Redes de Datos
Capa de enlace de datos
Protocolo ARP
Protocolo Ethernet
Ingeniería de software
M.Sc. Johan Sebastian Giraldo H
Protocolo ARP
◼ Address Resolution Protocol.
◼ Especificado en el RFC 826 de noviembre de 1982.
◼ Establece la forma de traducir una dirección IP a la dirección MAC de la tarjetaderedasociada.
Protocolo ARP
◼ Suponga que el nodo con dirección IP
222.222.222.220 quiere enviar un datagrama al nodo 222.222.222.222.
◼ El nodo origen usa el protocolo ARP para conocer la dirección MAC del nodo destino.
Protocolo ARP
◼ ARP solo resuelve las direcciones de los hosts que están en la misma red.
◼ Cómo el nodo origen determina la dirección MAC del nodo con dirección IP 222.222.222.222?
◼ Si la dirección IP no está en la misma red, ARP retorna un error.
◼ Los hosts y los routers guardan una tabla ARP con el mapeo de direcciones IP a direcciones MAC ya conocidas. Esta tabla se conoce como caché ARP.
Protocolo ARP
◼ TTL indica cuándo se debe borrar esa entrada de la tabla. Por ejemplo, 20 minutos.
◼ Solo los nodos conocidos estarán en la tabla, a menos que ya haya sido eliminada la información por envejecimiento.
Protocolo ARP
◼ El protocolo funciona con base en el envío de un mensaje de consultaARP en broadcast.
◼ El nodo que tiene configurada la dirección IP solicitada responde con un mensaje de respuesta ARP dentro de un frame estándar.
◼ El protocolo ARP no necesita ninguna clase de configuración ni mantenimiento ya que las entradas de la tablaARP se borran cuando expira elTTL.
Protocolo ARP
◼ Cuando el host de destino está en una red distinta, el router es quien contesta el mensaje de consulta ARP.
◼ Un router tiene una tabla ARP por cada interfaz de red configurada.
◼ Es responsabilidad del router la entrega del paquete para que siga su camino hacia el destino.
Protocolo ARP
◼ El comando arp -a muestra el contenido de la tabla ARP.
Protocolo ARP
◼ El comando arp -s agrega una entrada a la tabla ARP.
Protocolo ARP
◼ El comando arp -d elimina una entrada a la tabla ARP.
Protocolo ARP
◼ El comando arp -d * limpia el cachéARP.
Protocolo RARP
◼ El Protocolo de resolución inversa de direcciones (RARP) asocia las direcciones MAC conocidas a direcciones IP.
◼ Es posible que un dispositivo de red, como por ejemplo un host sin disco, conozca su dirección MAC pero no su dirección IP.
◼ RARP permite que el dispositivo realice una petición para conocer su dirección IP.
Protocolo RARP
◼ El Protocolo de resolución inversa de direcciones (RARP) asocia las direcciones MAC conocidas a direcciones IP.
◼ Es posible que un dispositivo de red, como por ejemplo un host sin disco, conozca su dirección MAC pero no su dirección IP.
◼ RARP permite que el dispositivo realice una petición para conocer su dirección IP.
Protocolo RARP
◼ Los dispositivos que usan RARP requieren que haya un servidor RARP en la red para responder a las peticiones RARP.
◼ Las peticiones RARP se envían en broadcast a la LAN.
◼ RARP utiliza el mismo formato de paquete que ARP.
Protocolo Ethernet
◼ Es la tecnología LAN alambrada
“dominante” en el mercado:
◼ Las tarjetas de red son baratas.
◼ Fue la primera tecnología ampliamente usada en las LAN.
◼ Es más simple y económica que otras tecnologías LAN.
◼ Maneja velocidades entre 10 Mbps y 10Gbps.
Protocolo Ethernet
◼ Originalmente era utilizada para una topología en bus.
◼ Posteriormente cambió a una topología en estrella como se utiliza en la actualidad.
Estructura de un frame Ethernet
◼ Preámbulo: Es una secuencia con un patrón definido. Se utiliza para sincronización.
◼ Direcciones MAC destino y origen.
◼ Tipo: Identificación del protocolo de la capa de red.
◼ Datos.
◼ CRC:Comprobación de redundancia cíclica.Utilizado para el control de errores.
Preámbulo
◼ 8 bytes.
◼ Cada uno de los primeros 7 bytes tiene un valor 10101010;elúltimobytedelpreámbuloes10101011.
◼ Los primeros siete bytes sirven para despertar al adaptador receptor y sincronizar el reloj con el del transmisor.
◼ El último byte indica al adaptador destino que a continuaciónvieneunframeEthernet.
Direcciones Mac
◼ Destino: 6 bytes.
◼ Origen: 6 bytes.
◼ Son utilizadas para identificar de dónde proviene el frame y cuál es el destinatario.
◼ Es posible que el mensaje sea recibido por otros adaptadores de red diferentes al destinatario. En ese caso, el frame es descartado.
Tipo
◼ 2 bytes.
◼ Permite saber a qué protocolo corresponde el contenido del campo de datos del frame.
◼ Cada protocolo de la capa de red tiene su propio número estandarizado.
◼ El protocolo ARP también tiene su propio número.
◼ Es similar al campo Tipo de protocolo en el datagrama IP.
◼ Algunos números: 0x0800 IP; 0x0806 ARP; 0x86DD IPv6.
◼ Otros números asignados: http://www.iana.org/assignments/ethernetnumbers.
Campo de datos
◼ 46 a 1500 bytes.
◼ Usualmente este campo lleva el datagrama IP.
◼ Si el datagrama excede 1500 bytes, entonces el host debe fragmentar el datagrama.
◼ Si el datagrama tiene menos de 46 bytes, el campo de datos tiene que ser rellenado para alcanzar los 46 bytes.
CRC - FCS
◼ 4 bytes.
◼ Comprobación de redundanca cíclica (Cyclic redundancy check).
◼ También llamado Secuencia de verificación de frame (Frame Check Sequence).
◼ Es un código de detección de errores de longitud fija diseñado para verificar la integridad del frame.
◼ La CRC se calcula en el receptor sin tener en cuenta los bits del preámbulo.
◼ Si se detectan errores, el frame es descartado.
Tecnologías Ethernet
◼ Ethernet tiene diferentes versiones, entre ellas:
10BaseT
100BaseTX
1000BaseTX
10GBaseT
◼ Estas y otras tecnologías Ethernet han sido estandarizadas con el paso de los años por el grupo IEEE 802.3.
Tecnologías Ethernet
◼ La primera parte del acrónimo se refiere a la velocidad (en Mbps), con excepción de 10GBaseT cuya velocidad es de 10Gbps.
◼ Base, se refiere a banda base, lo que significa que el medio físico solamente lleva la señal y no hace ninguna clase de modulación o cambio de la señal.
◼ La parte final del acrónimo significa el medio físico de transmisión (T:cable UTP, F: Fibra óptica).
Tecnologías Ethernet
◼ Las diferentes versiones de Ethernet tienen limitaciones en la distancia del cable.
◼ Por ejemplo, Ethernet 100BaseTX está limitado a 100 metros de distancia en cable UTP y 100BaseFX está limitado a varios kilómetros de fibra óptica.
◼ Estas limitaciones permiten establecer la utilidad que se le va a dar a cada versión del protocolo.
Tecnologías Ethernet
Cada vez que sale una nueva tecnología se busca la compatibilidad hacia atrás para permitir la utilización de la amplia base instalada.
¡ GRACIAS !
Referencias
◼Carlos Eduardo Gómez Montoya, PhD. Luis Eduardo
SepúlvedaRodríguez,PhD.Capadeenlacededatos.
Instrucciones para la línea de comandos
Sistemas tipo Unix
◼ arp -d ip
◼ ping ip
◼ arp -a