Introducción a redes de computadoras

Agenda

  • Algunos conceptos introductorios
  • Los protocolos que hacen funcionar Internet
    • Introducción
    • Capas TCP/IP

Conceptos introductorios

Teoría de la información
de Shannon: Elementos

Entropía

Datos, información

Sólo cuando los datos son procesados, organizados, estructurados o presentados en contexto es que podemos hablar de información.

Bases numéricas

  • Por ejemplo:
    • La dirección física (MAC)
      c8:bc:c8:c8:08:7
      de sus 6 Bytes (48 bits),
      el primero es:
      1100 1000
    • La dirección lógica (IP) 157.92.88.1
      de sus 4 Bytes (32 bits),
      el segundo es: 101110

Clasificación de las redes

  • Por alcance
    • Local Area Network (LAN): es una red que se limita a un área especial relativamente pequeña (casa, edificio, etc)
    • Wireless Local Area Network (WLAN): idem anterior pero inalámbrica
    • Wide Area Network (WAN): se extienden sobre un área extensa utilizando medios como: satélites, cables interoceánicos, fibras ópticas públicas, etc.
    • Personal Area Network (PAN)

En general: Near-field (NFC), Body (BAN), Personal (PAN), Controller (CAN), Near-me (NAN), Local (LAN), Campus (CAN), Backbone, Metropolitan (MAN), Wide (WAN), Cloud (IAN), Internet, Interplanetary Internet.

  • Por tipo de conexión
    • Medios guiados
      • Cable de par trenzado
      • Cable coaxial
      • Fibra óptica
    • Medios no guiados
      • Red por radio
      • Red por microondas
  • Por relación funcional: Arquitectura

cliente – servidor

P2P (Peer-to-peer)

  • Por topología física
    • Red en bus o lineal (line)
    • Red en malla (mesh)
      • Hybrid or partial mesh (Red mixta)
      • True mesh
    • Red en anillo (ring)
    • Red en estrella (star)
    • Red en árbol (tree)
  • Por grado de difusión
    • Intranet: es una red privada de dispositivos. Ej Kwangmyong
    • Internet es un conjunto descentralizado de redes de comunicación interconectadas que utilizan la familia de protocolos TCP/IP, garantizando que las redes físicas heterogéneas que la componen funcionen como una red lógica única, de alcance mundial.

Protocolos

Conjunto de reglas de comunicación que dos partes acuerdan para comunicarse.

CLIENTE

SERVIDOR

REQUEST

RESPONSE

CLIENTE

SERVIDOR

SOCKET

172.217.162.141:80

186.158.29.35:17603

TCP

DIRECCIÓN IP:PUERTO

CLIENTE

SERVIDOR

SOCKET

172.217.162.14:80

186.158.219.35:17603

Un programa corriendo en una computadora puede estar "escuchando" pedidos (requests) en un puerto particular.

Introducción

Modelo OSI

Circulación de datos

¡Problema de capa 8!

Modelo TCP/IP

En ocasiones al paquete se le llama segmento en Transporte datagrama en Red y trama en Enlace.

Capa Uso
Aplicación En caso de HTTP realiza un http request  y eventualmente recibe un http response.
Transporte El protocolo IP no es confiable.
TCP verifica orden y e integridad de paquetes. Establece una conexión.
UDP también verifica error pero nada más (ni orden ni si llegaron).
Internet Usa direcciones IP para enviar y recibir paquetes
Acceso a red Enlace físico entre dispositivos
Capa Protocolos (ej) Notas
Aplicación http, DNS, ...
Transporte TCP, UDP Puertos. Tipo de conexión. 
Internet IP Dirección lógica: IP
Acceso a red Ethernet, WiFi Dirección física: MAC

Media Access Control

Ejemplo para UDP

Ejemplo para TCP

TCP vs UDP

Text

-¡Hola! ¿Te gustaría escuchar un chiste UDP?
-Sí, me gustaría escuchar un chiste UDP
-Para cruzar al otro lado

 

...


-¿Por qué la gallina cruzó la calle?

-¡Hola! ¿Te gustaría escuchar un chiste UDP?
-Sí, me gustaría escuchar un chiste UDP

 

...


-¿Te gustó mi chiste UDP?

Hola, ¿te gustaría escuchar una broma de TCP?
Sí, me gustaría escuchar una broma de TCP.
Bien, te contaré una broma de TCP.
Bien, escucharé una broma de TCP.
¿Estás listo para escuchar una broma de TCP?
Sí, estoy listo para escuchar una broma de TCP.
OK, estoy a punto de enviar el chiste de TCP. Durará 10 segundos, tiene dos caracteres, no tiene una configuración, termina con un remate.
OK, estoy listo para escuchar el chiste de TCP que durará 10 segundos, tiene dos caracteres, no tiene una configuración y terminará con un remate.
Lo siento, tu conexión ha expirado ... ... Hola, ¿te gustaría escuchar una broma de TCP?

TCP

Independiente del dispositivo

https://drawings.jvns.ca/

NAT

Network Address Translation

http

  • Protocolos de aplicación:
    • Http (80 TCP, RFC 2616)
      • Header
      • URL, URI
      • Verbos: HEAD, GET, POST
      • Ejemplo: nc -v IP PORT (“HEAD / HTTP/1.0”).
    • Z39.50
    • DNS (nslookup)
  • Lenguajes de marcado:
    • XML
    • HTML
    • Otros: LaTex, YAML, JSON

Acceso a red

  • WiFi
  • Ethernet
  • Fibra óptica
  • Ethernet
    • MAC Addreess (48 bits):
      6c:f0:49:d9:3b:65
      • Ej: ifconfig
    • Conector: RJ45
    • Trama:

Ejercicios

Herramientas

  • Online:
    • https://network-tools.com/
    • https://onlinecurl.com/
      • https://curlbuilder.com/
  • App de escritorio:
  • App de celular
    • Network Analyzer
    • Network Utilities

Dado 8.8.8.8 y 157.92.88.40...

Capa TCP/IP Aplicación

  • ¿A qué IP resuelve (DNS Lookup) catalogo.filo.uba.ar?
  • Presione en el navegador Ctrl+Shift+I. Acceda a un sitio web. En la pestaña de Redes, elija una de las peticiones HTTP de la lista. Observe las características del HTTP Request y HTTP Response.
  • Haga una búsquieda en Google. Pruebe realizar otra búsqueda sólo modificando la URI.

 

Capa TCP/IP Transporte

  • Si para transportar los paquetes se utilizan los números IP (capa de internet), no de puerto, ¿por qué se llama "capa de transporte"?
  • ¿Cuál es la diferencia entre los segmentos UDP y TCP?
  • ¿Para qué sirve un firwall?
  • ¿Por qué se dice que TCP es un protocolo "orientado a la conexión" (y UDP no, está "orientado a mensaje")?
  • ¿A qué puerto se conecta mi PC cuando navego en un sitio cuya URI comienza con "http"? ¿Y cuando comienza con "https"?
  • Instalé una aplicación web (por ejemplo Omeka o Koha) las cuales usan un servidor web (por ejemplo Apache). Cuando ingreso en navegador donde fue instalado localhost:80 se ve todo bien. ¿Cómo puedo hacer para que sea accesible desde la misma red? ¿Y desde cualquier parte del mundo?
  • ¿Esta capa se ocupa de la ruta que toma un paquete?

Capa TCP/IP Internet

  • Hacer un ping a la IP 157.92.88.16. ¿Cual fue el tiempo promedio que demoró el paquete en ir y volver (RTT)?
  • Hacer traceroute a la misma IP.
  • Obtenga la dirección IP de las interfaces de red de su PC.
  • ¿Cuál es la diferencia entre IPv4 e IPv6?
  • ¿Aproximadamente cuántas posibles IPs puede haber en internet?
  • ¿Por qué la dirección IP de su PC no coincide con la de sitios como cualesmiip.com?
  • ¿Puede mi ISP facilitar a mi módem una IP que comience con 127., 10. o 192.168.?
  • Obtenga 10 dominios: 5 de sitios asiáticos y 5 de países limítrofes o argentina
  • Obtenga las direcciones a las cuales resuelve dichos dominios (DNS)
  • Realice un traceroute a cada una de las 10 direcciones IP. registre en cada caso la cantidad de saltos (hops) de cada caso
  • ¿Cuál es la cantidad de saltos promedio para los sitios asiáticos? ¿Y para la de los países cercanos?

Capa TCP/IP Acceso a red

  • ¿Mi proveedor de internet puede ver la MAC address de mi interfaz de red?
  • ¿El sitio donde navego puede ver la MAC address de mi interfaz de red?
  • Si dejo el WiFi encendido (celular o notebook), esté conectado o no a una red, ¿cualquiera con otra interfaz WiFi puede ver mi dirección MAC? ¿Y si estoy conectado a una red segura (por ejemplo mediante WPA)?

Dados los siguientes protocolos: DNS, http, https, ICMP (ping), ARP, TCP, UDP; identifique a cuál se refiere cada una de las siguientes afirmaciones.

  1. Está "orientado a la conexión", a cada paquete le asigna un número de secuencia y asegura la correcta entrega.
  2. Es el protocolo que sustenta la web.
  3. Es el protocolo que sustenta la web, mediante una conexión cifrada.
  4. Permite obtener un número IP (v4 o v6) dado un nombre de dominio.
  5. No asegura entrega ni orden pero es muy "liviano"
  6. Permite relacionar direcciones físicas (MAC) con lógicas (IP).
  7. Permite verificar estado de la red y respuesta de hosts a nivel Internet.

Identifique a qué capa del modelo TCP/IP corresponde en cada caso. Repasemos:

Modelo TCP/IP

  • Capa 4 o capa de Aplicación: Asimilable a las capas: 5 (sesión), 6 (presentación) y 7 (aplicación), del modelo OSI.
  • Capa 3 o capa de Transporte: Asimilable a la capa 4 (transporte) del modelo OSI.
  • Capa 2 o capa de Internet: Asimilable a la capa 3 (red) del modelo OSI.
  • Capa 1 o capa de Acceso al medio: Asimilable a la capa 2 (enlace de datos) y a la capa 1 (física) del modelo OSI.

 

 

Protocolos

  1. DNS
  2. http
  3. https
  4. ICMP (ping)
  5. ARP
  6. TCP
  7. UDP

Metadatos

  • dominio
  • código de estado
  • ContentType (MIME)
  • IP origen, IP destino
  • número de secuencia
  • checksum
  • puerto origen, puerto destino

Caso

  • El host responde a ping pero al poner lo mismo en el navegador nada sucede.
  • El host no responde a ping.
  • El host es accesible en mistio.com:8080 pero no funciona si se remueve el ":8080".
  • El host es accesible desde la red interna pero no desde un dispositivo de "afuera".
  • El host es accesible con un navegador mediante IP pero no ingresando el dominio asociado.

Introducción a redes de computadoras

By Pablo Bianchi

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