dijous, 18 de març del 2010

PRÁCTICA 1

A continuación de realizará unas entradas para explicar los ejercicios que se han realizado para la primera práctica de la asignatura "Redes de Ordenadores".

El objetivo de esta práctica es realizar un estudio de una Red de Área Local (LAN) en la cual se implementa una arquitectura TCP/IP. Una razón para análizar este tipo de red es que se ha convertido en un estándar a global.

Con esta práctica intentaremos comprender conceptos básicos como, los niveles de la arquitectura TCP/IP. Aprender a interpretar protocolos de Enthernet II, más en concreto ARP e IP a través de un software que actuará como monitor de red. También explicaremos el esquema empleado por el protocolo IP. Consiguiendo así, analizar los diferentes paquetes que se capturen con el monitor de red

Practica 1: Ejercicio 1-Iniciación al monitor de red. Visualización general de protocolos en la red

Las cuatro siguietes entradas tienen el proposito de explicar el desarrollo del primer ejercio de la práctica 1. Para la ejecución de este ejercicio, se debe realizar lo sieguiente:

Activa el monitor de red y captura todo tipo de tráfico en la red durante unos segundos. Paraliza la captura y visualiza…

Una vez hecho esto, pasamos a la realización de los ejercicios:

Práctica 1: Ejercicio 1-A

1.a Del conjunto de datos adquiridos, filtrar los que estén dirigidas a la máquina del alumno. ¿Cuántas tramas aparecen?




Como podemos observar, durante el tiempo de captura del programa la red ha trabajado con 797 paquetes de red, pero solo 360 contienen información dirigida nuestra máquina, los otros 437 son paquetes de protocolo “nbns”, que corresponde con unas tramas que genera los ordenadores internamente, o paquetes que se dirigen a otras máquinas dentro de la red.

Somos capaces de distinguir cuantos paquetes recibimos en nuestra máquina, ya que utilizamos el filtro: “ip.dst==direcciónIP” que sólo nos mostrará la cantidad de paquetes que van dirigidas a nuestra máquina.

Práctica 1: Ejercicio 1-B

1.b Del conjunto de datos adquiridos, filtrar los que proceden de la máquina del alumno. ¿Cuántas tramas visualizas ahora?




Del total de los 797 paquetes que han sido capturados sólo 320 del total de los paquetes son enviados por el usuario a la red. Esto lo podremos saber utilizando el comando “ip.src==direcciónIP”, que nos mostrará sólo los paquetes que estemos enviado nosotros.

Práctica 1: Ejercicio 1-C

1.c Ahora filtra los datos cuyo origen o destino sea la máquina del alumno. ¿Qué número de tramas se visualizan? ¿Es coherente este valor con los resultados anteriores?




Para saber el números de tramas que entran y salen de nuestra máquina, debemos usar el filtro “ip.addr==direcciónIP”, el cual nos facilitará la información deseada en este propósito. En nuestro caso, el total de las tramas que entran y salen de nuestro ordenador durante el tiempo de captura es de 680 y es un valor totalmente lógico ya que supone la suma de los paquetes de entrada y de salida de nuestro ordenador.

Practica 1: Ejercicio 1-D

1.d A continuación, filtra los datos en los que esté presente el protocolo HTTP. ¿Qué otros protocolos observas en el interior de la trama además del HTTP?




Utilizando el filtro del programa, utilizando el comando “http”, aparecen la siguiente lista de protocolos: Enthernet II, Internet Protocol (IP) y Transmission Control Protocol (TCP) e Hypertext Tranfer Protocol. Estos corresponden con los diferentes niveles o protocolos que usaríamos para la configuración de la trama de datos, desde el nivel de enlace, “Enthernet II”, hasta la aplicación, que sería “http”, Hypertext tranfer protoco.

Práctica 1: Ejercicio 2-Análisis estadístico de una captura de datos

Las cuatro siguientes 4 entradas están dedicadas a la ejecución del segundo ejercicio de la práctica 2. Para la realización de este ejerciocio debemos ejecutar las siguientes insturcciones:

A partir de una conexión y descarga de datos en la red se determinará cierta información que aparece en la misma. En primer lugar se iniciará el monitor de red y se realizarán las siguientes acciones para generar tráfico:

Con el navegador, realiza la descarga del programa PUTTY:
http://tartarus.org/~simon/putty-snapshots/x86/putty.zip

A continuación, una vez paralizada la captura. Con los datos obtenidos debes responder a las siguientes cuestiones:


Una vez realizado todo esto, pasamos al desarrollo de los ejercicios:

Práctica 1: Ejercicio 2-A

2.a Calcula el porcentaje de paquetes IP existentes en la captura. (Paquetes IP / tramas totales *100).




El número total de paquetes de la captura es 4277. En total, los paquetes IP lanzados a la red son 3783 lo que supone un 91.11% de los paquetes en la captura. El resto de paquetes que han sido recibidos durante la captura serán paquetes de información creados por la propia tarjeta de red (nbns!).

Para conseguir visualizar únicamente los paquetes de IP hemos usado el filtro:
‘ip.addr== “direcciónIP” && !nbns’.

Práctica 1: Ejercicio 2-B

2.b Calcula el porcentaje de paquetes IP enviados por la máquina del alumno.




Del total de paquetes capturados, tan sólo 2102 han sido enviados por nuestra máquina. Esto supone que el 49,14% del total de los paquetes obtenidos. Hemos conseguido diferenciar los paquetes enviados por el alumno utilizando el filtro ‘ip.src== “dirercciónIP” && !nbns’.

Práctica 1: Ejercicio 2-C

2.c Calcula el porcentaje de segmentos TCP recibidos por la máquina del alumno.




De todos los paquetes enviados a la red durante el tiempo de captura han sido enviados 1674 paquetes de TCP a la máquina del alumno. Esto supone que el alumno ha recibido un 39,13% de paquetes TCP. Esto lo hemos conseguido introduciendo el filtro ‘ip.dst== “direcciónIP” && !nbns && TCP”.

Práctica 1: Ejercicio 2-D

2.d. Calcula el porcentaje de paquetes que contengan el protocolo DNS en su interior.




De los 4277 paquetes que han sido utilizados durante el tiempo de captura del ejercicio, únicamente 26 han sido enviados con el protocolo DNS. Esto supone que del total de paquetes, los paquetes suponen un 0,6%. Para obtener esto hemos utilizado, dentro del monitor de red, el filtro ‘ip.addr== “direcciónIP” && !nbns && DNS’.

Práctica 1: Ejercicio 3-Tramas del nivel de Enlace (Ethernet)

Las dos siguientes entradas están dedicadas a la realización del tercer ejercicio de la primera práctica. Para su realización debíamos seguir estas indicaciones inicialmente:

A partir de una conexión y descarga de datos en la red se determinará cierta información que aparece en la misma. En primer lugar se iniciará el monitor de red y se realizarán las siguientes acciones para generar tráfico:

Con el navegador, realiza la descarga del programa PUTTY:
http://tartarus.org/~simon/putty-snapshots/x86/putty.zip

A continuación, una vez paralizada la captura. Con los datos obtenidos debes responder a las siguientes cuestiones:


Una vez realizado esto, pasamos al desarrollo de los ejercicios:

Práctica 1: Ejercicio 3-A

3.a. ¿Qué tipo de filtro has empleado?. Indica la dirección MAC de tu máquina.

El filtro utilizado es el “eth.scr==IPdelaFuente”, consiguiendo así quedarnos sólo con las tramas de Ethernet que salgan de nuestra máquina, es decir, nos quedamos con las tramas que genera nuestro ordenador.



Dentro del monitor de red podemos observar que si pinchamos sobre cualquier paquete que proceda de nuestra máquina aparecerá la descomposición de la trama en los distintos niveles, donde podremos encontrar Frame, Ethernet II, Internet Protocol y Transmisión Control Protocol.

Si desglosamos el apartado dedicado al nivel de enlace, Ethernet II, comprobamos que nos aparecen varios subapartados con la información contenida en esta cabecera. En estos sub-apartados encontramos: “Destination”, que hace referencia a la máquina de destino de la trama de red y su dirección MAC, “Soucer”, que hace referencia a la máquina emisora de la trama de red. La dirección MAC que muestre el apartado “Soucer” corresponde exactamente con la dirección MAC de nuestra tarjeta de red, en este caso específico 00:0a:5e:76:fd:56.

También la podemos obtener esta información del icono del sistema. Si introducimos el comando “ipconfig/all” se nos facilitarán los datos de la configuración de la red, en concreto debemos consultar el dato que aparece como “dirección física” en el cual se nos informa de la dirección MAC de la tarjeta.

Práctica 1: Ejercicio 3-B

3.b. ¿Con qué otra dirección MAC se comunica la tarjeta de red Ethernet de tu máquina en bastantes ocasiones? ¿Sabes identificar el equipo al que pertenece esa otra dirección MAC?

Como estamos realizando una conexión a Internet para la descarga de un archivo, principalmente aparece la dirección MAC que utiliza el router de encaminamiento hacia el exterior de la red LAN, en este caso el router del laboratorio. Este router tiene una dirección MAC (00:07:0e:0c:ff) que corresponde con el “Cisco_8c:8c:ff” o lo que es lo mismo, “Cisco 140.140.255”

Práctica 1: Ejercicio 4-Sobre el protocolo ARP

Las siguientes seis entradas están dedicadas a la realización del 4º ejercicio de la primera práctica de la asignatura:

Práctica 1: Ejercicio 4-A

4.a Visualiza la dirección MAC e IP de la máquina de ensayos, ejecutando el siguiente comando en una ventana de MSDOS:

ipconfig /all

Anota los valores de IP y MAC que obtienes. Con ello sabrás el direccionamiento IP y MAC de tu PC en la red local.

A continuación, activa la captura de tramas en el programa monitor de red.
En la máquina del alumno se lanzarán peticiones ‘echo’ a través del programa ping a la dirección IP 172.20.43.230, borrando previamente de la tabla ARP local la entrada asociada a esa dirección IP:

arp –a (Visualiza la tabla ARP)
arp –d (Borra una dirección IP en la tabla ARP)
ping 172.20.43.230 (Muestra la conectividad de la máquina 172.20.43.230)

En el monitor de red debes detener la captura y visualizarla. Introduce un filtro para visualizar sólo tramas ARP asociadas a la máquina del alumno…







• ¿Cuántas tramas Ethernet intervienen en el protocolo ARP?


El protocolo ARP es un conjunto de instrucciones que se utilizan dentro de una red de ordenadores a nivel de enlace. Este protocolo está pensado para que una máquina pueda conocer las direcciones MAC de las otras máquinas de la red en la que está. Existen básicamente 2 instrucciones dentro del protocolo ARP: ARP request y ARP response. ARP request es la instrucción que ejecutaría la máquina que desea saber la dirección MAC de alguna otra máquina, esta trama tiene la particularidad de dirigirse a todas las máquinas de la red, utilizando la dirección broadcast de todas ellas, y en esta trama se dice algo así como “El dispositivo que tenga la dirección IP ‘X’, por favor, comuníqueme su dirección MAC”. La otra instrucción que se utiliza en el protocolo ARP es ARP response, que corresponde con la respuesta de la comunicación, es decir, sería la contestación a la petición anterior. Esta instrucción sólo se mandará a la máquina que ejecutó el ARP request. En esta instrucción se vendría a decir algo así como “Yo soy la máquina con dirección IP ‘X’ y mi dirección MAC es ‘xx:xx:xx:xx:xx:xx’.

Tras ejecutar los comandos pedidos en el ejercicio, obtenemos en el monitor de red 3 tramas ARP. Estas 3 tramas se dividen de la siguiente manera, 2 tramas de ARP request, que corresponde con la trama que utiliza el protocolo ARP cuando una máquina pide una dirección MAC a un red, y una trama ARP response, que corresponde con la respuesta a la pregunta anterior, su dirección MAC. En realidad el protocolo ARP sólo lanza dos tramas ARP por cada petición de red, pero nuestra red, o el monitor de red, tiene un defecto y la trama de ARP request la duplica, cuando en realidad sólo se ha utilizado una vez.

• ¿Cuál es el estado de la memoria caché de ARP una vez se ha ejecutado el protocolo ARP para la resolución de una dirección?




Como podemos observar la memoria caché dedicada al almacenamiento de las direcciones IP y MAC de otras máquinas se llena rápidamente con las direcciones solicitadas. Esta memoria está pensada para que no tengamos que pedir continuamente la dirección MAC del ordenador con el que deseamos contactar. Aunque está muy bien poseer las direcciones de otros ordenadores, esta memoria se debe regenerar cada poco ya que si fuese una memoria fija tendríamos problemas si una dirección MAC con la que deseamos contactar cambiase.

• Sin que haya transcurrido mucho tiempo, captura de nuevo tramas con el monitor de red. Vuelve a ejecutar el comando ping (con la misma dirección IP destino). Paraliza la captura y observa la secuencia de tramas ARP. ¿Aparecen las mismas tramas ARP asociadas con tu máquina?




Sí, debido a que este conjunto de instrucciones se realiza constantemente para saber las direcciones como ya hemos comentado anteriormente. Este protocolo se ejecutará tantas veces como sea necesario.

Práctica 1: Ejercicio 4-B

4.b Ejecuta el comando ping con diferentes direcciones IP de los compañeros asistentes a prácticas. ¿Qué ocurre con la memoria caché de ARP de tu máquina?




Si realizamos llamadas del protocolo ARP sobre diversas máquinas, éstas me devolverán sus direcciones IP y MAC. Estas direcciones MAC que se han solicitado se guardarán durante un periodo corto de tiempo, el tiempo de expiración de la memoria caché, en la memoria caché para que pueda mantener una comunicación con ellos sin problemas.

Práctica 1: Ejercicio 4-C

4c. Borra el contenido de tu caché ARP. A continuación, activa el Monitor de red y pide a tus compañeros del aula más cercanos a ti que te envíen comandos ping. Tú no debes enviar ningún comando. Pasados unos segundos… ¿Qué ocurre con tu caché de ARP? ¿Qué tramas de ARP aparecen en la captura del monitor de red?






Como podemos ver con facilidad, si varias máquinas solicitan nuestra dirección MAC a través del protocolo ARP nosotros también almacenaremos sus direcciones IP y MAC. Esto es bastante lógico, ya que debemos conocer sus direcciones para poder contestar con nuestra dirección MAC cuando se nos solicita.

Práctica 1: Ejercicio 4-D

4.d Borra el contenido de tu caché ARP. Ejecutar el comando ping con las siguientes direcciones IP externas a tu red local:

• 172.20.41.241




• 10.3.2.0




• 10.3.7.0




• 10.4.2.5




Como todas estas direcciones IP corresponden con direcciones IP externas a nuestra red local, la dirección IP y MAC que aparecen en nuestra memoria caché es la dirección del router de encaminamiento hacia el exterior de la red. A partir de este dispositivo nuestra red se conecta con el exterior. Esto es debido a que el protocolo ARP sólo puede existir dentro de una red local. Una de las razones por las que esto es así es por el direccionamiento IP a nivel global. Cada una de nuestras máquinas tiene una única dirección MAC que viene dada por su tarjeta de red, y una dirección IP que puede ser cambiada en la configuración de la tarjeta de red, a este tipo de dirección particular de cada ordenador se le llama “Dirección IP privada”. Dentro de cada red local existirán diversas máquinas con sus correspondientes direcciones IP, pero nosotros no trasmitiremos a la red con nuestra dirección IP, sino que utilizaremos la dirección IP del router/modem que nos facilita el proveedor de la línea que tendrá una “Dirección IP pública”. Todas las máquinas de la red local transmitirán con la IP pública, por lo tanto las direcciones IP privadas no son únicas en el mundo, ya que cada usuario podría cambiar la suya. Por lo tanto, intentar saber la dirección MAC de una IP concreta puede dar lugar a controversia, ya que varias máquinas pueden tener esta dirección IP privada que requeríamos y nosotros podríamos tener varias direcciones MAC para la misma dirección IP. Con lo cual, si sucediese esto sería un problema distinguir cuál de las máquinas es con la que deseamos contactar.

Práctica 1: Ejercicio 4-E

4.e (Ejercicio teórico) Describe la secuencia de tramas ARP generadas cuando la máquina 5.1.2.0 ejecuta el comando 'ping 5.2.2.0', teniendo en cuenta que las tablas ARP de todas las máquinas están vacías.




La secuencia de instrucciones más o menos sería así:
1-El ordenador 1 pregunta por la MAC deseada.
2-El mensaje llega al router 1 y éste dice que el ordenador está fuera de la red.
3-El router 1 manda a la red la petición de conexión con la dirección MAC deseada.
4-La petición entra en el router 2 de otra red y éste vuelve a pedir la dirección
MAC.
5-El ordenador 2 con la MAC deseada contesta al router 2.
6-El router 2 informa de la dirección MAC al router 1.

En cuanto a la lista comandos ARP generados durante el proceso sería la siguiente:

Práctica 1: Ejercicio 4-F

4.f (Ejercicio teórico) ¿Qué sucedería con el protocolo ARP si, a diferencia de la red representada en la cuestión anterior, tenemos tres segmentos de red y dos routers que los enlazan? En este caso, la máquina con IP 5.1.2.0 realiza un ping a la máquina 5.3.2.0. (Todas las tablas ARP están vacías)



La secuencia de instrucciones más o menos sería así:
1-El ordenador 1 pregunta por la MAC deseada.
2-El mensaje llega al router 1 y éste dice que el ordenador está fuera de la red.
3-El router 1 manda a la red la petición de conexión con la dirección MAC deseada.
4-La petición entra en el router 2 de otra red y este vuelve a pedir la dirección
MAC.
5-La petición llega al router 3 y éste dice que la dirección deseada está fuera de
la red.
6-El router 3 manda a la red la petición de conexión con la dirección MAC deseada.
7-La petición entra en el router 4 de otra red y éste vuelve a pedir la dirección
MAC.
8-El ordenador 2 con la MAC deseada contesta al router 4.
9-El router 4 informa de la dirección MAC al router 3.
10-El router 3 informa de la dirección MAC al router 2.
11-El router 4 informa de la dirección MAC al router 1.

En cuanto a la lista comandos ARP generados durante el proceso sería la siguiente:

Práctica 1: Ejercicio 5-Sobre direccionamiento IP y máscaras de subred

Las siguientes tres entradas están dedicadas al desarrollo de los distintos subapartados de este ejercicio:

Práctica 1: Ejercicio 5-A

5.a Analizar al azar varios DATAGRAMAS IP (4 ó 5) capturados con el monitor de red.


• De los datagramas visualizados, indica cuál es su longitud.



“Conectando con la página de la EPS.”

La longitud de las cabeceras de los datagramas tienen una longitud de 20 bytes y la longitud total del datagrama, normalmente, es de 40 bytes. Si se diese el caso de que la información a transmitir fuese más larga de estos 20 bytes que tenemos como información, habría que trucar la información en tantos datagramas como fuera preciso para que todos fuesen de la misma longitud.


• ¿Qué aparece en el campo “PROTOCOL” de cada datagrama?



-En el campo ‘protocol’ del datagrama aparece TCP, DNS, HTTP y otros protocolos que están en niveles superiores que el de transporte. Esto es debido a que en la arquitectura de TCP/IP las tramas que estamos analizando son los datagramas IP y dentro de estas tramas se incluyen las correspondientes a los del propio nivel de transporte, siempre que sean datagramas IP, los de niveles superiores de transporte, TCP y UDP, y los paquetes del nivel de aplicación, HTTP, DNS y FTP entre otros


• Identifica la CLASE de dirección asociada a cada dirección IP fuente o destino.

-Para saber la clase a la que pertenecen las direcciones IP de cada sitio, necesitamos saber exactamente cuál es su dirección exactamente y en función del primer dígito decimal lo podremos saber sin problemas:

La IP de nuestra máquina es la 172.20.43.207 como la asignación decimal empieza con 172. Pertenece a una red Mediana, ya que está entre 128 y 191 los primeros dígitos de la numeración. CLASE B.

La IP de la conexión con la página web de la EPS es 172.25.32.98, que también corresponde a una red mediana por las mismas razones. CLASE B.

La IP de la conexión con la página web de Hotmail es 64.4.20.186. Como la asignación decimal empieza con 64 estará dentro de la clase de red Grande, ya que las redes grandes están comprendidas con la notación del 1 al 127. CLASE A.

Por último, la IP de página web de mi blog para las prácticas de esta asignatura es 209.85.277.191. Como la asignación decimal empieza con 209 corresponde con la notación de una red Pequeña, ya que la notación de las redes pequeñas va desde el 192 al 223. CLASE C.

Práctica 1: Ejercicio 5-B

5.b Empleando el monitor de red, averigua las direcciones IP de los siguientes servidores Web, indicando la CLASE de dirección a la que pertenecen (A, B o C):


• http://www.ibm.com



La IP de “ibm.com” es 129.42.60.216 que corresponde con una red de clase B correspondiente con las redes medianas.


• http://www.ono.es



La dirección IP de la página “ono.es” es 62.42.230.18, que corresponde con un tipo de red grande ya que su numeración está comprendida entre 0 y 127.


• http://www.ua.es



La dirección IP de la página de la universidad es la 193.145.23.8 que corresponde con una red pequeña.

Práctica 1: Ejercicio 5-C

5.c (Ejercicio teórico) Sea una máquina con dirección IP 145.34.23.1 y máscara de subred asociada 255.255.192.0. Determina si los siguientes destinos IP de un datagrama que se envíe a la red serán locales o remotos:


• 145.34.23.9: IP DESEADA: 143.34.23.9 -> 10010001.00100010.00010111.00001001
IP PROPIA: 145.34.23.1 -> 10010001.00100010.00010111.00000001
Máscara: 255.255.192.0 -> 11111111.11111111.11000000.00000000

Como SÍ coinciden todos los bits correspondientes a la asignación de red, se corresponden a máquinas dentro de la misma red. Por lo tanto se trata de una conexión local.


• 145.21.1.2: IP DESEADA: 145.21.1.2 -> 10010001.00010101.00000001.00000010
IP PROPIA: 145.34.23.1 -> 10010001.00100010.00010111.00000001
Máscara: 255.255.192.0 -> 11111111.11111111.11000000.00000000

Como NO coinciden todos los bits correspondientes a la asignación de red en la dirección IP, la conexión se realizará en máquinas de distintas redes, por lo tanto la conexión será remota.


• 65.33.123.87 IP DESEADA: 65.33.123.87 -> 01000001.00100001. 1111011.0 1010111
IP PROPIA: 145.34.23.1 -> 10010001.00100010.00010111.00000001
Máscara: 255.255.192.0 -> 11111111.11111111.11000000.00000000

Como NO coinciden todos los bits correspondientes a la asignación de red en la dirección IP, de hecho no corresponde ninguno, la conexión se realizará en máquinas de distintas redes, por lo tanto la conexión será remota.


• 145.34.200.34: IP DESEADA: 145.34.200.34 -> 10010001.00100010.11001000.00100010 IP PROPIA: 145.34.23.1 -> 10010001.00100010.00010111.00000001
Máscara: 255.255.192.0 -> 11111111.11111111.11000000.00000000

Como NO coinciden todos los bits correspondientes a la asignación de red en la dirección IP, la conexión se realizará en máquinas de distintas redes, por lo tanto la conexión será remota.



• 145.34.128.200 IP DESEADA: 145.34.128.200 -> 10010001.00100010.11001000.10000000 IP PROPIA: 145.34.23.1 -> 10010001.00100010.00010111.00000001
Máscara: 255.255.192.0 -> 11111111.11111111.11000000.00000000

Como NO coinciden todos los bits correspondientes a la asignación de red en la dirección IP, la conexión se realizará en máquinas de distintas redes, por lo tanto la conexión será remota



Si nos intentamos conectar a una dirección IP que esté fuera de nuestra red local, por lo tanto estemos realizando una conexión remota, nuestra petición de red corresponderá con una llamada al router/módem que funcionará como salida al mundo exterior de nuestra red. Esto supone que todas las máquinas que estén dentro de una red local pasarán por el router para encaminarse a la red global.

diumenge, 7 de març del 2010

Prácticas de Redes de ordenadores

Este blog está pensado para la realización de las prácticas de la asignatura "Redes de Ordenadores" de la titulación: Ingeniería técnica de telecomunicaciones, especialidad en sonido e imagen, de la Universidad de Alicante. Estas prácticas se realizarán en el laboratorio L24 del edificio "Escuela Politécnica I" el cual tiene implementado una estructura de interconexión como el que muestra el siguiente esquema. Para todos los ejercicios que se desarrollarán durante la práctica, el esquema de interconexión será el mismo.