Entrega Directa y ARP

Matías Baeza Graf #29654

2021

Clase 1 – Redes II 2021

Recordemos que a todos los dispositivos que están en la misma red IP les debemos asignar la misma dirección de red en su dirección IP. Cuando voy a asignar direcciones, todos los dispositivos que comparten el Net-ID, debe ser adyacentes, es decir que pertenezcan a la misma red de capa 2.

Todo aquel que quiera desarrollar una solución compatible con las del resto de los fabricantes, toma un estándar y crea una pieza de hardware o software que cumpla precisamente con ese estándar, sin importar el hecho de que sean de diferentes fabricantes. La familia de protocolos que estamos estudiando es TCP/IP.

Como el modelo OSI fue el modelo inicial, por más que hoy en día esté en desuso, reemplazado por un modelo hibrido combinado con TCP/IP es posible encontrar bibliografía en la que se hace referencia a protocolos de capa 7, es decir de capa de aplicación (la cual es la capa 5 en híbrido).

Para enviar los datos, en el emisor, los bits van bajando desde la capa de aplicación hasta la capa física donde se transmiten a la capa física del lado receptor, donde van subiendo por todas las capas hasta la capa superior. Recordemos que las capas igualmente trabajan como si estuvieran dialogando directamente con su contraparte del otro dispositivo (Por ejemplo, capa transporte emisor con capa transporte receptor). Para que esto sea posible, cuando la información va bajando por el emisor, cada capa le va agregando un encabezado para que al momento de que esta vaya subiendo por las capas del receptor, entonces cada capa lea el encabezado que agrego su contraparte.

La información que intercambia la misma capa de ambos lados tiene diferentes nombres dependiendo de la capa de la que hablemos. En capa 2, se llaman tramas y en capa 3 paquetes. Sin embargo, si en capa 3, utilizamos IP, les decimos datagramas. Vamos a ver como se envían estos datagramas.

Para armar el datagrama, IP debe armar un encabezado propio de IP. Este es parte de la estandarización del protocolo.

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El campo de versión (4 bits) indica la versión de IP que se utiliza, siendo 0100 la versión 4 y 0110 la versión 6, esto es lo primero que debe saber el receptor.

El campo HLEN (4 bits) indica la longitud del encabezado en palabras de 32 bits. La mayoría de los datagramas tienen en mismo tamaño estándar que es 5 (es decir 5 x 4 = 20 bytes), sin embargo, hay algunas opciones (fila 6, ya que cada fila representa una palabra de 32 bits) que pueden estar o no en el encabezado, por lo que es posible que varíe el tamaño. Esta sexta palabra tiene una sección de padding, para rellenar la palabra y que siempre sea de una cantidad de bits múltiplo de 32. Este campo es para que el receptor sepa dónde termina el encabezado y donde arrancan los datos.

Luego tenemos el campo de total length, que tiene 16 bits, que indica la cantidad de bytes que tiene el datagrama completo, no solo el encabezado. Con 16 bits, el máximo número que puedo expresar es 65535, así que este es el tamaño máximo que puede tener un datagrama. Igualmente, los datagramas que se transmiten en la práctica ni siquiera se aproximan a ese tamaño.

El campo header checksum es un verificador de integridad del encabezado. Este contiene el resultado de una suma de verificación, es decir información de control. Sirve para que el receptor calcule su propia suma de verificación y compruebe que este recibió correctamente el datagrama. IP no hace reenvío. De esta manera mínimamente te aseguras en el receptor que lo que recibís no tiene errores.

Los últimos dos campos de los que vamos a hablar son las direcciones IP de origen y destino, que cada una no ocupa ni más ni menos que 32 bits.

ENTREGA DIRECTA

Este destino puede estar en la misma red que el origen (mismo Net-Id) o en otra red (distinto Net-ID). Si las capas 3 de origen y destino están en la misma red (de capa 2), se puede entregar el datagrama directamente por la red de capa 2 subyacente. Esto se llama entrega directa y solo se puede dar cuando los dos dispositivos están en la misma subred IP.

La IP de destino la ingresamos nosotros mismos, explícita o implícitamente. Cuando escribimos en el navegador una dirección web, estamos especificando una dirección IP de destino, aunque no sepamos. Esto se logra mediante en servicio DNS que vamos a ver más adelante. Esta transformación de dirección web a dirección IP la hace un servidor al que le pedimos que lo haga.

¿Sin embargo, como hace el origen para determinar los Net-Id del origen y destino sin la máscara del destino? El origen conoce su configuración propia, su propia máscara de subred y la dirección del destino. El problema es que no sabe la configuración del destino, es decir su máscara. Para averiguar esto, hacemos una operación AND lógica entre la IP origen y la máscara del origen, para saber a que subred pertenece esta y si luego hacemos esto mismo entre la IP de destino y la máscara del origen, podemos averiguar si pertenece a la misma red que el origen, y entonces también, si comparten la misma máscara. Si esto no es así, lo único que puede determinar el origen es que el destino no está en la misma subred.

Entonces, si coincide la dirección de red de ambas direcciones, se puede hacer entrega directa. Todo el datagrama IP, viaja con la trama de capa 2. Recordemos que en el encabezado de capa 2 que se le agrega al datagrama, se especificaban direcciones de origen y destino, solo que estas son de capa 2, es decir que son direcciones MAC de 48 bits (6 bloques de 2 caracteres hexadecimales u 8 bits). Estas direcciones corresponden de forma única a una interfaz de red.

Entonces tenemos que para la capa 3 existen dos direcciones IP, origen y destino y para la capa 2 existen dos direcciones MAC, origen y destino.

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