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Preguntas de revisión Explique por qué la mayoría de las direcciones de clase A se malgastan. Explique por qué una organización de tamaño medio o grande no quiere un bloque de direcciones de clase C. Muchas direcciones de clase A se malgastan porque existen pocas organizaciones capaces de albergar 2...

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Tema 4 – Introducción a TCP/IP

Preguntas de revisión 1. Explique por qué la mayoría de las direcciones de clase A se malgastan. Explique por qué una organización de tamaño medio o grande no quiere un bloque de direcciones de clase C. Muchas direcciones de clase A se malgastan porque existen pocas organizaciones capaces de albergar 224 = 16.777.216 equipos (hosts y routers). Del mismo modo, existen pocas organizaciones con sólo 28 = 256 equipos. 2. ¿Qué es una máscara de direccionamiento en IP? ¿Qué es una máscara por defecto en direccionamiento IP? Una máscara de red es una secuencia de 32 bits que sirve para determinar el número de bits de una dirección IP que corresponden a la red el número de bits que determinan los hosts dentro de la red. Las máscaras de red comienzan con un número consecutivo de bits a 1 y el resto a 0. En IPv4 tenemos 3 máscaras por defecto; una por cada una de las clases de direcciones: Clase A – 255.0.0.0 Clase B – 255.255.0.0 Clase C – 255.255.255.0 3. ¿Cuál es la dirección de red (netid) de un bloque de direcciones? ¿Cómo podemos encontrar la dirección de red si nos dan una dirección IP perteneciente a un bloque? Las direcciones de red de un bloque dependen del prefijo de la dirección IP. Existen varios bloques de direcciones: A – Comienza por 0 : 0.0.0.0 – 127.255.255.255 B – Comienza por 10 : 128.0.0.0 – 191.255.255.255 C – Comienza por 110 : 192.0.0.0 – 223.255.255.255 D – Comienza por 1110:224.0.0.0 - 239.255.255.255 E – Comienza por 1111:240.0.0.0 - 255.255.255.255 Por tanto, para determinar el bloque al que pertenece una dirección basta con mirar los primeros bits de la dirección IP.

4. ¿Cuál es la diferencia entre la entrega de una trama en el nivel de enlace de datos y la entrega de un paquete a nivel de red? La entrega a nivel de enlace se realiza punto a punto entre dos equipos (dentro de una red local). La entrega a nivel de red se realiza extremo a extremo entre cualquier par de equipos independientemente de la red a la que pertenezcan.

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Tema 4 – Introducción a TCP/IP 5. ¿Cuál es la diferencia entre un servicio orientado a la conexión y no orientado a la conexión? La principal diferencia entre un servicio orientado a la conexión y uno no orientado a la conexión es la fiabilidad de las comunicaciones. El primero permite la entrega fiable de segmentos mientras que el segundo no garantiza la entrega ni el orden. 6. Defina el concepto de fragmentación y explique por qué los protocolos IP necesitan fragmentar algunos paquetes. La fragmentación es el proceso por el cual un datagrama se divide en tramas de menor tamaño para ajustarse a las limitaciones máximas establecidas por el nivel de enlace subyacente (MTU). 7. Explique la necesidad de opciones en IP e indique las opciones mencionadas en clase con una breve descripción de cada una de ellas. El campo Opciones sirve para incluir información no especificada en el diseño original de IP. Las opciones definidas en clase son: • Fiabilidad: Especifica cómo de fiable es el datagrama • Encaminamiento por la fuente: Lista secuencial de direcciones de dispositivo. Indica la trayectoria completa a seguir • Encaminamiento libre desde el origen: Lista de encaminadores que no deben evitarse • Registro de la ruta: Se reserva un campo para registrar la secuencia de dispositivos de encaminamiento • Marcas de tiempo: Los dispositivos de encaminamiento incorporan una marca temporal y su dirección 8. ¿Cuál es la dirección broadcast para ethernet? La dirección broadcast de Ethernet pone los 48 bits a 1: FF:FF:FF:FF:FF:FF 9. ¿Cuál es el objetivo de incluir la cabecera IP y los 8 primeros bytes de datos del datagrama en los mensajes de error de ICMP? El objetivo de incluir esta información en los mensajes de error es que el origen sea capaz de identificar qué mensaje originó el error 10. ¿Cómo se puede determinar si un paquete IP transporta un paquete ICMP? Comprobando el campo Protocolo de la cabecera IP se puede comprobar el protocolo de nivel superior transportado.

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Tema 4 – Introducción a TCP/IP 11. En casos donde la fiabilidad no es de importancia primaria, UDP sería un buen protocolo de transporte. Dé ejemplos de estos casos. Multimedia (videostreaming/audio), configuración de equipos (DHCP).

resolución

de

nombres

(DNS),

12. ¿Tienen UDP e IP el mismo grado de falta de fiabilidad? ¿Por qué o por qué no? Ambos protocolos tienen el mismo grado de fiabilidad ya que ninguno incorpora mecanismos para controlar la pérdida de paquetes o el orden de llegada. Son protocolos best-effort ("se intenta lo mejor posible"). 13. ¿Tienen los números de puerto que ser únicos? ¿Por qué o por qué no? ¿Por qué las direcciones de puerto son más pequeñas que las direcciones IP? Los números de puerto son más menos que las direcciones IP porque se refieren a los procesos que hay ejecutándose en un sistema mientras que las direcciones IP se refieren al conjunto de hosts que hay accesibles en Internet. 14. ¿Cuál es el tamaño mínimo de un datagrama UDP? ¿Y el máximo? El campo longitud de la cabecera UDP identifica el tamaño de todo el datagrama (cabecera y datos). Como el campo es de 16 bits, permite direccionar un máximo de 216-1 bytes. El valor mínimo viene determinado por el tamaño de la propia cabecera 8 bytes. 15. Según el formato de la cabecera UDP. ¿Cuál es el tamaño mínimo y máximo de datos de proceso que se pueden encapsular en un datagrama de usuario? 16

El tamaño mínimo será 0 y el máximo 2 -(1+8). Porque restamos el tamaño de la cabecera (8 bytes). 16. Compare la cabecera TCP con la cabecera UDP. Liste los campos de la cabecera TCP que no están en la cabecera UDP. Dé las razones para su ausencia.

En UDP no hace falta numero de secuencia y acuse de recibo porque no tiene los paquetes no hay control sobre el orden de llegada, es un servicio no fiable. En cuanto a los flags, no son necesarios puesto que la mayoría de estos se utilizan

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Tema 4 – Introducción a TCP/IP para indicar el establecimiento o fin de la conexión. Finalmente, UDP no incluye una ventana porque no hay control de la congestión.

17. ¿Qué se puede decir sobre el segmento TCP donde el valor del campo de control es uno de los siguientes? a. 000000 b. 000001 c. 010001 El campo de control consta de los siguientes flags: URG|ACK|PSH|RST|SYN|FIN. Por tanto, (a) es un paquete normal de datos, (b) es un paquete de solicitud de cierre de la conexión (close()), y (c) es un paquete de reconocimiento de cierre de la conexión (tras recibir el paquete anterior) 18. ¿Cuál es el tamaño máximo de la cabecera TCP? ¿Cuál es el tamaño mínimo de la cabecera TCP? Al igual que como ocurre en IP, el tamaño mínimo de la cabecera TCP es 5 palabras de 32 bits (20 bytes), porque no incluye ninguna opción. El tamaño máximo viene dado por el campo “Header Length” (4 bits). El tamaño máximo es 24-1 = 15 palabras de 32 bits (60 bytes)

Ejercicios 19. Cambie las direcciones IP siguientes en notación punto-decimal a notación binaria. a. 114.34.2.8 b. 129.14.6.8 c. 208.34.54.12 d. 238.34.2.1 a. b. c. d.

01110010 00100010 00000010 00001000 10000001 00001110 00000110 00001000 11010000 00100010 00110110 00001100 11101110 00100010 00100010 00000001

20. Cambie las direcciones IP siguientes de notación binaria a notación punto-decimal. a. 01111111 11110000 01100111 01111101 b. 10101111 11000000 11111000 00011101 c. 11011111 10110000 00011111 01011101 d. 11101111 11110111 11000111 00011101 a. b. c. d.

127.240.103.125 175.192.248.29 223.176.31.93 239.247.199.29

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Tema 4 – Introducción a TCP/IP

21. Halle la clase de las siguientes direcciones IP. a. 208.34.54.12 b. 238.34.2.1 c. 114.34.2.8 d. 129.14.6.8 e. 11110111 11110011 10000111 11011101 f. 10101111 11000000 11110000 00011101 g. 11011111 10110000 00011111 01011101 h. 11101111 11110111 11000111 00011101 a. C b. D c. A d. B

e. E f. B g. C h. D

22. Halle la dirección de red y del nodo en las siguientes direcciones IP. a. 114.34.2.8 b. 132.56.8.6 c. 208.34.54.12 a. Clase A: los 8 primeros bits identifican la red (114) y el resto al host (34.2.8) b. Clase B: los 16 primeros bits identifican la red (132.56) y el resto al host (8.6) c. Clase C: los 24 primeros bits identifican la red (208.34.54) y el resto al host (12) 23. ¿Qué campos de la cabecera IPv4 cambian de encaminador a encaminador? Los únicos campos de IPv4 que cambian al pasar por un encaminador son el TTL y el checksum (o suma de comprobación). Además, si el encaminador conecta dos redes con MTU distintos (i.e., es necesario fragmentar) se modificarán los flags de fragmentación. Por último, es posible que algunas Opciones se vean alteradas. 24. Calcula el valor del campo HLEN (en IP) si la longitud total es 1200 bytes, 1176 de los cuales son datos del nivel superior. Si los datos de nivel superior son sólo 1176, esto significa que los 24 restantes son de cabecera (1200 – 1176). Como el campo HLEN identifica la longitud de la cabecera en palabras de 32 bits (4 bytes), el valor de HLEN será 24/4 = 6. 25. ¿Qué es la MTU? ¿Cuál sería la ventaja de tener MTU grandes? ¿Cuál sería la ventaja de tener una MTU pequeña? La MTU es la unidad máxima de transferencia (paquete) que puede atravesar un determinado tipo de red. Una MTU grande evita la necesidad de fragmentar

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Tema 4 – Introducción a TCP/IP y una MTU pequeña evita que el canal esté ocupado mucho tiempo por un único emisor (monopilización del canal). Además, paquetes pequeños tendrán menos probabilidades de contener errores y, por tanto, requerirán menos retransmisiones. 26. Dado un datagrama fragmentado (en IP) con un desplazamiento de 120, ¿cómo puede determinar los números del primer y el último byte? El desplazamiento se expresa en IP como palabras de 8 bytes. Por tanto, el primer byte sería el 960 (= 120*8). El último byte no lo podemos determinar sin saber el tamaño del paquete. No obstante, si suponemos que la MTU es de 1500 y la cabecera IP es de 20 bytes, el último byte sería 2440 (= 960+1480). 27. ¿Puede el valor de la longitud de la cabecera de un paquete en IP ser menos que 5? ¿Cuándo es exactamente 5? No es posible que el valor del campo ‘longitud de la cabecera’ sea menor que 5 puesto que 5*4 = 20 bytes es el tamaño de la cabecera IP sin opciones. Sólo en el caso de que no tuviéramos opciones sería exactamente 5. 28. El valor del campo HLEN en un datagrama IP es 7. ¿Cuántos bytes de opción hay presentes? Como sabemos que la cabecera IP sin opciones es de tamaño 20 bytes (i.e., HLEN = 5), si HLEN = 7, esto significa que hay 8 bytes (2*4bytes) dedicados a opciones. 29. El tamaño del campo opción de un datagrama IP es 20 bytes. ¿Cuál es el valor de HLEN? ¿Cuál es el valor en binario? La cabecera IP tiene 20 bytes sin opciones. Si añadimos 20 bytes más, la cabecera IP tendrá un tamaño total de 40 bytes. Por tanto HLEN = 40/4 = 10. En binario, HLEN = 1010. 30. El valor del campo longitud total en un datagrama IP es 36 y el valor del campo longitud de la cabecera es 5. ¿Cuántos bytes de datos de transporta el paquete? El campo longitud de cabecera está expresado en palabras de 32 bits (4 bytes). Por tanto, la cabecera tiene 20 bytes (5*4bytes). El campo longitud total está expresado en octetos (1 byte). Por tanto, el tamaño de la carga de datos será 16 bytes (36-20). 31. Un datagrama IP transporta 1024 bytes de datos. Si no hay información de opciones, ¿cuál es el valor del campo longitud de cabecera? ¿Cuál es el valor del campo longitud total?

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Tema 4 – Introducción a TCP/IP El valor del campo longitud de cabecera será 5 (20 bytes) y el valor del campo longitud total será 1044 (= 1024 + 20). 32. En la siguiente figura podemos ver una petición y respuesta ARP. El nodo A cuya dirección IP es 130.23.43.20 y su dirección física B2:35:55:10:22:10 quiere saber la dirección física asociada a la IP 130.23.43.25.

Encapsula los 2 paquetes ARP en paquetes a nivel de enlace. Rellena todos los campos excepto los dígitos de control teniendo en cuenta que estos paquetes se transmiten en Ethernet estándar y que un paquete ARP tiene una longitud de 24 bytes. La longitud mínima de trama Ethernet estándar es de 64 bytes (46 bytes de datos). Como el paquete ARP tiene únicamente 24 bytes será necesario utilizar 22 bytes de relleno (46-24). El paquete ARP tiene la siguiente estructura a nivel de enlace:

33. Un router recibe un paquete IP de la dirección origen 130.45.3.3 y destino 201.23.4.6. El router no puede encontrar la IP destino en su tabla de enrutamiento. ¿Qué mensaje ICMP debe de ser enviado por el router? ICMP destination host unreachable (Type 3 Code 1)

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Tema 4 – Introducción a TCP/IP 34. La capa TCP recibe un segmento cuyo puerto destino es 234. TCP comprueba y no puede encontrar un puerto abierto para este destino. ¿Qué mensaje ICMP debe de ser enviado? ICMP destination port unreachable (Type 3 Code 3)

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