Protocolos Rip Arp Rarp

A N E P Instituto Tecnológico SuperiorCONSEJO DE EDUCACION F. Arias – L. BalpardaTECNICO PROFESIONAL Gral. Flores 3591 esq. (Universidad del Trabajo Bvar. José Batlle y Ordoñez Del Uruguay) Montevideo, Uruguay _____________________

Parcial : Conectividad

(ARP, RARP y RIP)

Autor: Alejandro Giglio

02 de Octubre de 2015

Protocolos Rip-Arp-Rarp.doc 1

Indice

1. INTRODUCCIÓN................................................................................................................................3

2. PROTOCOLO ARP (ADRESS RESOLUTION PROTOCOL)...........................................................4

2.1 COMPORTAMIENTO.......................................................................................................................4

3. PROTOCOLO RARP ( REVERSE ADDRESS RESOLITION PROTOCOL)...................................8

3.1 COMPORTAMIENTO.......................................................................................................................8

4. PROTOCOLO RIP.............................................................................................................................10

4.1 DESCRIPCIÓN:.............................................................................................................................10

RIPv1....................................................................................................................................10

RIPv2....................................................................................................................................10

4.2 RIP VERSIÓN 1(PROTOCOLO DE ENRUTAMIENTO CON CLASE POR VECTOR DE DISTANCIA)......11

Proceso de solicitud/respuesta de RIP..................................................................................12

Proceso de Respuesta...........................................................................................................13

Proceso de Actualización:....................................................................................................13

Clases de direcciones IP y enrutamiento con clase..............................................................14

4.3 ¿CÓMO SE CONFIGURA RIPV2?..................................................................................................15

4.4 ¿CUÁLES SON LOS COMANDOS QUE PERMITEN MONITOREAR RIP?...........................................15


1. Introducción.

Los protocolos son reglas de comunicación que permiten el flujo de información entre computadoras, para que esta comunicación se pueda dar de manera correcta es necesario que las computadoras dominen el mismo protocolo entre ellas, de esta idea nacen los llamados protocolos de internet, los cuales son un conjunto de protocolos de red en los que está basado internet y permiten la transmisión de datos entre computadoras.

La familia de protocolos de Internet puede describirse por analogía con el modelo OSI (Open System Interconnection), que describe los niveles o capas de la pila de protocolos, aunque en la práctica no corresponde exactamente con el modelo en Internet. En una pila de protocolos, cada nivel soluciona una serie de problemas relacionados con la transmisión de datos, y proporciona un servicio bien definido a los niveles más altos. Los niveles superiores son los más cercanos al usuario y tratan con datos más abstractos, dejando a los niveles más bajos la labor de traducir los datos de forma que sean físicamente manipulables.

Existen tantos protocolos en este conjunto que llegan a ser más de 100 diferentes, entre ellos se encuentra el popular HTTP (HyperText Transfer Protocol), el cual se utiliza para acceder a las páginas web, ARP (Address Resolution Protocol) cuya función es la resolución de direcciones, FTP (File Transfer Protocol) para transferencia de archivos ,SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) y el POP (Post O ce ffiProtocol) para la transmisión de correo electrónico.

TCP/IP es el principal protocolo utilizado para la comunicación mediante internet, su nombre se debe a que está compuesto por dos importantes protocolos: Protocolo de Control de Transmisión (TCP) y Protocolo de Internet (IP), los cuales fueron los primeros en definirse, además de ser los más utilizados de la familia. Podemos agregar que TCP/IP es un conjunto de aplicaciones utilizadas para la comunicaciones, transmisión de datos, manejo de redes de ´área local e intranets orientado a sistemas UNIX.TCP/IP es el responsable de la fundación y establecimiento de la Internet.


2. Protocolo ARP (Address Resolution Protocol)

ARP es un protocolo de la capa de enlace de datos responsable de encontrar la dirección hardware (Ethernet MAC) que corresponde a una determinada dirección IP. Para ello se envía un paquete a la dirección de difusión de la red que contiene la dirección IP por la que se pregunta, y se espera a que esa máquina responda con la dirección Ethernet que le corresponde. Cada máquina mantiene una caché con las direcciones traducidas para reducir el retardo y la carga. ARP permite a la dirección de Internet ser independiente de la dirección Ethernet, pero esto sólo funciona si todas las máquinas lo soportan.

El protocolo ARP fue creado para obtener la dirección MAC destino, sabiendo la dirección IP que tiene asignada dicha máquina. ARP costa de dos tipos de ARP request (Interrogación) y ARP reply (respuesta).

Otra parte importante de este protocolo es lo que se denomina tabla ARP, esta tabla es un caché en el cual se guardan por un tiempo limitado el numero IP de una maquina enlazado con su dirección MAC. Esta tabla nos ayuda a resolver direcciones que ya fueron obtenidas mediante el protocolo ARP, sin necesidad de volver a interrogar al destino.

ARP se utiliza en cuatro casos referentes a la comunicación entre dos hosts:

1. Dos hosts están en la misma red y uno quiere enviar un paquete a otro. 2. Dos host están sobre redes diferentes y deben usar un gateway/router para alcanzar otro

host. 3. Un router necesita enviar un paquete a un host a través de otro router. 4. Un router necesita enviar un paquete a un host de la misma red.

2.1 Comportamiento

Bueno veamos cómo funciona supongamos que tenemos 8 máquinas en una LAN todas conectadas mediante un HUB, desde la maquina 1 deseo mandarle información a la maquina 5, primero se realiza una verificación en la tabla ARP busco la Dirección MAC relacionada a la IP de la maquina 5, en caso de que la encuentre se arma el paquete y no tendríamos ningún problema. El problema surge cuando en la tabla no tenemos dirección MAC asociada a esa IP, es aquí donde entra en acción ARP ya que debo empaquetar la trama y aunque cuento con la dirección IP de la computadora destino y desconozco su dirección MAC. En este caso se arma una trama ARP arma un trama - figura 1- la cual se divide en 2 partes: importantes el encabezado de trama y el mensaje ARP.

Encabezado MensajeARPEncabezado MAC Encabezado IP

MAC Destino MAC Origen IP Destino IP Origen ¿Cuál es tu dirección MAC?

FF:FF:FF:FF:FF:FF

01:00:D1:B5:D4:F1 200.59.4.5 200.59.4.1

Figura 1. Formato petición ARP.


Figura 2. Comunicación con petición ARP(A)

Figura 3. Comunicación con petición ARP(B)


La trama ARP se empaqueta con una dirección MAC broadcast (FF:FF:FF:FF:FF:FF) en el campo de dirección destino. Lo que se logra con esto es que todas las NIC tomen la trama, y la eleven a la capa Internet, una vez que se abre la trama el computador compara la dirección IP destino que encontró dentro del paquete con su propia dirección IP. En el caso que estas direcciones no coincidan se descarta el paquete (no es específicamente así) pero en caso de que haya una coincidencia el computador destino prepara una trama ARP Reply en la cual incluye su dirección MAC , la computadora 1 recibe la respuesta ARP (que en el campo MAC origen contiene la dirección MAC del equipo remoto) y con ella actualiza su tabla ARP.

Encabezado MensajeARPEncabezado MAC Encabezado IP

MAC Destino MAC Origen IP Destino IP Origen ¿Cuál es tu dirección MAC?

01:00:D1:B5:D4:F1

F1:01:E1:B5:F4:14 200.59.4.1 200.59.4.5

Figura 4. Formato de Respuesta ARP.

Una vez hecho todo este proceso ya conoceremos la dirección MAC origen y destino, y la dirección IP origen y destino, por lo que se pueden enviar paquetes de datos a la computadora destino que pasaran a las capas superiores (Transporte y Aplicación).

Para concluir con este protocolo hablare de la tabla ARP. Como dijimos anteriormente esta tabla esta almacenada en una memoria caché y se actualiza de forma constante. Lo que logramos con esta tabla es reducir el tráfico en la red ya que cada vez que necesite enviar un paquete hacia una destino se enviara una petición ARP solamente si la dirección MAC del computador destino no está incluido en la tabla.

La tabla ARP se mantiene automáticamente es raro que un administrador modifique la tabla de manera manual pero no es imposible.

Otro método que utiliza la tabla ARP para actualizarse es el aprovechamiento del Broadcast generado por una Interrogación ARP . Como esta interrogación ARP es vista por todas las computadoras (broadcast) y dicha interrogación contiene los Campos IP Origen y MAC Origen el computador que recibió la trama actualiza su tabla con estos datos y luego si descarta el paquete.

Para los más osados aquí está el formato ARP completo en él se incluye la función de cada campo como así también la cantidad de bytes que ocupa cada uno. Esto va más allá de la explicación básica que intente dar , pero es un dato el cual poseo y no veo porque no exponerlo.


Figura 5 Paquete ARP.

A B C D E F G H I J K L

6 6 2 2 2 1 1 2 6 4 6 4

Figura 6 Formato del paquete ARP.

Descripción del paquete

A: Dirección MAC destino.

B: Dirección MAC Origen.

C: Este campo especifica cual es el contenido del resto del paquete, cuando este valor es de 0x0806 nos indica que estamos ante un paquete ARP.

D: Especifica el medio sobre el cual se trabaja, el valor 1 lo toma cuando el medio es Ethernet.

E: Tipo de protocolo que es mapeado, para IP toma el valor 0x0800.

F: Tamaño de dirección de Hardware.

G.: Tamaño de dirección de protocolo (IP)

H: Especifica la operación, esto son los diferentes valores que pude tomar el campo ARP request (1) , ARP reply (2) , RARP request (3) , RARP reply (4).

I: MAC Origen.

J: Dirección IP Origen.

K: MAC Destino.

L: Dirección IP Destino.


3. Protocolo RARP ( Reverse Address Resolution Protocol)

Del modo inverso a ARP el protocolo RARP se utiliza cuando un computador conoce su dirección MAC pero desconoce su dirección IP. Según el protocolo TCP/IP esto sería un inconveniente para enviar información a las capas superiores. Lo que se necesita para una interrogación RARP sea atendida es un servidor RARP en la red. Cabe destacar que tanto el protocolo ARP como RARP cuentan con una misma estructura.

Características Principales

ARP asume u ‘nicamente que cada host sabe la correspondencia existente entre su propia dirección hardware y la dirección de protocolo. RARP requiere uno o más hosts de servidores de la red para mantener una base de datos de correspondencias entre direcciones hardware y direcciones de protocolo así que serán capaces de responder a peticiones de hosts de clientes.

Debido al tamaño que esta base de datos puede tomar, parte de la función del servidor se implementa con frecuencia fuera del microcódigo del adaptador, con una caché pequeña opcional en el microcódigo. La parte de microcódigo es responsable únicamente de la recepción y transmisión de las tramas RARP, la propia correspondencia RARP está a cargo del software del servidor que se ejecute como un proceso normal en la máquina.

La naturaleza de esta base de datos también requiere algún software para crear y actualizar manualmente la base de datos.

En caso de haya múltiples servidores RARP en la red, el solicitante RARP sólo usara la primera respuesta RARP recibida en su respuesta RARP broadcast, y descartarán las otras.

3.1 Comportamiento.

Bueno veremos cómo funciona , la computadora 1 quiere enviar información a la computadora 5 , la computadora 1 sabe su número MAC (Dirección Física) pero desconoce su dirección IP (Dirección Lógica) aquí es donde interviene el protocolo RARP. RARP arma un paquete que contiene en su campo dirección destino una dirección IP Broadcast (formada por un conjunto de bits 1) para asegurarse de que toda la red lo vea. El campo dirección IP origen permanece en blanco (es lo que deseamos averiguar). Tanto dirección MAC origen y destino deben ser completados por con dirección MAC Origen y Destino


Encabezado MensajeRARPEncabezado MAC Encabezado IP

MAC Destino MAC Origen IP Destino IP Origen

¿Cuál es mi dirección IP?

FF:FF:FF:FF:FF:FF

F1:01:E1:B5:F4:14 200.59.4.255

Figura 7. Interrogación RARP.

El único autorizado a responder una petición RARAP es el servidor RARP designado el cual posee la dirección IP 200.5934.50 , él contiene una tabla ARP de la red , la cual no es caché por lo tanto no se borra al reiniciar el servidor. Una vez que el Servidor RARP toma la trama de interrogación compara la dirección MAC origen con su tabla, la asocia con la IP correspondiente y arma el RARP reply el cual será enviado a la computadora 1 , ella podrá ver el campo IP destino su propia dirección IP . La computadora 1 copiara en su memoria caché su dirección IP y allí permanece hasta finalizar la sesión.

Encabezado MensajeRARPEncabezado MAC Encabezado IP

MAC Destino MAC Origen IP Destino IP Origen ¿Cuál es tu dirección IP?

F1:01:E1:B5:F4:14 01:00:D3:B5:D3:F1 200.59.4.1 200.59.4.50

Figura 8. Respuesta RARP.

Cómo es posible que un computador desconozca su dirección IP ? , imagínense que la terminal que están utilizando carece de Disco. Esto es algo así como la asignación de IP vía un servidor DHCP.


4. Protocolo Rip

4.1 Descripción:

El protocolo RIP1 es un protocolo de encaminamiento dinámico de tipo IGP (Internal Gateway Protocol), mediante el cual los router pertenecientes a un mismo Sistema Autónomo intercambian y actualizan sus correspondientes tablas de rutas.

El fundamento de dicho protocolo radica en el empleo del algoritmo vector distancia, que determina las redes que son alcanzables por un router mediante el cálculo del número de saltos existentes (mínimo 1, máximo 16). Es decir, que si el número de saltos necesarios para llegar a una determinada red es igual a 16, se dice que dicha red es inalcanzable.

La adaptación de rutas se hace a través del puerto 520 y el protocolo UDP mediante difusión de tablas cada 30 segundos (1 ciclo), o antes si ha habido algún cambio en las mismas. Si una ruta no es confirmada en 6 ciclos, se pone como inalcanzable (a 16 saltos) y si ésta permanece 2 ciclos más sin confirmar, se borra.

Es importante destacar, del mismo modo, que el protocolo RIP lleva asociadas ciertas limitaciones como son el reducido diámetro de red en el que opera, el excesivo tráfico de control y consumo de recursos de red que conlleva, la lenta convergencia y la elección de una ruta no siempre óptima (sólo tiene en cuenta el número de saltos existentes y no el estado de cada enlace).

Teniendo en cuenta todos estos aspectos, pasamos a explicar con más detalle los rasgos principales de las dos versiones existentes, RIPv1 y RIPv2, de la implementación de dicho protocolo. Aunque si bien es cierto, todo el estudio que aparece recogido en este informe atañe principalmente a RIPv1, ya que de RIPv2 sólo aparecen aquellas referencias que son comunes a ambas versiones.

Características:

RIPv1

Las principales características que definen esta primera versión del protocolo RIP son:

No admite subredes.

No admite direcciones con máscara de longitud variable (VLSM).

No admite CIDR.

Los intercambios de información no están autenticados.

RIPv2

A diferencia de la versión anterior, ésta presenta ciertas mejoras:

Admite subredes.

Admite direcciones con máscara de longitud variable (VLSM).

Admite CIDR.


Los intercambios están autenticados con contraseñas y se pueden llevar a cabo

mediante multicast en lugar de broadcast (menos sobrecarga de la red).

4.2 RIP Versión 1(Protocolo de enrutamiento con clase por vector de distancia)

La porción de datos de un mensaje de RIP se encapsula en un segmento UDP, con los números de puerto de origen y destino establecidos en 520. El encabezado IP y los encabezados de enlace de datos agregan direcciones de destino de broadcast antes de enviar el mensaje a todas las interfaces configuradas con RIP.

Mensaje RIPv1 Encapsulado

Formato de mensajes de RIP: Encabezado de RIP Se especifican tres campos en la porción del encabezado de cuatro bytes que se muestra en la figura de color anaranjado. El campo Comando especifica el tipo de mensaje. El campo Versión se establece en 1 para la versión 1 de RIP. El tercer campo que se rotula debe ser cero. Los campos "Debe ser cero" ofrecen espacio para la futura expansión del protocolo. RIP se desarrolló antes que IP y se utilizó para otros protocolos de red (como XNS).


Formato de Mensaje RIP v1

Proceso de solicitud/respuesta de RIP

RIP utiliza dos tipos de mensajes especificados en el campo Comando: Mensaje de solicitud y Mensaje de respuesta.

Cada interfaz configurada con RIP envía un mensaje de solicitud durante el inicio y solicita que todos los RIP vecinos envíen sus tablas de enrutamiento completas.


Proceso de Respuesta.

Se envía de regreso un mensaje de respuesta por parte de los vecinos habilitados con RIP. Cuando el router que realiza la solicitud recibe las respuestas, evalúa cada entrada de ruta. Si una entrada de ruta es nueva, el router receptor instala la ruta en la tabla de enrutamiento.

Proceso de Actualización:

Si la ruta ya se encuentra en la tabla, la entrada existente se reemplaza si la nueva entrada tiene un mejor conteo de saltos. El router de inicio luego envía un update disparado a todas las interfaces habilitadas con RIP que incluyen su propia tabla de enrutamiento para que los RIP vecinos puedan recibir la información acerca de todas las nuevas rutas.


Clases de direcciones IP y enrutamiento con clase

Podemos recordar a partir de estudios anteriores que las direcciones IP asignadas a los hosts se dividieron inicialmente en 3 clases: clase A, clase B y clase C. A cada clase se le asignó una máscara de subred predeterminada, como se muestra en la siguiente figura.

RIP es un protocolo de enrutamiento con clase. Por lo tanto, un router utiliza la máscara de subred configurada en una interfaz local o aplica la máscara de subred predeterminada según la clase de dirección. Debido a esta limitación, las redes de RIPv1 no pueden ser no contiguas ni pueden implementar VLSM.


4.3 ¿Cómo se configura RIPv2?

A diferencia de otros protocolos de enrutamiento, RIP no utiliza sistemas autónomos, ni números de área que identifiquen algún tipo de unidad administrativa. Por este motivo, la configuración de RIP es muy sencilla:

Router(config)#router ripRouter(config-router)# version 2Router(config-router)# network 172.16.0.0

Este último parámetro indica que sobre cualquier interfaz que pertenezca a esa dirección de red, el protocolo:

Enviará actualizaciones de enrutamiento.

Estará atento a la recepción de actualizaciones de enrutamiento.

Incluirá la dirección de red de toda interfaz que se encuentre "on" en cualquier actualización de enrutamiento que envíe.

Si no se quieren enviar actualizaciones de enrutamiento a través de una interfaz, deberá utilizarse el comando passive interface.

4.4 ¿Cuáles son los comandos que permiten monitorear RIP?

Los principales comandos de monitoreo son:

show ip route

show ip route rip

show ip protocols

show running-config

show running-config begin router rip

debug ip rip


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