Explorando los Protocolos de Internet: ARP, RARP, BOOTP, DHCP, ICMP y Routing

Protocolos de Control de Internet

ARP (Address Resolution Protocol)

Permite conocer la dirección física (MAC) a partir de la dirección IP. El mensaje ARP se envía en el campo de datos de una trama. Un campo en la cabecera permite identificar el tipo de mensaje.

RARP (Reverse Address Resolution Protocol)

Permite conocer la dirección IP a partir de la dirección física (MAC). Presenta el mismo formato que un mensaje ARP. Solicita que alguien le informe de cuál es su IP, consulta las tablas y devuelve la dirección IP que le corresponde.

BOOTP (Bootstrap Protocol)

Permite una configuración automática al cliente de red, suministrando todos los parámetros necesarios. El servidor y el cliente pueden estar en LANs distintas. El servidor debe tener todas las MAC registradas, cada MAC se corresponde con una IP.

Cuando el cliente arranca, envía un BOOTP con la dirección destino 1.1.1.1 y origen 0.0.0.0. El servidor recibe el mensaje y busca en la tabla la MAC, después responde en broadcast con BOOTP reply, con la información solicitada.

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

Se utiliza cuando no existe una relación biunívoca entre MAC e IP.

Mecanismos de Recepción de Direcciones:

Asignación Indefinida y Estática: Dirección fijada por el servidor (Ejemplo: UPVserver).
Asignación Automática y Estática: IP seleccionada por el servidor DHCP.
Asignación Dinámica: El cliente recibe una IP del servidor durante un tiempo limitado.

ICMP (Internet Control Message Protocol)

Informa de errores solo al origen del datagrama (emisor), pero no corrige el problema.

Viaja dentro del campo de datos del datagrama.

|Cabecera del datagrama|Campo de datos del datagrama|

|Cabecera| Datos ICMP |

ICMP

Formato ICMP:

Tipo (8 bits): tipo de mensaje
- 0 = contestación de eco
- 3 = destino inalcanzable
- 4 = paquete de restricción
- 8 = petición de eco
- 11 = tiempo excedido en datagrama
Código (8 bits): Más información sobre el tipo de mensaje
Checksum (16 bits)

Mensaje eco: devuelve los mismos datos que se recibieron en la petición (PING).
Mensaje destino inalcanzable: enviado por un router cuando no puede entregar un datagrama. El campo código contiene información adicional sobre el problema.
Paquete de restricción: Informa a un host de problemas de congestión en la red. Enviado por un router cuando tiene exceso de datagramas.
Tiempo excedido: Enviado por router y host
- Router: descarta datagrama al finalizar su tiempo de vida.
- Hosts: al ocurrir un timeout mientras se esperan todos los fragmentos de un datagrama.

Protocolos de Routing

Sistema Autónomo (AS)

Conjunto de routers que comparten una gestión y un protocolo de routing común. Los operadores suelen tener su propio sistema.

Este sistema se identifica por un número de 16 bits. Del valor 64512 al 65535 están reservados para uso privado.

Protocolos de Routing Interno:

Vector Distancia:

RIP
IGRP y EIGRP

Estado del Enlace:

IS-IS
OSPF

RIP: Solo es útil en redes pequeñas (10 routers). Sufre problemas típicos del vector distancia. Métrica basada en número de saltos, 15 máximo.
La información se intercambia cada 30 segundos. Los routers se sincronizan y la red se bloquea cuando hay intercambio. No aguanta subredes ni máscaras variables ni uso de múltiples rutas a la vez. Disponible en UNIX.
IGRP y EIGRP: Protocolos propietarios de Cisco. Resuelven muchos problemas de RIP (Métrica sofisticada, uso de múltiples rutas…).
EIGRP es mejor que IGRP ya que soporta subredes y solo transmite modificaciones.
Tiene soporte multiprotocolo.
OSPF: Utiliza el algoritmo de Dijkstra. Dos áreas jerárquicas (Área 0 – obligatoria, Áreas adicionales). No tiene soporte multiprotocolo.
Resuelve los problemas de RIP: Rutas de red, subred y host (máscaras variables), métricas complejas y múltiples rutas (rutas no necesitan ser simétricas).
Rutas:
- Intra-area: las determina el router.
- Inter-area: 3 fases:
  - Ruta hacia el router backbone (área 0) en el área.
  - Ruta hacia el área de destino en el backbone.
  - Ruta hacia el router en el área de destino.
- Inter-AS: Se envían al router frontera más próximo.
IS-IS: Similar a OSPF pero con estándar OSI. 8 niveles jerárquicos posibles. Soporte multiprotocolo.

Protocolos de Routing Externo (entre ASes):

BGP: Algoritmo de vector distancia modificado: además de la interfaz y costo se incluye la ruta completa en cada caso. El router descarta las rutas que pasan por el mismo para evitar “cuenta a infinito”. La métrica suele ser simple: número de saltos. Permite introducir reglas. Una ruta que se salta las reglas recibe distancia infinito.

Puntos de Interconexión (CIX)

Permiten el intercambio de tráfico entre ISPs. Si dos ISPs se conectan al mismo CIX no necesariamente tienen que intercambiar tráfico. Algunos CIX requieren que cada ISP tenga sus propios acuerdos “peering”.