


Objetivos

En este mdulo didctico, encontraris los recursos necesarios para lograr los

objetivos siguientes:

1. Aprender el funcionamiento de las redes de acceso a Internet (acceso LAN

y acceso por red telefnica).

2. Entender los fundamentos del funcionamiento de los protocolos de direccio-

namiento (IP, ARP e ICMP): la asignacin y el mapeado de direcciones y el

control de congestin.

3. Saber en qu principios se basan los protocolos de control de la transmi-

sin punto a punto (TCP y UDP).

4. Conocer algunas utilidades de uso comn que permiten investigar empri-

camente las interioridades de la red.


Objetivos

En este mdulo didctico, encontraris los recursos necesarios para lograr los

objetivos siguientes:

1. Aprender el funcionamiento de las redes de acceso a Internet (acceso LAN

y acceso por red telefnica).

2. Entender los fundamentos del funcionamiento de los protocolos de direccio-

namiento (IP, ARP e ICMP): la asignacin y el mapeado de direcciones y el

control de congestin.

3. Saber en qu principios se basan los protocolos de control de la transmi-

sin punto a punto (TCP y UDP).

4. Conocer algunas utilidades de uso comn que permiten investigar empri-

camente las interioridades de la red.

FUOC P03/75064/00977 8 TCP/IP: los protocolos de la red Internet FUOC P03/75064/00977 8 TCP/IP: los protocolos de la red Internet


1. Estructura de protocolos en Internet

El modelo Internet gira en torno a los protocolos TCP/IP. De hecho, podra-

mos considerar que el modelo de la red Internet consta slo de cuatro par-

tes o niveles; es decir, todo lo que por debajo del IP, el IP, el TCP y todo lo

que hay por encima del TCP:

1) Nivel de red: por norma general, est formado por una red LAN, o WAN

(de conexin punto a punto) homognea. Todos los equipos conectados a In-

ternet implementan dicho nivel. Todo lo que se encuentra por debajo del IP

constituye el nivel de red fsica o, simplemente, nivel de red.

2) Nivel IP o nivel Internet (nivel de Internetworking): confiere unidad a

todos los miembros de la red y, por consiguiente, es el que permite que todos

se puedan interconectar, con independencia de si se conectan a la misma por

medio de lnea telefnica, ISDN o una LAN Ethernet. El direccionamiento y la

asignacin de direcciones constituyen sus principales funciones. Todos los

equipos conectados a Internet implementan este nivel.

3) Nivel TCP o nivel de transporte: confiere fiabilidad a la red. El control

de flujo y de errores se lleva a cabo principalmente dentro de este nivel, que

slo es implementado por los equipos usuarios de la red Internet o por los

terminales de Internet. Los equipos de conmutacin (direccionadores o

routers) no lo necesitan.

4) Nivel de aplicacin: engloba todo lo que hay por encima del TCP; es el

nivel que corresponde a las aplicaciones que utilizan Internet: clientes y servi-

dores de WWW, correo electrnico, FTP, etc. se encuentran dentro de este ni-

vel, que slo es implementado por los equipos usuarios de la red Internet o los

terminales de Internet. Los equipos de conmutacin no lo utilizan.

Lectura complementaria

Para estudiar con ms detalle los protocolos de Internet, consultad los apartados 1.4, 1.10 y 29.3 de la obra siguiente:D.E. Comer (1995). Principles, Protocols and Architecture. Internetworking with TCP/IP (vol. I). Hertfordshire: Prentice Hall.

Ved los direccionadores, o nodos de conmutacin, en el subapartado 3.3 de este mdulo didctico.


1. Estructura de protocolos en Internet

El modelo Internet gira en torno a los protocolos TCP/IP. De hecho, podra-

mos considerar que el modelo de la red Internet consta slo de cuatro par-

tes o niveles; es decir, todo lo que por debajo del IP, el IP, el TCP y todo lo

que hay por encima del TCP:

1) Nivel de red: por norma general, est formado por una red LAN, o WAN

(de conexin punto a punto) homognea. Todos los equipos conectados a In-

ternet implementan dicho nivel. Todo lo que se encuentra por debajo del IP

constituye el nivel de red fsica o, simplemente, nivel de red.

2) Nivel IP o nivel Internet (nivel de Internetworking): confiere unidad a

todos los miembros de la red y, por consiguiente, es el que permite que todos

se puedan interconectar, con independencia de si se conectan a la misma por

medio de lnea telefnica, ISDN o una LAN Ethernet. El direccionamiento y la

asignacin de direcciones constituyen sus principales funciones. Todos los

equipos conectados a Internet implementan este nivel.

3) Nivel TCP o nivel de transporte: confiere fiabilidad a la red. El control

de flujo y de errores se lleva a cabo principalmente dentro de este nivel, que

slo es implementado por los equipos usuarios de la red Internet o por los

terminales de Internet. Los equipos de conmutacin (direccionadores o

routers) no lo necesitan.

4) Nivel de aplicacin: engloba todo lo que hay por encima del TCP; es el

nivel que corresponde a las aplicaciones que utilizan Internet: clientes y servi-

dores de WWW, correo electrnico, FTP, etc. se encuentran dentro de este ni-

vel, que slo es implementado por los equipos usuarios de la red Internet o los

terminales de Internet. Los equipos de conmutacin no lo utilizan.


Para estudiar con ms detalle los protocolos de Internet, consultad los apartados 1.4, 1.10 y 29.3 de la obra siguiente:D.E. Comer (1995). Principles, Protocols and Architecture. Internetworking with TCP/IP (vol. I). Hertfordshire: Prentice Hall.

Ved los direccionadores, o nodos de conmutacin, en el subapartado 3.3 de este mdulo didctico.


Slo los equipos terminales implementan todos los niveles; los equipos inter-

medios nicamente implementan el nivel de red y el nivel IP:

Ya hemos visto los conceptos bsicos del nivel de red en el mdulo anterior;

sin embargo, ahora ampliaremos algunos de los mismos (sobre todo los que

estn relacionados con la asignacin de direcciones). Del nivel de aplicacin

hablaremos ampliamente en otros mdulos de esta asignatura. En este mdu-

lo, veremos la parte central del modelo Internet, estudiaremos en primer lugar

el IP y despus el TCP.

1.1. Protocolos de Internet

En cada uno de los niveles de la red expuestos encontramos protocolos dife-

rentes. La situacin relativa de cada protocolo en los diferentes niveles se

muestra en la figura siguiente:


Slo los equipos terminales implementan todos los niveles; los equipos inter-

medios nicamente implementan el nivel de red y el nivel IP:

Ya hemos visto los conceptos bsicos del nivel de red en el mdulo anterior;

sin embargo, ahora ampliaremos algunos de los mismos (sobre todo los que

estn relacionados con la asignacin de direcciones). Del nivel de aplicacin

hablaremos ampliamente en otros mdulos de esta asignatura. En este mdu-

lo, veremos la parte central del modelo Internet, estudiaremos en primer lugar

el IP y despus el TCP.

1.1. Protocolos de Internet

En cada uno de los niveles de la red expuestos encontramos protocolos dife-

rentes. La situacin relativa de cada protocolo en los diferentes niveles se

muestra en la figura siguiente:


Hay que tener en cuenta que el concepto nivel no existe en Internet. Este con-

cepto se utiliza en otros modelos de red, como la OSI. No obstante, como es

un concepto til, en este mdulo lo utilizaremos para plantear el estudio de

los diferentes protocolos de la manera siguiente:

a) En primer lugar, estudiaremos ciertos aspectos bsicos del nivel de red (en

el caso particular de las LAN Ethernet, as como en los accesos por lnea punto

a punto con el protocolo PPP o con ADSL).

b) Despus, nos centraremos en el IP y los protocolos que colaboran con el

mismo: ARP e ICMP.

c) Por ltimo, analizaremos los protocolos TCP y UDP.

1.2. Encapsulamiento

Ser preciso saber, por ejemplo, qu implicaciones tiene el hecho de que un

protocolo como el TCP, como se ve en la figura del subapartado anterior, vaya

sobre otro protocolo, el IP, y que este ltimo vaya, a su vez, sobre Ethernet.

Cada uno de estos protocolos funciona con unas estructuras fundamentales

que genricamente se conocen como PDU*. Sin embargo, en cada nivel se uti-

lizan nombres diferentes para denominar lo que, de hecho, tiene funciones

equivalentes:

Las PDU Ethernet o PPP se denominan tramas.

Las PDU del nivel de interconexin (IP o ARP) se suelen denominar paquetes*.

En el nivel de transporte, se habla de segmentos en TCP, y de datagramas en

UDP.

En niveles superiores que utilizan UDP, por norma general se utiliza la pala-

bra PDU (SNMP-PDU, por ejemplo). En el caso del TCP, el servicio que pro-

porciona a las aplicaciones es el flujo de bytes sin estructura (byte stream). Por

tanto, el concepto PDU deja de tener sentido en el nivel superior a TCP.

Todava no hemos respondido, sin embargo, a la pregunta inicial. El resultado de

los diferentes encapsulamientos en cada nivel es que, cuando el nivel superior de-

cide transmitir cierta informacin, se provoca una cascada de PDU que va descen-

diendo hasta el nivel inferior, que finalmente es el que transmite fsicamente los

bits que resultan del mismo.

Longitud de la trama necesaria para transmitir un byte de informacin

Veamos, a modo de ejemplo, la emulacin de terminal que efecta el programa Telnet y elprotocolo que lleva el mismo nombre. Imaginemos que pulsamos una tecla sobre la ven-tana del programa telnet. Esta accin llega en forma de un byte nico al nivel TCP. Estenivel encapsula dicho byte en un segmento TCP, que tendr una cabecera de 20 bytes y un

Consultad el modelo OSI en el apartado 3 del mdulo didctico Conceptos bsicos de las redes de comunicaciones de esta asignatura.

* PDU es la sigla de protocol data units.

* Sin embargo, por lo general las PDU ICMP se denominan mensajes,

seguramente porque viajanen paquetes IP.

Telnet est disponible en todos los sitemas operativos habituales.


Hay que tener en cuenta que el concepto nivel no existe en Internet. Este con-

cepto se utiliza en otros modelos de red, como la OSI. No obstante, como es

un concepto til, en este mdulo lo utilizaremos para plantear el estudio de

los diferentes protocolos de la manera siguiente:

a) En primer lugar, estudiaremos ciertos aspectos bsicos del nivel de red (en

el caso particular de las LAN Ethernet, as como en los accesos por lnea punto

a punto con el protocolo PPP o con ADSL).

b) Despus, nos centraremos en el IP y los protocolos que colaboran con el

mismo: ARP e ICMP.

c) Por ltimo, analizaremos los protocolos TCP y UDP.

1.2. Encapsulamiento

Ser preciso saber, por ejemplo, qu implicaciones tiene el hecho de que un

protocolo como el TCP, como se ve en la figura del subapartado anterior, vaya

sobre otro protocolo, el IP, y que este ltimo vaya, a su vez, sobre Ethernet.

Cada uno de estos protocolos funciona con unas estructuras fundamentales

que genricamente se conocen como PDU*. Sin embargo, en cada nivel se uti-

lizan nombres diferentes para denominar lo que, de hecho, tiene funciones

equivalentes:

Las PDU Ethernet o PPP se denominan tramas.

Las PDU del nivel de interconexin (IP o ARP) se suelen denominar paquetes*.

En el nivel de transporte, se habla de segmentos en TCP, y de datagramas en

UDP.

En niveles superiores que utilizan UDP, por norma general se utiliza la pala-

bra PDU (SNMP-PDU, por ejemplo). En el caso del TCP, el servicio que pro-

porciona a las aplicaciones es el flujo de bytes sin estructura (byte stream). Por

tanto, el concepto PDU deja de tener sentido en el nivel superior a TCP.

Todava no hemos respondido, sin embargo, a la pregunta inicial. El resultado de

los diferentes encapsulamientos en cada nivel es que, cuando el nivel superior de-

cide transmitir cierta informacin, se provoca una cascada de PDU que va descen-

diendo hasta el nivel inferior, que finalmente es el que transmite fsicamente los

bits que resultan del mismo.

Longitud de la trama necesaria para transmitir un byte de informacin

Veamos, a modo de ejemplo, la emulacin de terminal que efecta el programa Telnet y elprotocolo que lleva el mismo nombre. Imaginemos que pulsamos una tecla sobre la ven-tana del programa telnet. Esta accin llega en forma de un byte nico al nivel TCP. Estenivel encapsula dicho byte en un segmento TCP, que tendr una cabecera de 20 bytes y un

Consultad el modelo OSI en el apartado 3 del mdulo didctico Conceptos bsicos de las redes de comunicaciones de esta asignatura.

* PDU es la sigla de protocol data units.

* Sin embargo, por lo general las PDU ICMP se denominan mensajes,

seguramente porque viajanen paquetes IP.

Telnet est disponible en todos los sitemas operativos habituales.


contenido que ser el byte correspondiente a la tecla pulsada. Estos 21 bytes se transpor-tarn dentro de un paquete IP que, generalmente, formar un paquete con 20 bytes decabecera ms el contenido ya mencionado de 21 bytes. Este paquete de 41 bytes ir, a suvez, dentro de una trama que lo transportar por su soporte fsico de transmisin. Si elsoporte de transmisin es una lnea telefnica con un mdem y utilizamos PPP, el resul-tado puede ser que le aadamos 8 bytes ms.

De todo ello resulta una trama de 49 bytes (8 + 20 + 20 + 1) de longitud para transmitiruno solo. La figura siguiente muestra esta estructura en:

Un ejemplo esclarecedor del grfico es el delas tpicas muecas rusas.


contenido que ser el byte correspondiente a la tecla pulsada. Estos 21 bytes se transpor-tarn dentro de un paquete IP que, generalmente, formar un paquete con 20 bytes decabecera ms el contenido ya mencionado de 21 bytes. Este paquete de 41 bytes ir, a suvez, dentro de una trama que lo transportar por su soporte fsico de transmisin. Si elsoporte de transmisin es una lnea telefnica con un mdem y utilizamos PPP, el resul-tado puede ser que le aadamos 8 bytes ms.

De todo ello resulta una trama de 49 bytes (8 + 20 + 20 + 1) de longitud para transmitiruno solo. La figura siguiente muestra esta estructura en:

Un ejemplo esclarecedor del grfico es el delas tpicas muecas rusas.


2. Redes de acceso a Internet

Las redes de acceso a Internet ms habituales son la red telefnica (por m-

dem) que se utiliza, sobre todo, en el mbito domstico, el ADSL* que, aunque

utiliza la infraestructura de acceso de la red telefnica, no se puede decir que

vaya sobre la lnea telefnica, y la Ethernet.

1) En accesos por medio de la red telefnica y, en general, en accesos por me-

dio de redes conmutadas (incluyendo el acceso por la RDSI), se suele utilizar

el protocolo PPP*.

Si bien durante mucho tiempo se han utilizado el SLIP* y el CSLIP**, en la ac-

tualidad se han dejado prcticamente de lado en favor del PPP, que tiene ms

flexibilidad (permite gestionar automticamente ciertos parmetros IP y mul-

tiplexar, dentro de la misma conexin, diferentes protocolos de interco-

nexin, aparte del IP) y es ms fiable (dispone de CRC en cada trama).

2) En LAN, el protocolo que se utiliza en ms del 90% de los casos es la Ethernet.

Nosotros nos centraremos slo en los detalles de las direcciones de dicho proto-

colo, puesto que es lo nico que afecta a la manera de funcionar del IP.

Casi todos los protocolos de LAN que componen el 10% restante (IEEE802.3

CSMA/CD, IEEE802.5 Token Ring, etc.) utilizan una estructura de direcciones

idntica a la de Ethernet. De hecho, podramos hablar de compatibilidad,

puesto que la asignacin de direcciones se hace globalmente para todas las

LAN mencionadas y la gestiona el IEEE*.

2.1. Acceso telefnico: el PPP

El PPP es fundamentalmente un protocolo derivado del HDLC* para co-

nexiones balanceadas (HDLC-ABM**). El formato de la trama PPP se re-

presenta en la figura siguiente:

* ADSL es la sigla de lnea de abonado digital asimtrica

(asymetric digital subscriber line).

* PPP es la sigla de point-to-point protocol.

* SLIP es la sigla de serial line Internet protocol.

** CSLIP es la sigla de compressed SLIP.

* IEEE es la sigla de Institute of Electric and Electronic Engineers.

* HDLC es la sigla de high-level data link protocol.

** HDLC-ABM es la sigla de HDLC-asynchronous balanced mode.


2. Redes de acceso a Internet

Las redes de acceso a Internet ms habituales son la red telefnica (por m-

dem) que se utiliza, sobre todo, en el mbito domstico, el ADSL* que, aunque

utiliza la infraestructura de acceso de la red telefnica, no se puede decir que

vaya sobre la lnea telefnica, y la Ethernet.

1) En accesos por medio de la red telefnica y, en general, en accesos por me-

dio de redes conmutadas (incluyendo el acceso por la RDSI), se suele utilizar

el protocolo PPP*.

Si bien durante mucho tiempo se han utilizado el SLIP* y el CSLIP**, en la ac-

tualidad se han dejado prcticamente de lado en favor del PPP, que tiene ms

flexibilidad (permite gestionar automticamente ciertos parmetros IP y mul-

tiplexar, dentro de la misma conexin, diferentes protocolos de interco-

nexin, aparte del IP) y es ms fiable (dispone de CRC en cada trama).

2) En LAN, el protocolo que se utiliza en ms del 90% de los casos es la Ethernet.

Nosotros nos centraremos slo en los detalles de las direcciones de dicho proto-

colo, puesto que es lo nico que afecta a la manera de funcionar del IP.

Casi todos los protocolos de LAN que componen el 10% restante (IEEE802.3

CSMA/CD, IEEE802.5 Token Ring, etc.) utilizan una estructura de direcciones

idntica a la de Ethernet. De hecho, podramos hablar de compatibilidad,

puesto que la asignacin de direcciones se hace globalmente para todas las

LAN mencionadas y la gestiona el IEEE*.

2.1. Acceso telefnico: el PPP

El PPP es fundamentalmente un protocolo derivado del HDLC* para co-

nexiones balanceadas (HDLC-ABM**). El formato de la trama PPP se re-

presenta en la figura siguiente:

* ADSL es la sigla de lnea de abonado digital asimtrica

(asymetric digital subscriber line).

* PPP es la sigla de point-to-point protocol.

* SLIP es la sigla de serial line Internet protocol.

** CSLIP es la sigla de compressed SLIP.

* IEEE es la sigla de Institute of Electric and Electronic Engineers.

* HDLC es la sigla de high-level data link protocol.

** HDLC-ABM es la sigla de HDLC-asynchronous balanced mode.


Los campos Indicador (flag), Direccin y Control estn fijados en los valores

de la figura anterior. El campo Direccin tiene el valor 11111111, que es el de

difusin o broadcast en la mayora de los protocolos (por ejemplo, en todos los

HDLC). Ello significa que este campo (como el de control) no se utiliza. Su uti-

lizacin en el PPP slo se puede justificar por el posible uso de tarjetas HDLC

genricas para conexiones PPP. Como cualquier protocolo HDLC, debe aplicar

el mecanismo de transparencia de insercin de ceros (bit stuffing).

El PPP especifica una variante orientada a carcter (los protocolos de la familia

HDLC estn orientados a bit), que es la que ms se utiliza en enlaces por medio

de mdem (un contraejemplo seran las conexiones mediante la RDSI).

Lo importante es lo que transportan las tramas PPP. El mismo estndar define

la multiplexacin de diferentes protocolos, que se distinguirn por medio del

campo Tipo. Los que nos interesan son los siguientes:

LCP*: es el protocolo encargado de realizar el test del enlace, el control de

la conexin y la gestin del enlace.

Protocolos de red: son tramas que encapsulan paquetes de nivel superior,

como puede ser IP. Pero tambin pueden transportar NETBEUI, AppleTalk,

Decnet, etc.

NCP*: es el protocolo que se utiliza para tareas de gestin de los protocolos

de red que transporta el enlace. En el caso del IP, permite que uno de los

terminales asigne la direccin de Internet al otro y configure los diferentes

parmetros de la red (direccionador, mscara, etc.)

Como el campo de control...

... est fijado (siempre vale 3), el PPP no distingue los dife-rentes tipos de tramas. Todas son de informacin, no hay confirmaciones ni tramas de establecimiento de enlace (es un protocolo no orientado a conexin).


Si se utiliza el PPP sobre un enlace orientado a carcter, el mecanismo de transparencia es diferente del que hemos explicado. Podis consultarlo en la obra siguiente:W.R. Stevens (1994). TCP/IP Illustrated (vol. 1: The Protocols). Wilmington: Addison-Wesley.

* LCP es la sigla de link control protocol.

* NCP es la sigla de network control protocol.


Los campos Indicador (flag), Direccin y Control estn fijados en los valores

de la figura anterior. El campo Direccin tiene el valor 11111111, que es el de

difusin o broadcast en la mayora de los protocolos (por ejemplo, en todos los

HDLC). Ello significa que este campo (como el de control) no se utiliza. Su uti-

lizacin en el PPP slo se puede justificar por el posible uso de tarjetas HDLC

genricas para conexiones PPP. Como cualquier protocolo HDLC, debe aplicar

el mecanismo de transparencia de insercin de ceros (bit stuffing).

El PPP especifica una variante orientada a carcter (los protocolos de la familia

HDLC estn orientados a bit), que es la que ms se utiliza en enlaces por medio

de mdem (un contraejemplo seran las conexiones mediante la RDSI).

Lo importante es lo que transportan las tramas PPP. El mismo estndar define

la multiplexacin de diferentes protocolos, que se distinguirn por medio del

campo Tipo. Los que nos interesan son los siguientes:

LCP*: es el protocolo encargado de realizar el test del enlace, el control de

la conexin y la gestin del enlace.

Protocolos de red: son tramas que encapsulan paquetes de nivel superior,

como puede ser IP. Pero tambin pueden transportar NETBEUI, AppleTalk,

Decnet, etc.

NCP*: es el protocolo que se utiliza para tareas de gestin de los protocolos

de red que transporta el enlace. En el caso del IP, permite que uno de los

terminales asigne la direccin de Internet al otro y configure los diferentes

parmetros de la red (direccionador, mscara, etc.)

Como el campo de control...

... est fijado (siempre vale 3), el PPP no distingue los dife-rentes tipos de tramas. Todas son de informacin, no hay confirmaciones ni tramas de establecimiento de enlace (es un protocolo no orientado a conexin).


Si se utiliza el PPP sobre un enlace orientado a carcter, el mecanismo de transparencia es diferente del que hemos explicado. Podis consultarlo en la obra siguiente:W.R. Stevens (1994). TCP/IP Illustrated (vol. 1: The Protocols). Wilmington: Addison-Wesley.

* LCP es la sigla de link control protocol.

* NCP es la sigla de network control protocol.


2.1.1. Compresin de las cabeceras

Como ya hemos visto, la pirmide de PDU provoca ineficiencias en la trans-

misin, sobre todo en protocolos como Telnet, que con frecuencia envan blo-

ques muy cortos de informacin. Asimismo, el PPP se ha utilizado en enlaces

telefnicos que funcionan a velocidades mximas tericas de entre 9.600 bps

(mdems norma V.32) y 33.600 bps (mdems norma V.34). Ello hace que di-

cha ineficiencia sea todava ms grave.

Velocidades de transmisin de datos con Telnet

Si se utiliza Telnet, para enviar un carcter (de 1 byte) debemos enviar 8 + 20 + 20 + 1= = 49 bytes. Con un mdem de 9.600 bps, si utilizramos mensajes de 8 bits de longitudms 1 bit de arranque y 1 bit de parada, podramos transmitir:

9.600 / (1 + 8 + 1) = 960 caracteres/segundo.

Con las limitaciones impuestas por las cabeceras, slo podremos transmitir:

9.600 / (1 + 8 + 1) (1 / 49) = 19,5 caracteres/segundo.

De hecho, nadie es capaz de mecanografiar tan rpido. Sin embargo, no debemos perderde vista que el enlace puede ser compartido por otras conexiones (transferencia de fiche-ros, consulta de la web, etc.).

La compresin de cabeceras Van Jacobson mejora considerablemente este

problema. Este tipo de compresin se basa en el hecho de que en un acceso a

Internet con PPP, en general no habr demasiadas conexiones TCP simult-

neas. La compresin Van Jacobson permite mantener una tabla de hasta dieci-

sis conexiones simultneas TCP/IP, a las que asignar diecisis identificadores

diferentes. Como la mayora de los campos de las dos cabeceras TCP/IP no va-

ran durante el transcurso de una misma conexin, basta con tener entre 3 y

5 bytes de cabecera para cada paquete (combinando PPP y TCP/IP) para mante-

ner un funcionamiento correcto de la conexin. La ganancia en eficiencia de

la transmisin es suficientemente importante.

Para saber con exactitud qu ganancia se consigue, precisamos saber qu lon-

gitud pueden tener las tramas PPP.

Por medio del LCP tambin pueden obtenerse otras mejoras como, por ejem-

plo, la eliminacin de los campos de control y de direccin.

2.1.2. MTU

Muchos protocolos poseen una longitud mxima de transmisin. Esta ltima,

que llamaremos MTU*, est determinada por diferentes factores segn el caso.

En el PPP (que es lo que ahora nos interesa), encontramos un protocolo deri-

vado del HDLC. Este ltimo no impone ningn lmite en la MTU de las tra-

mas; en teora, podramos hacerlas tan largas como la probabilidad de error

nos permita (la probabilidad de error en uno de los bits de la trama no debera

ser demasiado alta).

Consultad la pirmide PDU en el subapartado 1.3 de este mdulo didctico.

* MTU es la sigla de maximum transfer unit.


2.1.1. Compresin de las cabeceras

Como ya hemos visto, la pirmide de PDU provoca ineficiencias en la trans-

misin, sobre todo en protocolos como Telnet, que con frecuencia envan blo-

ques muy cortos de informacin. Asimismo, el PPP se ha utilizado en enlaces

telefnicos que funcionan a velocidades mximas tericas de entre 9.600 bps

(mdems norma V.32) y 33.600 bps (mdems norma V.34). Ello hace que di-

cha ineficiencia sea todava ms grave.

Velocidades de transmisin de datos con Telnet

Si se utiliza Telnet, para enviar un carcter (de 1 byte) debemos enviar 8 + 20 + 20 + 1= = 49 bytes. Con un mdem de 9.600 bps, si utilizramos mensajes de 8 bits de longitudms 1 bit de arranque y 1 bit de parada, podramos transmitir:

9.600 / (1 + 8 + 1) = 960 caracteres/segundo.

Con las limitaciones impuestas por las cabeceras, slo podremos transmitir:

9.600 / (1 + 8 + 1) (1 / 49) = 19,5 caracteres/segundo.

De hecho, nadie es capaz de mecanografiar tan rpido. Sin embargo, no debemos perderde vista que el enlace puede ser compartido por otras conexiones (transferencia de fiche-ros, consulta de la web, etc.).

La compresin de cabeceras Van Jacobson mejora considerablemente este

problema. Este tipo de compresin se basa en el hecho de que en un acceso a

Internet con PPP, en general no habr demasiadas conexiones TCP simult-

neas. La compresin Van Jacobson permite mantener una tabla de hasta dieci-

sis conexiones simultneas TCP/IP, a las que asignar diecisis identificadores

diferentes. Como la mayora de los campos de las dos cabeceras TCP/IP no va-

ran durante el transcurso de una misma conexin, basta con tener entre 3 y

5 bytes de cabecera para cada paquete (combinando PPP y TCP/IP) para mante-

ner un funcionamiento correcto de la conexin. La ganancia en eficiencia de

la transmisin es suficientemente importante.

Para saber con exactitud qu ganancia se consigue, precisamos saber qu lon-

gitud pueden tener las tramas PPP.

Por medio del LCP tambin pueden obtenerse otras mejoras como, por ejem-

plo, la eliminacin de los campos de control y de direccin.

2.1.2. MTU

Muchos protocolos poseen una longitud mxima de transmisin. Esta ltima,

que llamaremos MTU*, est determinada por diferentes factores segn el caso.

En el PPP (que es lo que ahora nos interesa), encontramos un protocolo deri-

vado del HDLC. Este ltimo no impone ningn lmite en la MTU de las tra-

mas; en teora, podramos hacerlas tan largas como la probabilidad de error

nos permita (la probabilidad de error en uno de los bits de la trama no debera

ser demasiado alta).

Consultad la pirmide PDU en el subapartado 1.3 de este mdulo didctico.

* MTU es la sigla de maximum transfer unit.


Sin embargo, existe un factor que limitar la MTU ms que los lmites impues-

tos por los protocolos: el confort de la conexin. Se ha demostrado que, en

conexiones en tiempo real (como una conexin Telnet), el usuario debe reci-

bir una reaccin a sus acciones en una dcima de segundo como mximo. Re-

trasos superiores provocan cansancio y dan la sensacin de que la mquina

va lenta, que todos hemos experimentado alguna vez.

Si pensamos que dentro de la misma conexin podemos tener multiplexadas

otras de transferencia (como FTP o web), nos encontraremos que los paquetes

de las aplicaciones en tiempo real, que suelen ser cortos, deben esperarse de-

trs de los paquetes de longitud mxima que se utilizan en las aplicaciones que

tienen una tasa de transmisin elevada (supondremos que los paquetes de la

aplicacin en tiempo real tienen preferencia sobre otros que previamente es-

tuvieran en la cola de salida).

La nica manera de hacer que una aplicacin estndar de transferencia utilice

paquetes ms pequeos es reducir la MTU de la conexin. En el caso del PPP,

si tomamos como referencia un mdem de 33.600 bps, tenemos que un pa-

quete de una dcima de segundo de duracin tendra los bytes siguientes:

33.600 bps (0,1 s) (1 byte / 8 bits) = 420 bytes.

En conexiones PPP tendremos, pues, la MTU entre 250 y 500 bytes. Con mdems

que dispongan de compresin, los valores que obtendremos pueden aumentar.

Mdems para lnea telefnica

Las velocidades de transmisin de los mdems estndar son 9.600 bps (V.32), 14.400 bps(V.32bis) y 33.600 bps (V.34).

En general, los mdems disponen de dispositivos electrnicos para comprimir y descom-primir datos. Los estndares V.42bis y MNP9 realizan compresiones de hasta 1:4, con loque pueden lograr velocidades de transmisin efectiva de hasta 134.400 bps (V.34 + V.42bis)en situaciones favorables.

Hay mdems (los que siguen el estndar V.90) que pueden lograr velocidades de hasta56 kbps. En realidad, no son mdems en el sentido estricto, puesto que necesitan que enel otro extremo de la lnea haya un codec conectado a una lnea digital.

2.2. Acceso ADSL

Si bien el acceso a Internet por mdem por medio de PPP ha sido la manera ha-

bitual de conexin por parte de los usuarios domsticos y las pequeas empresas

durante la primera dcada Internet, parece que ello cambiar y en la segunda

dcada Internet se adoptarn sistemas que faciliten la conexin permanente.

La conexin por mdem ocupa la lnea de telfono del abonado y, lo que todava es peor,establece una llamada durante un tiempo indefinido.

El ADSL representa una solucin a este problema, puesto que, por un lado

(aunque utiliza el cableado de la lnea telefnica, el bucle de abonado), la lnea

telefnica queda libre para llamadas mientras se est conectado a Internet y,


Sin embargo, existe un factor que limitar la MTU ms que los lmites impues-

tos por los protocolos: el confort de la conexin. Se ha demostrado que, en

conexiones en tiempo real (como una conexin Telnet), el usuario debe reci-

bir una reaccin a sus acciones en una dcima de segundo como mximo. Re-

trasos superiores provocan cansancio y dan la sensacin de que la mquina

va lenta, que todos hemos experimentado alguna vez.

Si pensamos que dentro de la misma conexin podemos tener multiplexadas

otras de transferencia (como FTP o web), nos encontraremos que los paquetes

de las aplicaciones en tiempo real, que suelen ser cortos, deben esperarse de-

trs de los paquetes de longitud mxima que se utilizan en las aplicaciones que

tienen una tasa de transmisin elevada (supondremos que los paquetes de la

aplicacin en tiempo real tienen preferencia sobre otros que previamente es-

tuvieran en la cola de salida).

La nica manera de hacer que una aplicacin estndar de transferencia utilice

paquetes ms pequeos es reducir la MTU de la conexin. En el caso del PPP,

si tomamos como referencia un mdem de 33.600 bps, tenemos que un pa-

quete de una dcima de segundo de duracin tendra los bytes siguientes:

33.600 bps (0,1 s) (1 byte / 8 bits) = 420 bytes.

En conexiones PPP tendremos, pues, la MTU entre 250 y 500 bytes. Con mdems

que dispongan de compresin, los valores que obtendremos pueden aumentar.

Mdems para lnea telefnica

Las velocidades de transmisin de los mdems estndar son 9.600 bps (V.32), 14.400 bps(V.32bis) y 33.600 bps (V.34).

En general, los mdems disponen de dispositivos electrnicos para comprimir y descom-primir datos. Los estndares V.42bis y MNP9 realizan compresiones de hasta 1:4, con loque pueden lograr velocidades de transmisin efectiva de hasta 134.400 bps (V.34 + V.42bis)en situaciones favorables.

Hay mdems (los que siguen el estndar V.90) que pueden lograr velocidades de hasta56 kbps. En realidad, no son mdems en el sentido estricto, puesto que necesitan que enel otro extremo de la lnea haya un codec conectado a una lnea digital.

2.2. Acceso ADSL

Si bien el acceso a Internet por mdem por medio de PPP ha sido la manera ha-

bitual de conexin por parte de los usuarios domsticos y las pequeas empresas

durante la primera dcada Internet, parece que ello cambiar y en la segunda

dcada Internet se adoptarn sistemas que faciliten la conexin permanente.

La conexin por mdem ocupa la lnea de telfono del abonado y, lo que todava es peor,establece una llamada durante un tiempo indefinido.

El ADSL representa una solucin a este problema, puesto que, por un lado

(aunque utiliza el cableado de la lnea telefnica, el bucle de abonado), la lnea

telefnica queda libre para llamadas mientras se est conectado a Internet y,


por otro, la conexin no consume recursos de la red telefnica, puesto que,

cuando la seal llega a la centralita, se extrae del bucle de abonado y pasa a la

red IP de la operadora.

En general, el direccionador que hay en el domicilio del usuario ofrece una co-

nexin Ethernet equivalente a un concentrador, lo que permite que el abona-

do conecte ms de un ordenador por medio de la lnea ADSL.

Para permitir que la lnea telefnica conviva con la conexin a Internet

permanente, se realiza una divisin del espectro: la parte baja contina

ocupada por el canal de voz (hasta 4 kHz) y, a partir de aqu, se sita el es-

pectro de la codificacin ADSL (con la limitacin propia del par de hilos).

El sistema es bidireccional: reserva el espectro bajo para la salida a la red, y

el resto, para la entrada:

Generalmente, no se puede llegar a los 1,1 MHz que indica la figura, puesto que

la calidad del par de hilos es muy variable (clima, longitud, edad, etc.), por lo

que se utiliza una codificacin adaptativa: los dos sentidos del canal se dividen

en subbandas de 4 kHz independientes (DMT, discrete multitone) que se codifi-

can (en realidad, se modulan) con procedimientos casi idnticos a los utiliza-

dos por los mdems tradicionales. Con ello, se consiguen treinta y dos canales

de salida y hasta doscientos cintuenta y seis de entrada, con una capacidad de

60 kbps cada uno de los mismos modulados en QAM (quadrature amplitude mo-

dulation), como los mdems telefnicos que, acumulados, proporcionan un

mximo de 1,92 Mbps de entrada y 15,36 Mbps de salida.

Algunas operadoras,...

... para aprovechar mejor l-neas malas, utilizan una varian-te del estndar que permite la transmisin bidireccional con los dos canales en la misma banda.Esta solucin, aunque necesita DCE ms caros, permite aprove-char lneas con peores condicio-nes y/u obtener velocidades ms altas.


por otro, la conexin no consume recursos de la red telefnica, puesto que,

cuando la seal llega a la centralita, se extrae del bucle de abonado y pasa a la

red IP de la operadora.

En general, el direccionador que hay en el domicilio del usuario ofrece una co-

nexin Ethernet equivalente a un concentrador, lo que permite que el abona-

do conecte ms de un ordenador por medio de la lnea ADSL.

Para permitir que la lnea telefnica conviva con la conexin a Internet

permanente, se realiza una divisin del espectro: la parte baja contina

ocupada por el canal de voz (hasta 4 kHz) y, a partir de aqu, se sita el es-

pectro de la codificacin ADSL (con la limitacin propia del par de hilos).

El sistema es bidireccional: reserva el espectro bajo para la salida a la red, y

el resto, para la entrada:

Generalmente, no se puede llegar a los 1,1 MHz que indica la figura, puesto que

la calidad del par de hilos es muy variable (clima, longitud, edad, etc.), por lo

que se utiliza una codificacin adaptativa: los dos sentidos del canal se dividen

en subbandas de 4 kHz independientes (DMT, discrete multitone) que se codifi-

can (en realidad, se modulan) con procedimientos casi idnticos a los utiliza-

dos por los mdems tradicionales. Con ello, se consiguen treinta y dos canales

de salida y hasta doscientos cintuenta y seis de entrada, con una capacidad de

60 kbps cada uno de los mismos modulados en QAM (quadrature amplitude mo-

dulation), como los mdems telefnicos que, acumulados, proporcionan un

mximo de 1,92 Mbps de entrada y 15,36 Mbps de salida.

Algunas operadoras,...

... para aprovechar mejor l-neas malas, utilizan una varian-te del estndar que permite la transmisin bidireccional con los dos canales en la misma banda.Esta solucin, aunque necesita DCE ms caros, permite aprove-char lneas con peores condicio-nes y/u obtener velocidades ms altas.


No obstante, las mejores conexiones no consiguen aprovechar correctamente

los canales superiores y se considera que el lmite mximo de salida es de 8 Mbps.

Asimismo, las operadoras no suelen ofrecer conexiones tan rpidas, lo que

hace que no se pueda lograr el lmite terico.

Los protocolos utilizados dentro del ADSL dependen de la operadora y no es-

tn definidos por el estndar. Entre los posibles protocolos para el ADSL, tene-

mos el ATM y el mismo PPP.

2.3. Acceso LAN: el protocolo Ethernet

Seguramente, la simplicidad de este protocolo de red, y no sus prestaciones

tericas, ha hecho que sea el ms utilizado en redes de rea local prcticamen-

te desde que DEC, Intel y Xerox establecieron un estndar (de facto) para LAN

con control de acceso al medio CSMA/CD, basndose en una arquitectura si-

milar desarrollada los aos setenta por Xerox.

Configuracin de la tarjeta de red en modo promiscuo

Uno de los casos en el que una estacin no rechaza las tramas con direcciones diferen-tes de la suya es cuando la estacin configura la tarjeta de red en modo promiscuo. Eneste modo, la tarjeta inhabilita su capacidad de filtrado y lee todas las tramas que pasanpor la red. Equipos que, generalmente, funcionan en este modo son los puentes (bridges,sistemas destinados a la interconexin de LAN), los analizadores de trfico (o analiza-dores de red) o los conmutadores (switches). No obstante, casi todas las tarjetas se pue-den configurar en modo promiscuo, lo que con frecuencia es aprovechado por losladrones de informacin (hackers) para leer y copiar informacin interesante que viajepor la LAN (principalmente contraseas).

2.3.1. Formato de la trama Ethernet

La manera de conocer las principales caractersticas de la trama Ethernet es ver

los diferentes campos que la forman, que son los siguientes:

Hay un principio que se cumple en todas las redes de rea local: lo que

una estacin transmite es recibido por todas las dems. Una estacin sabe

cuando una trama le va destinada porque lee todas las que le llegan y com-

prueba la direccin de destino. Tiene que rechazar todas las tramas con

direcciones que no sean la suya. Sin embargo, tambin hay excepcio-

nes, y en algunos casos las estaciones tambin deben capturar tramas di-

rigidas a direcciones especiales (como las multicast y las broadcast).


No obstante, las mejores conexiones no consiguen aprovechar correctamente

los canales superiores y se considera que el lmite mximo de salida es de 8 Mbps.

Asimismo, las operadoras no suelen ofrecer conexiones tan rpidas, lo que

hace que no se pueda lograr el lmite terico.

Los protocolos utilizados dentro del ADSL dependen de la operadora y no es-

tn definidos por el estndar. Entre los posibles protocolos para el ADSL, tene-

mos el ATM y el mismo PPP.

2.3. Acceso LAN: el protocolo Ethernet

Seguramente, la simplicidad de este protocolo de red, y no sus prestaciones

tericas, ha hecho que sea el ms utilizado en redes de rea local prcticamen-

te desde que DEC, Intel y Xerox establecieron un estndar (de facto) para LAN

con control de acceso al medio CSMA/CD, basndose en una arquitectura si-

milar desarrollada los aos setenta por Xerox.

Configuracin de la tarjeta de red en modo promiscuo

Uno de los casos en el que una estacin no rechaza las tramas con direcciones diferen-tes de la suya es cuando la estacin configura la tarjeta de red en modo promiscuo. Eneste modo, la tarjeta inhabilita su capacidad de filtrado y lee todas las tramas que pasanpor la red. Equipos que, generalmente, funcionan en este modo son los puentes (bridges,sistemas destinados a la interconexin de LAN), los analizadores de trfico (o analiza-dores de red) o los conmutadores (switches). No obstante, casi todas las tarjetas se pue-den configurar en modo promiscuo, lo que con frecuencia es aprovechado por losladrones de informacin (hackers) para leer y copiar informacin interesante que viajepor la LAN (principalmente contraseas).

2.3.1. Formato de la trama Ethernet

La manera de conocer las principales caractersticas de la trama Ethernet es ver

los diferentes campos que la forman, que son los siguientes:

Hay un principio que se cumple en todas las redes de rea local: lo que

una estacin transmite es recibido por todas las dems. Una estacin sabe

cuando una trama le va destinada porque lee todas las que le llegan y com-

prueba la direccin de destino. Tiene que rechazar todas las tramas con

direcciones que no sean la suya. Sin embargo, tambin hay excepcio-

nes, y en algunos casos las estaciones tambin deben capturar tramas di-

rigidas a direcciones especiales (como las multicast y las broadcast).


a) Prembulo: est formado por 64 bits, alternativamente 0 y 1. Los dos ltimos

son 11. Ello genera una seal cuadrada que permite a los terminales sincronizar

adecuadamente los relojes de sincronismo de bit. Los dos ltimos bits sealan

dnde empieza la trama (sincronismo de trama). Su forma es idntica en todas las

tramas. Nosotros obviaremos su presencia en el resto de la explicacin, puesto

que slo son una seal para marcar el inicio de la trama.

b) Direccin de origen: lleva la direccin fsica o direccin MAC del transmi-

sor de la trama. Son 48 bits diferentes para cualquier terminal de la red Ethernet.

c) Direccin de destino: lleva la direccin MAC del destinatario especificada

de la misma manera (en el mismo formato) que la direccin de origen. En este

caso, sin embargo, tenemos tres tipos de direcciones posibles: unicast, multicast

y broadcast.

d) Tipo: indica el tipo de contenido del campo de datos que lleva la trama*.

Permite multiplexar diferentes protocolos dentro de una misma LAN. Xerox

actualiza regularmente la lista de protocolos registrados (Xerox Public Ethernet

Packet Type). Ms adelante veremos las variedades de protocolos de Ethernet

para conocer las variantes de Ethernet semicompatibles y saber cmo afecta su

coexistencia a la manera como Ethernet ha tenido que definir el campo Tipo.

Actividad

Consultad la lista de los protocolos registrados para haceros una idea de la cantidad deprotocolos de red (los superiores a Ethernet) que hay.

e) Datos: se refiere al formato del campo de datos. Las restricciones sobre el

tipo de datos que puede transportar Ethernet son las siguientes:

La longitud de los datos debe ser mltiple de 8 bits; es decir, Ethernet trans-

porta la informacin en bytes. Ello no es ningn impedimento, puesto que

los bits los envan sistemas que, por norma general, trabajan con bytes o

mltiplos de bytes.

Del mismo modo que PPP, Ethernet tiene limitada la longitud mxima de

informacin transportable por la trama (MTU). En este caso, la MTU es de

1.500 bytes. Esta limitacin tiene como objetivo evitar que una estacin

monopolice la LAN.

El campo de datos debe tener como mnimo 46 bytes de longitud*. Ello

se debe al hecho de que es preciso que la trama mnima Ethernet tenga

64 bytes (512 bits). Se considera que las tramas inferiores son resultado de

colisiones y son obviadas por los receptores.

Este problema no se plantea en la variante de Ethernet IEEE802.3, puesto que

este protocolo dispone de un campo de longitud y otro de relleno (padding)

* Las tramas que transportan paquetes IP llevan un 0x0800.

* Para Gigabit Ethernet, este mnimo es de 512 bytes.


a) Prembulo: est formado por 64 bits, alternativamente 0 y 1. Los dos ltimos

son 11. Ello genera una seal cuadrada que permite a los terminales sincronizar

adecuadamente los relojes de sincronismo de bit. Los dos ltimos bits sealan

dnde empieza la trama (sincronismo de trama). Su forma es idntica en todas las

tramas. Nosotros obviaremos su presencia en el resto de la explicacin, puesto

que slo son una seal para marcar el inicio de la trama.

b) Direccin de origen: lleva la direccin fsica o direccin MAC del transmi-

sor de la trama. Son 48 bits diferentes para cualquier terminal de la red Ethernet.

c) Direccin de destino: lleva la direccin MAC del destinatario especificada

de la misma manera (en el mismo formato) que la direccin de origen. En este

caso, sin embargo, tenemos tres tipos de direcciones posibles: unicast, multicast

y broadcast.

d) Tipo: indica el tipo de contenido del campo de datos que lleva la trama*.

Permite multiplexar diferentes protocolos dentro de una misma LAN. Xerox

actualiza regularmente la lista de protocolos registrados (Xerox Public Ethernet

Packet Type). Ms adelante veremos las variedades de protocolos de Ethernet

para conocer las variantes de Ethernet semicompatibles y saber cmo afecta su

coexistencia a la manera como Ethernet ha tenido que definir el campo Tipo.

Actividad

Consultad la lista de los protocolos registrados para haceros una idea de la cantidad deprotocolos de red (los superiores a Ethernet) que hay.

e) Datos: se refiere al formato del campo de datos. Las restricciones sobre el

tipo de datos que puede transportar Ethernet son las siguientes:

La longitud de los datos debe ser mltiple de 8 bits; es decir, Ethernet trans-

porta la informacin en bytes. Ello no es ningn impedimento, puesto que

los bits los envan sistemas que, por norma general, trabajan con bytes o

mltiplos de bytes.

Del mismo modo que PPP, Ethernet tiene limitada la longitud mxima de

informacin transportable por la trama (MTU). En este caso, la MTU es de

1.500 bytes. Esta limitacin tiene como objetivo evitar que una estacin

monopolice la LAN.

El campo de datos debe tener como mnimo 46 bytes de longitud*. Ello

se debe al hecho de que es preciso que la trama mnima Ethernet tenga

64 bytes (512 bits). Se considera que las tramas inferiores son resultado de

colisiones y son obviadas por los receptores.

Este problema no se plantea en la variante de Ethernet IEEE802.3, puesto que

este protocolo dispone de un campo de longitud y otro de relleno (padding)

* Las tramas que transportan paquetes IP llevan un 0x0800.

* Para Gigabit Ethernet, este mnimo es de 512 bytes.


que permiten transmitir datos de hasta 1 byte de longitud, aunque la longitud

que fsicamente se transmite contina siendo de 64 bytes.

Actividad

Imaginad qu sucedera si una estacin quisiera enviar un fichero de 1 GB por la LANdentro de una sola trama.

f) CRC: es un cdigo de redundancia cclica de 32 bits (CRC-32) para la de-

teccin de errores. Abarca toda la trama a excepcin del prembulo. Las tra-

mas que no poseen un CRC correcto se ignoran (como las tramas de menos de

64 bytes y las que no son mltiples de 8 bits).

Tipos de medios fsicos en Ethernet

Ethernet se ha ido adaptando a las necesidades del tiempo ampliando los subestndaresde nivel fsico. A continuacin, mostramos una lista de los estndares ms utilizados:

10Base2: alcance de 185 m, 925 m con repetidores, pero con coaxial delgado, flexibley barato (por ello, durante muchos aos esta red se ha denominado Cheapernet). aun-que hoy da se tiende gradualmente a dejarlo de lado en favor de 10BaseT que es mu-cho ms fiable, millones de terminales en todo el mundo estn conectados conEthernet-10Base2. Se utiliza sobre todo en topologas en bus.

10BaseT: conexin en estrella de las estaciones a un nudo central (concentrador o hub)por medio de par trenzado; la distancia mxima de la estacin al concentrador es de100 m. La distancia mxima entre estaciones se consigue encadenando cuatro concen-tradores, y es de 500 m.

Representa una mejora importante respecto a los estndares anteriores, puesto que secentralizan en un solo punto la gestin y la monitorizacin del estado de toda la LAN.Asimismo, con las topologas en bus, el mal funcionamiento de una estacin poda com-portar el bloqueo de toda la red. Con 10BaseT, una mala conexin de un terminal es de-tectada por el concentrador, que simplemente la desconecta e indica que el enlace a laestacin est cortado o inactivo (con una luz roja, por ejemplo).

10BaseF: similar a 10BaseT; sin embargo, en lugar de par trenzado, utiliza fibra ptica(generalmente, multimodo), con que se consigue un alcance mucho mayor (hasta 2 km).

100BaseT y 100BaseF: similares a 10BaseT y 10BaseF, respectivamente; sin embargo,funcionan a 100 Mbps. A causa del protocolo de control de acceso al medio CSMA/CD,el alcance se reduce mucho (100 m entre estacin y concentrador, sin posibilidad deencadenar concentradores).

Gigabit Ethernet: Las variantes ms comunes son 1000BaseT, sobre cableado de cobrecategora 5 (equivalente al necesario para 100BaseT) y 1000BaseSX, sobre fibra. Tieneel mismo alcance que 100BaseT, 100 m.

10 Gigabit Ethernet: actualizacin de Ethernet para el siglo XXI.

Variantes del protocolo Ethernet

Desde mediados de los aos ochenta Ethernet ha convivido con una variante similar de-nominada IEEE802.3 o ISO8802.3. Son estndares establecidos por organizaciones reco-nocidas (el IEEE y la ISO) dedicadas a la normalizacin (estndar de jure). Durante untiempo se pens que el IEEE802.3 acabara sustituyendo a la Ethernet original (tambindenominada Ethernet-DIX, en honor a DEC, Intel y Xerox), que no poda transmitir tra-mas arbitrariamente pequeas. Los protocolos que trabajan sobre Ethernet-DIX conocenesta limitacin y llenan la trama hasta ocupar los 46 bytes de informacin.

El IEEE802.3 introduce un campo de longitud (en la misma posicin en que Ethernet tie-ne el campo de tipo) que permite saber cuntos bytes tiles contiene el campo de datos.Si la longitud no llega a los 46 bytes mnimos, se llena con bytes (indefinidos) hasta llegaral mnimo. El receptor slo debe leer el campo de longitud para extraer la informacinvlida del mismo. El concepto de tipo de Ethernet (es decir, la coexistencia de diferentes


que permiten transmitir datos de hasta 1 byte de longitud, aunque la longitud

que fsicamente se transmite contina siendo de 64 bytes.

Actividad

Imaginad qu sucedera si una estacin quisiera enviar un fichero de 1 GB por la LANdentro de una sola trama.

f) CRC: es un cdigo de redundancia cclica de 32 bits (CRC-32) para la de-

teccin de errores. Abarca toda la trama a excepcin del prembulo. Las tra-

mas que no poseen un CRC correcto se ignoran (como las tramas de menos de

64 bytes y las que no son mltiples de 8 bits).

Tipos de medios fsicos en Ethernet

Ethernet se ha ido adaptando a las necesidades del tiempo ampliando los subestndaresde nivel fsico. A continuacin, mostramos una lista de los estndares ms utilizados:

10Base2: alcance de 185 m, 925 m con repetidores, pero con coaxial delgado, flexibley barato (por ello, durante muchos aos esta red se ha denominado Cheapernet). aun-que hoy da se tiende gradualmente a dejarlo de lado en favor de 10BaseT que es mu-cho ms fiable, millones de terminales en todo el mundo estn conectados conEthernet-10Base2. Se utiliza sobre todo en topologas en bus.

10BaseT: conexin en estrella de las estaciones a un nudo central (concentrador o hub)por medio de par trenzado; la distancia mxima de la estacin al concentrador es de100 m. La distancia mxima entre estaciones se consigue encadenando cuatro concen-tradores, y es de 500 m.

Representa una mejora importante respecto a los estndares anteriores, puesto que secentralizan en un solo punto la gestin y la monitorizacin del estado de toda la LAN.Asimismo, con las topologas en bus, el mal funcionamiento de una estacin poda com-portar el bloqueo de toda la red. Con 10BaseT, una mala conexin de un terminal es de-tectada por el concentrador, que simplemente la desconecta e indica que el enlace a laestacin est cortado o inactivo (con una luz roja, por ejemplo).

10BaseF: similar a 10BaseT; sin embargo, en lugar de par trenzado, utiliza fibra ptica(generalmente, multimodo), con que se consigue un alcance mucho mayor (hasta 2 km).

100BaseT y 100BaseF: similares a 10BaseT y 10BaseF, respectivamente; sin embargo,funcionan a 100 Mbps. A causa del protocolo de control de acceso al medio CSMA/CD,el alcance se reduce mucho (100 m entre estacin y concentrador, sin posibilidad deencadenar concentradores).

Gigabit Ethernet: Las variantes ms comunes son 1000BaseT, sobre cableado de cobrecategora 5 (equivalente al necesario para 100BaseT) y 1000BaseSX, sobre fibra. Tieneel mismo alcance que 100BaseT, 100 m.

10 Gigabit Ethernet: actualizacin de Ethernet para el siglo XXI.

Variantes del protocolo Ethernet

Desde mediados de los aos ochenta Ethernet ha convivido con una variante similar de-nominada IEEE802.3 o ISO8802.3. Son estndares establecidos por organizaciones reco-nocidas (el IEEE y la ISO) dedicadas a la normalizacin (estndar de jure). Durante untiempo se pens que el IEEE802.3 acabara sustituyendo a la Ethernet original (tambindenominada Ethernet-DIX, en honor a DEC, Intel y Xerox), que no poda transmitir tra-mas arbitrariamente pequeas. Los protocolos que trabajan sobre Ethernet-DIX conocenesta limitacin y llenan la trama hasta ocupar los 46 bytes de informacin.

El IEEE802.3 introduce un campo de longitud (en la misma posicin en que Ethernet tie-ne el campo de tipo) que permite saber cuntos bytes tiles contiene el campo de datos.Si la longitud no llega a los 46 bytes mnimos, se llena con bytes (indefinidos) hasta llegaral mnimo. El receptor slo debe leer el campo de longitud para extraer la informacinvlida del mismo. El concepto de tipo de Ethernet (es decir, la coexistencia de diferentes


protocolos por encima de Ethernet/IEEE802.3) se delega a un protocolo asociado: elIEEE802.2, protocolo de enlace que se puede utilizar en el IEEE802.3 y en otros protoco-los de LAN y que posee unas funciones similares a las del HDLC.

Como en el nivel fsico ambos estndares son totalmente compatibles, podramos pre-guntarnos si pueden coexistir tramas Ethernet-DIX e IEEE802.3 dentro de una mismaLAN. La respuesta es que s y que no al mismo tiempo.

Fijaos en que todos los campos de la trama Ethernet y de la 802.3 son del mismo formatoy significan lo mismo, a excepcin del campo de tipo (Ethernet) y de longitud (802.3).Podramos distinguirlos siempre que vigilramos que ningn tipo Ethernet fuera equiva-lente a una longitud vlida de 802.3. Los tipos con valores inferiores a 1.500 (0x5DC enhexadecimal) pueden confundirse con longitudes vlidas.

Ello, obviamente, no poda tenerse en cuenta en la Ethernet-DIX original, puesto que esanterior al IEEE802.3. Por ello, apareci una adenda a la norma Ethernet-DIX, conocidacomo Ethernet-DIX-II, que elimina los identificadores de protocolos por debajo de 0x0600(1.536 en decimal). Hoy da con frecuencia dentro de una misma LAN encontramos tra-mas Ethernet-DIX-II y tramas IEEE802.3.

El IP puede ir sobre cualquiera de los dos estndares, aunque casi nadie elige la posibili-dad de encapsularlo sobre el IEEE802.3. El par de protocolos IEEE802.3 + 802.2 se utilizaen algunos de los sistemas operativos de red aparecidos en los aos ochenta como, porejemplo, el IPX de Novell y el NETBEUI de Microsoft.

2.3.2. Direcciones LAN

Las direcciones LAN estn divididas en diferentes campos, como puede obser-

varse en la figura siguiente:


protocolos por encima de Ethernet/IEEE802.3) se delega a un protocolo asociado: elIEEE802.2, protocolo de enlace que se puede utilizar en el IEEE802.3 y en otros protoco-los de LAN y que posee unas funciones similares a las del HDLC.

Como en el nivel fsico ambos estndares son totalmente compatibles, podramos pre-guntarnos si pueden coexistir tramas Ethernet-DIX e IEEE802.3 dentro de una mismaLAN. La respuesta es que s y que no al mismo tiempo.

Fijaos en que todos los campos de la trama Ethernet y de la 802.3 son del mismo formatoy significan lo mismo, a excepcin del campo de tipo (Ethernet) y de longitud (802.3).Podramos distinguirlos siempre que vigilramos que ningn tipo Ethernet fuera equiva-lente a una longitud vlida de 802.3. Los tipos con valores inferiores a 1.500 (0x5DC enhexadecimal) pueden confundirse con longitudes vlidas.

Ello, obviamente, no poda tenerse en cuenta en la Ethernet-DIX original, puesto que esanterior al IEEE802.3. Por ello, apareci una adenda a la norma Ethernet-DIX, conocidacomo Ethernet-DIX-II, que elimina los identificadores de protocolos por debajo de 0x0600(1.536 en decimal). Hoy da con frecuencia dentro de una misma LAN encontramos tra-mas Ethernet-DIX-II y tramas IEEE802.3.

El IP puede ir sobre cualquiera de los dos estndares, aunque casi nadie elige la posibili-dad de encapsularlo sobre el IEEE802.3. El par de protocolos IEEE802.3 + 802.2 se utilizaen algunos de los sistemas operativos de red aparecidos en los aos ochenta como, porejemplo, el IPX de Novell y el NETBEUI de Microsoft.

2.3.2. Direcciones LAN

Las direcciones LAN estn divididas en diferentes campos, como puede obser-

varse en la figura siguiente:


La mitad menos significativa de la direccin (los bits del 2 al 23), asignada por

el IEEE a cada fabricante de manera fija, es el OUI*. Este ltimo, cuando fabrica

las tarjetas, programa (en ROM) la direccin completa, que est formada por

el OUI ms una parte variable que el mismo fabricante asigna individualmente

para cada tarjeta: la OUA**.

Existen dos bits del OUI que siempre son cero cuando se trata de la direccin

de origen: el bit multicast (M) y el bit local (L). Este ltimo no se utiliza casi

nunca y, por tanto, lo consideraremos siempre cero.

Tanto la direccin de destino como la de origen de la trama tienen el mismo

formato, con la nica diferencia de que la direccin de destino tambin pue-

de ser de tipo multicast (bit M = 1). En este caso, el nmero que lleva no se

refiere a una estacin en particular, sino que se dirige a un grupo de estacio-

nes. Cada una de las cuales conoce el grupo o grupos a los que est adscrita.

Por norma general, cada uno de los grupos se refiere a grupos de estaciones

que comparten una misma aplicacin o un mismo protocolo. En el IP, el ni-

co grupo multicast Ethernet relevante es el broadcast.

Representacin de una direccin Ethernet

Sobre papel, las direcciones LAN se escriben en hexadecimal, separando los bytes con dospuntos y escribiendo primero el byte menos significativo, por ejemplo:

08:00:00:10:97:00

El primer byte (que es el menos significativo) es siempre divisible por cuatro en direccio-nes no multicast que tienen los bits M y L a 0.

El grupo broadcast es especial, en el sentido de que, por defecto, todas las esta-

ciones le pertenecen; por tanto, es una manera de difundir informacin simul-

tneamente a todas las estaciones. El concepto de broadcast no es exclusivo de

Ethernet, sino que es comn a muchos otros protocolos de LAN y WAN (tam-

bin en el IP). Poner todos los bits de la direccin a 1 constituye la manera ms

habitual de representar la direccin broadcast, y es la que utilizan las LAN

(FF:FF:FF:FF:FF:FF).

* OUI es la sigla de organizational unique identifier.

** OUA es la sigla de organizational unique address.

Tramas Ethernet multicast

No es del todo cierto que el nico grupo multicast Ethernet relevante sea el broadcast. La red Internet dispone del protocolo IGMP (Internet group multicast protocol), que tambin trabaja sobre tra-mas Ethernet multicast.


La mitad menos significativa de la direccin (los bits del 2 al 23), asignada por

el IEEE a cada fabricante de manera fija, es el OUI*. Este ltimo, cuando fabrica

las tarjetas, programa (en ROM) la direccin completa, que est formada por

el OUI ms una parte variable que el mismo fabricante asigna individualmente

para cada tarjeta: la OUA**.

Existen dos bits del OUI que siempre son cero cuando se trata de la direccin

de origen: el bit multicast (M) y el bit local (L). Este ltimo no se utiliza casi

nunca y, por tanto, lo consideraremos siempre cero.

Tanto la direccin de destino como la de origen de la trama tienen el mismo

formato, con la nica diferencia de que la direccin de destino tambin pue-

de ser de tipo multicast (bit M = 1). En este caso, el nmero que lleva no se

refiere a una estacin en particular, sino que se dirige a un grupo de estacio-

nes. Cada una de las cuales conoce el grupo o grupos a los que est adscrita.

Por norma general, cada uno de los grupos se refiere a grupos de estaciones

que comparten una misma aplicacin o un mismo protocolo. En el IP, el ni-

co grupo multicast Ethernet relevante es el broadcast.

Representacin de una direccin Ethernet

Sobre papel, las direcciones LAN se escriben en hexadecimal, separando los bytes con dospuntos y escribiendo primero el byte menos significativo, por ejemplo:

08:00:00:10:97:00

El primer byte (que es el menos significativo) es siempre divisible por cuatro en direccio-nes no multicast que tienen los bits M y L a 0.

El grupo broadcast es especial, en el sentido de que, por defecto, todas las esta-

ciones le pertenecen; por tanto, es una manera de difundir informacin simul-

tneamente a todas las estaciones. El concepto de broadcast no es exclusivo de

Ethernet, sino que es comn a muchos otros protocolos de LAN y WAN (tam-

bin en el IP). Poner todos los bits de la direccin a 1 constituye la manera ms

habitual de representar la direccin broadcast, y es la que utilizan las LAN

(FF:FF:FF:FF:FF:FF).

* OUI es la sigla de organizational unique identifier.

** OUA es la sigla de organizational unique address.

Tramas Ethernet multicast

No es del todo cierto que el nico grupo multicast Ethernet relevante sea el broadcast. La red Internet dispone del protocolo IGMP (Internet group multicast protocol), que tambin trabaja sobre tra-mas Ethernet multicast.


3. El IP (Internet protocol)

El IP es del tipo best effort (podramos traducirlo como con la mejor intencin, o

quien hace lo que puede no est obligado a ms). Evidentemente, cuando utili-

zamos una red, no siempre podemos conformarnos con conseguir que la infor-

macin llegue si la red puede. Aqu interviene el TCP, que es responsable de

conseguir que la informacin llegue en las condiciones de fiabilidad deseadas.

Diferentes filosofas de los protocolos de Internet

Hemos visto protocolos con una filosofa similar a la del best effort: los protocolos de redLAN, como Ethernet, etc. Hay detractores acrrimos, as como defensores incondiciona-les de esta filosofa, y seguramente ambos grupos tienen una parte de razn. La red X.25es un ejemplo casi opuesto a esta filosofa que proporciona a sus usuarios unos niveles defiabilidad y flexibilidad razonablemente elevados, gracias a la utilizacin de la conmuta-cin de paquetes con circuitos virtuales.

De hecho, la historia da la razn a los defensores de

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TCP-IP Los Protocolos de La Red Internet