Cuestión 7. Sobre direccionamiento IP y creación de subredes

7.a Dada la dirección de clase B 145.65.0.0, se desean 6 subredes. ¿Cuántos bits se tendrán que reservar para crear las subredes? Indica el valor decimal de las subredes, así como el valor de la nueva máscara de subred.

Deberíamos reservar 3 bits para la creación de 6 subredes, ya que con 2 bits no nos bastaría al posibilitarnos tan solo 4 subredes y el emplear 3 nos permitiría la creación de hasta 8 subredes.



El valor decimal de las subredes sería:


1ª subred: 145.65.0.0 (000)
2ª subred: 145.65.32.0 (001)
3ª subred: 145.65.64.0 (010)
4ª subred: 145.65.96.0 (011)
5ª subred: 145.65.128.0 (100)
6ª subred: 145.65.160.0 (101)


Esto es así porque además de los 3 bits empleados, para calcular el valor decimal debemos añadir los 5 bits restantes hasta completar los 8 (P. ej. 010 --> 01000000 = 64).


Para la creación de la máscara debemos tener en cuenta que a todos los bits ya utilizados se les asigna el valor "1" en binario, por tanto en decimal la máscara queda con el valor:
255.255.224.0 (224 al pasar de la palabra binaria 11100000 a decimal).

7.b Sea la dirección de red IP 125.145.64.0 con máscara asociada 255.255.254.0. Ampliar la máscara de subred en dos bits, indicando el nuevo valor. Determina el rango de direcciones IP que puede emplearse para numerar máquinas en cada una de las subredes obtenidas en la ampliación.

Podemos formar cuatro subredes distintas empleando los dosprimeros bits con valor 0 en la máscara  (11111111.11111111.11111110.00000000), proporcionándonos de esta manera la posibilidad de crear 4 nuevas subredes, con las combinaciones 00, 01, 10 y 11.

De esta manera nos quedarían 7 bits libres para nombrar máquinas, lo que hace un total de 124 posibles máquinas, ya que a las 128 combinaciones de elevar 2 a 7, hay que restarle los casos en los que todos los bits son 0 y cuando todos son 1, ya que estos valores están designados identificar la subred y la dirección de broadcast, respectivamente.

Cuestión 6. Mensaje ICMP “Fragment Reassembly Time Exceeded”

En esta cuestión se analizará el mensaje ICMP tipo 11 código 1. Para ello, se va a intentar “saturar” a una determinada máquina del laboratorio enviándole un número elevado de peticiones Ping. Este elevado número de peticiones puede producir un error si la máquina destino tiene que realizar un reensamblado excesivo de de paquetes en un tiempo limitado.

Iniciar el programa monitor de red. A continuación ejecutar el comando “Ping” en varias ventanas (en paralelo) de MSDOS, así lograrás mayor número de peticiones:

C:\>ping -n 80 -l 20000 10.3.7.0

Detener la captura y determinar:

6.a.¿De qué máquina proceden los mensajes ICMP “Fragment Reassembly Time Exceded”? (identifica la máquina en la topología del anexo)


IP: 10.3.7.0
MAC: 00:07:0E:8C:8C:FF

6.b.¿Por qué crees que pueden proceder de esa máquina y no de otra?

Porque el mensaje de error se da a nivel IP, sin embargo, la dirección MAC se da a nivel MAC, es decir, la de la RED LOCAL, en este caso, la MAC corresponde a la puerta de enlace predeterminada del laboratorio.

Cuestión 5. Mensaje ICMP “Time Exceeded”

Dentro del mensaje ICMP Time Exceeded se analizará el de código 0: Time to Live exceeded in Transit (11/0). En primer lugar, inicia el monitor de red para capturar paquetes IP relacionados con la máquina del alumno y ejecuta el comando:

C:\> ping –i 1 –n 1 10.3.7.0

5.a. Finaliza la captura e indica máquina que envía el mensaje “ICMP Time to Live exceeded in Transit”… ¿Puedes saber su IP y su MAC? (identifica la máquina en la topología del anexo)

IP: 172.20.43.230
MAC: 00:07:0E:8C:8C:FF

Como se puede apreciar en el esquema, la máquina que envía el mensaje de error se trata de la puerta de enlace por defecto.


Inicia de nuevo la captura y ejecuta a continuación el comando:

C:\> ping –i 2 –n 1 10.3.7.0

5.b. Finaliza la captura y determina qué máquina envía ahora el mensaje “ICMP Time to Live exceded in Transit”… Averigua y anota la IP y la MAC origen de este mensaje de error. ¿Pertenecen ambas direcciones a la misma máquina? (identifica las máquinas en la topología del anexo)

IP: 10.4.2.5
MAC: 00:07:0E:8C:8C:FF

No, no pertenecen a la misma máquina, ya que IP y MAC se corresponden respectivamente con los routers Cisco 2513 y 1720 (puerta de enlace predeterminada).

Por último, inicia de nuevo la captura y realiza un ping a la siguiente dirección:

C:\> ping –i 50 –n 1 10.3.7.12

5.c. Finaliza la captura y observa el mensaje de error ICMP que aparece en el monitor de red. ¿Qué tipo y código tiene asociado ese mensaje? ¿Qué crees que está sucediendo al intentar conectarte a esa máquina y obtener ese mensaje de error? ¿En qué subred estaría ubicada?

 Tipo: 11
Código: 0

Sucede que intentamos acceder a una máquina inexistente, por lo que el mensaje viaja entre routers intentando encontrarla hasta que expira su tiempo de vida (TTL).

Dicha máquina en caso de existir formaría parte de una subred ubicada entre el router 2513 y el ordenador Linux 1

Cuestión 4. Mensaje ICMP “Redirect”

Inicia el Monitor de Red. A continuación ejecutar los comandos:

C:\>route delete 10.4.2.1 (si ya ha sido borrada la ruta, avisa con un error)

C:\>ping -n 1 10.4.2.1 (antes de contestar debes confirmar que en MSDOS el resultado del Ping es correcto: paquetes enviados:1 , paquetes recibidos:1, sino debes repetir los dos comandos anteriores y el proceso de captura en el Monitor de Red)

En base a los paquetes capturados, filtra sólo los datagramas que contengan tu dirección IP y contesta a las siguientes preguntas:

4.a.¿Cuántos datagramas IP están involucrados en todo el proceso? Descríbelos…(tipo, código y tamaño)

Datagramas IP involucrados:

Petición/Request
Redirección/Redirect
Respuesta/Reply

4.b.¿Las direcciones MAC e IP de todas las tramas capturadas con el Monitor de Red hacen referencia al mismo interfaz de red? Indica en qué casos la respuesta es afirmativa y en qué casos la dirección IP especifica un interfaz de red que no se corresponde con el mismo interfaz indicado por la MAC.

La última trama no representa al mismo interfaz porque no está en la misma red local.

4.c. ¿Qué máquina o interfaz de red envía el mensaje ICMP Redirect?

Cisco 1720 (Puerta de enlace)
4.d.¿Qué dato importante para tu PC transporta en su interior ese mensaje de Redirect?

El mensaje de Redirect transporta el mensaje original que causó el error de redirección, enviándolo a la puerta de enlace alternativa (cisco 1601) para que pueda pasar el paquete, sin necesidad de pasar por la puerta de enlace predeterminada (cisco 1720), y llegar al destino deseado, por la ruta más directa.


4.e.Observa los campos “Identificación”, “TTL” y “Cheksum” del datagrama que se envió originalmente. A continuación, analiza el contenido del mensaje Redirect. ¿Puedes encontrar la misma identificación dentro de los datos (no cabecera) del mensaje ICMP Redirect? ¿Qué ocurre con los campos TTL y Cheksum del datagrama transportado por el Redirect?

Original
Redirect



¿?

Cuestión 3. Mensaje ICMP “Destination Unreachable”

Dentro del mensaje ICMP Destination Unreachable se analizará el de código 4: Fragmentation Needed and Don't Fragment was Set (3/4). En primer lugar ejecuta el comando:

C:\>route delete 10.3.7.0 ( si ya ha sido borrada la ruta, avisa con un error)

¿Por qué ejecutar este comando? En MS Windows, con route se modifican las tablas de encaminamiento de una máquina. Con la opción delete eliminamos un camino o ruta a la dirección especificada. Al eliminarlo, borramos también cualquier información asociada a esa dirección, incluida la información sobre errores previos al acceder a ese destino. A continuación, poner en marcha el Monitor de Red en modo captura y ejecutar el comando ping:

C:\>ping -n 1 –l 1000 -f 10.3.7.0 (…la opción –f impide la fragmentación de los datagramas en la red)

En base a los paquetes capturados, indicar:

3.a. Identifica las direcciones IP/MAC de los paquetes IP involucrados. ¿A qué equipos pertenecen? (identifica la máquina con la topología del anexo)

Petición:
Dirección IP origen: 172.20.43.200
Dirección IP destino: 10.3.7.0
Dirección MAC origen: 00:0a:5e:77:04:3a
Dirección MAC destino: 00:07:0e:8c:8c:ff

Respuesta:
Dirección IP origen:10.4.2.5
Dirección IP destino: 172.20.43.200

Dirección MAC origen: 00:07:0e:8c:8c:ff
Dirección MAC destino: 00:0a:5e:77:04:3a

 Equipos involucrados:

3.b. ¿Qué máquina de la red envía el mensaje ICMP “Fragmentation Needed and Don't Fragment was Set” (3/4)? (identifica la máquina con la topología del anexo)

10.4.2.5

Cuestión 2. Sobre la fragmentación de datagramas IP

Empleando el programa Monitor de Red de la misma forma que en la situación anterior, ejecutar:

C:\>ping –n 1 –l 2000 172.20.43.230 (…la opción –l especifica la cantidad de datos a enviar)

2.a. Filtra los paquetes en los que esté involucrada tu dirección IP. A continuación, describe el número total de fragmentos correspondientes al datagrama IP lanzado al medio, tanto en la petición de ping como en la respuesta. ¿Cómo están identificados en el Monitor de Red todos estos paquetes (ICMP, IP, HTTP, TCP…)? ¿qué aparece en la columna ‘info” del Monitor de Red?

Observamos 4 paquetes fragmentados, 2 paquetes identificados con el protocolo ICMP, tanto de petición ‘echo request’, como de respuesta ‘echo reply’, y otros 2 paquetes de protocolo IP, en los cuales, aparece en la columna “info”, ‘Fragmented IP protocol’.

2.b. ¿En cuántos fragmentos se ha “dividido” el datagrama original?

El datagrama original se divide en 2 fragmentos, uno de protocolo ICMP y otro de protocolo IP; para la petición (ICMP y IP request) y para la respuesta (ICMP y IP reply).Esto se debe, a que, el datagrama original supera los 1500bytes que caben en Ethernet.

Cab. IP	Cab. ICMP	Datos puros
20	8	2000

Primer Fragmento
Cab. IP	Cab. ICMP	Datos puros
20	8	1472

Segundo Fragmento
Cab. IP	Datos puros
20	528

Como podemos observar el primer fragmento se completa con los 1500bytes, mientras que el segundo fragmento, se llena de residuos, esto se puede comprobar con las imágenes aportadas en el punto 2a.

2.c. Analiza la cabecera de cada datagrama IP de los paquetes relacionados con el “ping” anterior. Observa el campo “identificación”, “Flags” y “Fragment offset” de los datagramas. ¿Qué valor tienen en estos campos en los datagramas anteriores? Indica en la columna “dirección” si son de petición o respuesta. Muestra los datagramas en el orden de aparición del Monitor de Red.


Flag 0x01 --> nos indica que existen más fragmentos

Datagrama nº	Protocolo	Dirección	Flags	Frag. Offset	Identificación
232	ICMP	petición	0x01	0	14018
233	IP	petición	0x00	1480	14018
234	ICMP	respuesta	0x01	0	14018
235	IP	respuesta	0x00	1480	14018

2.d. ¿Qué ocurre en la visualización de los fragmentos de datagramas si introduces un filtro para ver únicamente paquetes de “icmp” en el Monitor de Red? ¿qué fragmentos visualizas ahora?

   
Solo visualizamos la primera parte fragmentada (ICMP) de la petición y de la respuesta.

2.e. ¿Para qué se pueden emplear los campos “Identificación”, “Flags” y “Fragment offset” de los datagramas IP?
   
Identificación --> para saber que las diferentes partes corresponden a un mismo paquete
    Flags --> nos indica si necesitamos alguna parte más
    Frag. Offset --> nos indica cual es la posición del último dato enviado del fragmento anterior

2.f. A continuación, se pretende observar que los datagramas pueden fragmentarse en unidades más pequeñas si tienen que atravesar redes en las que la MTU es menor a la red inicial en la que se lanzaron los paquetes originales. Inicia el Monitor de Red y captura los paquetes IP relacionados con el siguiente comando:

C:\>ping –n 1 –l 1600 10.3.7.0 (antes de contestar debes confirmar que en MSDOS el resultado del ping es correcto: paquetes enviados:1 , paquetes recibidos:1)

Indica el número total de datagramas en la red e identifica si son de petición o de respuesta (dirección):

Datagrama nº	Protocolo	Dirección	Flags	Frag. Offset	Identificación
108	ICMP	petición	0x01	0	17053
109	IP	petición	0x00	1480	17053
120	IP	respuesta	0x00	1440	168
124	IP	respuesta	0x01	960	168
128	IP	respuesta	0x01	480	168
130	ICMP	respuesta	0x01	0	168

Cuestión 1: Sobre mensajes ICMP del "Ping"

Inicia el programa Monitor de Red en modo captura. A continuación ejecuta el comando:

C:\>ping -n 172.20.43.230 (...la opción -n especifica el número de peticiones "echo" que se lanzan al medio)

Detener la captura en el Monitor de Red (filtrar únicamente tramas del alumno) y visualizar los paquetes capturados. En base a los paquetes capturados determinar:

1.a ¿Cuántos y qué tipos de mensajes ICMP aparecen? (tipo y código)

Aparecen dos: solicitud y respuesta
Para la solicitud, tipo 8 y código 0.
Para la respuesta, tipo 0 y código 0.

 

1.b ¿Crees que las direcciones IP origen y MAC origen del mensaje ICMP "Reply" hacen referencia a la misma máquina o interfaz de red?

 Sí, hacen referencia a la misma máquina ya que la petición la enviamos al router que hace de puerta de enlace por defecto. Si esto no fuera así y hiciéramos el ping a una máquina fuera de nuestra red local, la dirección IP origen y MAC origen no coincidirían.

Práctica 2 - Introducción

El objetivo de la práctica 2 de la asignatura Redes es profundizar en el funcionamiento del protocolo de mensajes de control y error ICMP. También analizaremos en detalle los diferentes campos de la cabecera del datagrama IP, así como la creación de subredes a partir de un direccionamiento IP de red.

Adquiriremos conocimientos acerca de los diferentes mensajes ICMP y su utilidad a la hora de controlar una red de ordenadores. En la realización de la práctica abordaremos distintas situaciones de error en el funcionamiento de una red de datagramas basada en el protocolo IP y evaluaremos de forma práctica el rendimiento y los tiempos de respuesta de la red.