Escrito originalmente por TseTse
¿Cómo funcionan las cosas? Muy fácil.
www.rfc-editor.org
TseTse
Je, pues ni tan fácil.
Para leer todos los rfc, lo veo realmente muuuuy difícil.
Aquí posteo sólamente una tercera parte de un rfc, sólo para que vean el tamaño de cada uno. Y después sólo imaginense, son aproximadamente 3,258.
RFC: 791
INTERNET PROTOCOL
(Protocolo Internet)
DARPA INTERNET PROGRAM
ESPECIFICACION del PROTOCOLO
Septiembre 1981
(Traducción al castellano: Mayo 1999)
(Por: Pedro J. Ponce de León <
[email protected]>)
preparado para
Defense Advanced Research Projects Agency
Information Processing Techniques Office
1400 Wilson Boulevard
Arlington, Virginia 22209
por
Information Sciences Institute
University of Southern California
4676 Admiralty Way
Marina del Rey, California 90291
J. Postel [Pág. 1]
RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
INDICE
PREFACIO .................................................. ..... iii
1. INTRODUCCION .................................................. ... 1
1.1 Motivación .................................................. .. 1
1.2 Ámbito .................................................. ...... 1
1.3 Interfaces .................................................. .. 1
1.4 Operación .................................................. ... 2
2. PANORAMA GENERAL ................................................. 5
2.1 Relación con Otros Protocolos ................................. 9
2.2 Modelo de Operación ........................................... 5
2.3 Descripción de Funciones ...................................... 7
2.4 Pasarelas ("Gateways")......................................... 9
3. ESPECIFICACION .................................................. 11
3.1 Formato de Cabecera Internet ................................. 11
3.2 Discusión .................................................. .. 23
3.3 Interfaces .................................................. . 31
APENDICE A: Ejemplos y Escenarios .................................. 34
APENDICE B: Orden de Transmisión de Datos .......................... 39
GLOSARIO .................................................. .......... 41
REFERENCIAS .................................................. ....... 45
J. Postel [Pág. 2]
RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
PREFACIO
Este documento especifica el Protocolo Internet Estándar del DoD
(N.T.: Department of Defense, USA). Este documento está basado en seis
ediciones anteriores de la Especificación del Protocolo Internet de
ARPA, y el presente texto se basa en gran medida en ellas. Han habido
muchos colaboradores en este trabajo en términos de conceptos y texto.
Esta edición revisa aspectos de direccionamiento, tratamiento de
errores, códigos de opción, y de las características de seguridad,
prioridad, compartimientos y manejo de restricciones del protocolo
Internet.
Jon Postel
Editor
J. Postel [Pág. 3]
RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
RFC: 791
Sustituye a: RFC 760
IENs 128, 123, 111,
80, 54, 44, 41, 28, 26
PROTOCOLO INTERNET
DARPA INTERNET PROGRAM
ESPECIFICACION DE PROTOCOLO
1. INTRODUCCION
1.1. Motivación
El Protocolo Internet está diseñado para su uso en sistemas
interconectados de redes de comunicación de ordenadores por
intercambio de paquetes. A un sistema de este tipo se le conoce como
"catenet" [1]. El protocolo internet proporciona los medios necesarios
para la transmisión de bloques de datos llamados datagramas desde el
origen al destino, donde origen y destino son hosts identificados por
direcciones de longitud fija. El protocolo internet tambien se
encarga, si es necesario, de la fragmentación y el reensamblaje de
grandes datagramas para su transmisión a través de redes de trama
pequeña.
1.2. Ambito
El Protocolo Internet está específicamente limitado a proporcionar las
funciones necesarias para enviar un paquete de bits (un datagrama
internet) desde un origen a un destino a través de un sistema de redes
interconectadas. No existen mecanismos para aumentar la fiabilidad de
datos entre los extremos, control de flujo, secuenciamiento u otros
servicios que se encuentran normalmente en otros protocolos host-a-
host. El protocolo internet puede aprovecharse de los servicios de sus
redes de soporte para proporcionar varios tipos y calidades de
servicio.
1.3. Interfaces
Este protocolo es utilizado por protocolos host-a-host en un entorno
internet. Este protocolo utiliza a su vez protocolos de red locales
para llevar el datagrama internet a la próxima pasarela ("gateway") o
host de destino.
Por ejemplo, un módulo TCP llamaría al módulo internet para tomar un
segmento TCP (incluyendo la cabecera TCP y los datos de usuario) como
J. Postel [Pág. 4]
RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
la parte de datos de un datagrama internet. El módulo TCP
suministraría las direcciones y otros parámetros de la cabecera
internet al módulo internet como argumentos de la llamada. El módulo
internet crearía entonces un datagrama internet y utilizaría la
interfaz de la red local para transmitir el datagrama internet.
En el caso de ARPANET, por ejemplo, el módulo internet llamaría a un
módulo de red local el cual añadiría el encabezado 1822 [2] al
datagrama internet creando así un mensaje ARPANET a transmitir al IMP.
La dirección ARPANET sería deducida de la dirección internet por la
interfaz de la red local y sería la dirección de algún host en
ARPANET, el cual podría ser una pasarela a otras redes.
1.4. Operación
El protocolo internet implementa dos funciones básicas:
direccionamiento y fragmentación.
Los módulos internet usan las direcciones que se encuentran en la
cabecera internet para transmitir los datagramas internet hacia sus
destinos. La selección de un camino para la transmisión se llama
encaminamiento.
Los módulos internet usan campos en la cabecera internet para
fragmentar y reensamblar los datagramas internet cuando sea necesario
para su transmisión a través de redes de "trama pequeña".
El modelo de operación es que un módulo internet reside en cada host
involucrado en la comunicación internet y en cada pasarela que
interconecta redes. Estos módulos comparten reglas comunes para
interpretar los campos de dirección y para fragmentar y ensamblar
datagramas internet. Además, estos módulos (especialmente en las
pasarelas) tienen procedimientos para tomar decisiones de
encaminamiento y otras funciones.
El protocolo internet trata cada datagrama internet como una entidad
independiente no relacionada con ningún otro datagrama internet. No
existen conexiones o circuitos lógicos (virtuales o de cualquier otro
tipo).
El protocolo internet utiliza cuatro mecanismos clave para prestar su
servicio: Tipo de Servicio, Tiempo de Vida, Opciones, y Suma de
Control de Cabecera.
El Tipo de Servicio se utiliza para indicar la calidad del servicio
deseado. El tipo de servicio es un conjunto abstracto o generalizado
de parámetros que caracterizan las elecciones de servicio presentes en
las redes que forman Internet. Esta indicación de tipo de servicio
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RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
será usada por las pasarelas para seleccionar los parámetros de
transmisión efectivos para una red en particular, la red que se
utilizará para el siguiente salto, o la siguiente pasarela al
encaminar un datagrama internet.
El Tiempo de Vida es una indicación de un límite superior en el
periodo de vida de un datagrama internet. Es fijado por el remitente
del datagrama y reducido en los puntos a lo largo de la ruta donde es
procesado. Si el tiempo de vida se reduce a cero antes de que el
datagrama llegue a su destino, el datagrama internet es destruído.
Puede pensarse en el tiempo de vida como en un plazo de
autodestrucción.
Las Opciones proporcionan funciones de control necesarias o útiles en
algunas situaciones pero innecesarias para las comunicaciones más
comunes. Las opciones incluyen recursos para marcas de tiempo,
seguridad y encaminamiento especial.
La Suma de Control de Cabecera proporciona una verificación de que la
información utilizada al procesar el datagrama internet ha sido
transmitida correctamente. Los datos pueden contener errores. Si la
suma de control de cabecera falla, el datagrama internet es descartado
inmediatamente por la entidad que detecta el error.
El protocolo internet no proporciona ningún mecanismo de comunicación
fiable. No existen acuses de recibo ni entre extremos ni entre saltos.
No hay control de errores para los datos, sólo una suma de control de
cabecera. No hay retransmisiones. No existe control de flujo.
Los errores detectados pueden ser notificados por medio del Internet
Control Message Protocol (ICMP) (Protocolo de Mensajes de Control de
Internet) [3] el cual está implementado en el módulo del protocolo
internet.
J. Postel [Pág. 6]
RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
2. PANORAMA GENERAL
2.1. Relación con Otros Protocolos
El siguiente diagrama ilustra el lugar del protocolo internet en la
jerarquía de protocolos:
+------+ +-----+ +-----+ +-----+
|Telnet| | FTP | | TFTP| ... | ... |
+------+ +-----+ +-----+ +-----+
| | | |
+-----+ +-----+ +-----+
| TCP | | UDP | ... | ... |
+-----+ +-----+ +-----+
| | |
+--------------------------+----+
| Protocolo Internet & ICMP |
+--------------------------+----+
|
+---------------------------+
| Protocolo de la Red Local |
+---------------------------+
Relación entre Protocolos
Figura 1.
El protocolo Internet interactúa por un lado con los protocolos host-
a-host de alto nivel y por otro con el protocolo de la red local. En
este contexto una "red local" puede ser una pequeña red en un edificio
o una gran red como ARPANET.
2.2. Modelo de Operación
El modelo de operación para transmitir un datagrama de una aplicación
a otra se ilustra en el siguiente escenario:
Suponemos que esta transmisión involucra a una pasarela intermedia.
La aplicación remitente prepara sus datos y llama a su módulo
internet local para enviar esos datos como un datagrama y pasa la
dirección de destino y otros parámetros como argumentos de la
llamada.
El módulo internet prepara una cabecera de datagrama y adjunta los
datos a él. El módulo internet determina una dirección de la red de
área local para esta dirección internet, que en este caso es la
dirección de una pasarela.
J. Postel [Pág. 7]
RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
Envía este datagrama y la dirección de red local a la interfaz de
red local.
La interfaz de red local crea una cabecera de red local, le adjunta
el datagrama y entonces envía el resultado a través de la red local.
El datagrama llega a un host pasarela encapsulado en la cabecera de
red local, la interfaz de red local desprende esta cabecera y dirige
el datagrama hacia el módulo internet. El módulo internet determina
a partir de la dirección internet que el datagrama debe ser
reenviado a otro host en una segunda red. El módulo internet
determina una dirección de red local para el host de destino. Llama
a la interfaz de red local de esa red para enviar el datagrama.
Esta interfaz de red local crea una cabecera de red local y le
adjunta el datagrama enviando el resultado al host de destino.
En este host de destino la interfaz de red local le quita al
datagrama la cabecera de red local y se lo pasa al módulo internet.
El módulo internet determina que el datagrama va dirigido a una
aplicación en este host. Pasa los datos a la aplicación en respuesta
a una llamada al sistema, pasando la dirección de origen y otros
parámetros como resultado de la llamada.
Aplicación Aplicación
\ /
Módulo Internet Módulo Internet Módulo Internet
\ / \ /
IRL-1 IRL-1 IRL-2 IRL-2
\ / \ /
Red Local 1 Red Local 2
Trayectoria de la transmisión
Figura 2
2.3. Descripción de Funciones
La función o propósito del Protocolo Internet es mover datagramas a
través de un conjunto de redes interconectadas. Esto se consigue
pasando los datagramas desde un módulo internet a otro hasta que se
alcanza el destino. Los módulos internet residen en hosts y pasarelas
en el sistema internet. Los datagramas son encaminados desde un módulo
internet a otro a través de redes individuales basándose en la
J. Postel [Pág. 8]
RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
interpretación de una dirección internet. Por eso, un importante
mecanismo del protocolo internet es la dirección internet.
En el enrutamiento de mensajes desde un módulo internet a otro, los
datagramas pueden necesitar atravesar una red cuyo tamaño máximo de
paquete es menor que el tamaño del datagrama. Para salvar esta
dificultad se proporciona un mecanismo de fragmentación en el
protocolo internet.
Direccionamiento
Se establece una distinción entre nombres, direcciones y rutas [4].
Un nombre indica qué buscamos. Una dirección indica dónde está. Una
ruta indica cómo llegar allí. El protocolo internet maneja
principalmente direcciones. Es tarea de los protocolos de mayor
nivel (es decir, protocolos host-a-host o entre aplicaciones) hacer
corresponder nombres con direcciones. El módulo internet hace
corresponder direcciones de internet con direcciones de red local.
Es tarea de los procedimientos de menor nivel (es decir, redes
locales o pasarelas) realizar la correspondencia entre direcciones
de red local y rutas.
Las direcciones son de una longitud fija de 4 octetos (32 bits). Una
dirección comienza por un número de red, seguido de la dirección
local (llamada el campo "resto"). Hay 3 formatos o clases de
direcciones internet: En la Clase A, el bit más significativo es 0,
los 7 bits siguientes son la red, y los 24 bits restantes son la
dirección local; en la Clase B, los dos bits más significativos son
uno-cero ("10"), los 14 bits siguientes son la red y los últimos 16
bits son la dirección local; en la Clase C, los tres bits más
significativos son uno-uno-cero ("110"), los 21 bits siguientes son
la red y los 8 restantes son la dirección local.
Se debe tener cuidado al relacionar direcciones internet con
direcciones de red local; un host individual físicamente hablando
debe ser capaz de actuar como si fuera varios hosts distintos, hasta
el punto de usar varias direcciones internet distintas. Algunos
hosts tendrán también varios interfaces físicos (multi-homing).
Esto quiere decir que se debe establecer algún mecanismo que permita
a un host tener varios interfaces físicos de red, cada uno de ellos
con varias direcciones lógicas internet.
Se pueden encontrar ejemplos de correspondencias de direcciones en
"Correspondencias de Direcciones" [5].
Fragmentación
J. Postel [Pág. 9]
RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
La fragmentación de un datagrama internet es necesaria cuando éste
se origina en una red local que permite un tamaño de paquete grande
y debe atravesar una red local que limita los paquetes a un tamaño
inferior para llegar a su destino.
Un datagrama internet puede ser marcado como "no fragmentar". Todo
datagrama internet así marcado no será fragmentado entre distintas
redes bajo ninguna circunstancia. Si un datagrama internet marcado
como "no fragmentar" no puede ser entregado en su destino sin
fragmentarlo, entonces debe ser descartado.
La fragmentación, transmisión y reensamblaje a través de una red
local invisible para el módulo del protocolo internet se llama
fragmentación intranet y puede ser utilizada [6].
El procedimiento de fragmentación y reensamblaje en internet tiene
que ser capaz de dividir un datagrama en un número casi arbitrario
de piezas que puedan ser luegos reensambladas. El receptor de los
fragmentos utiliza el campo de identificación para asegurarse de que
no se mezclan fragmentos de distintos datagramas. El campo posición
("offset") le indica al receptor la posición de un fragmento en el
datagrama original. La posición y longitud del fragmento determinan
la porción de datagrama original comprendida en este fragmento. El
indicador "más-fragmentos" indica (puesto a cero) el último
fragmento. Estos campos proporcionan información suficiente para
reensamblar datagramas.
El campo identificador se usa para distinguir los fragmentos de un
datagrama de los de otro. El módulo de protocolo de origen de un
datagrama internet establece el campo identificador a un valor que
debe ser único para ese protocolo y par origen-destino durante el
tiempo que el datagrama estará activo en el sistema internet. El
módulo de protocolo de origen de un datagrama completo pone el
indicador "más-fragmentos" a cero y la posición del fragmento a
cero.
Para fragmentar un datagrama internet grande, un módulo de protocolo
internet (p. ej., en una pasarela) crea dos nuevos datagramas
internet y copia el contenido de los campos de cabecera internet del
datagrama grande en las dos cabeceras nuevas. Los datos del
datagrama grande son divididos en dos trozos tomando una resolución
mínima de 8 octetos (64 bits) (el segundo trozo puede no ser un
múltiplo entero de 8 octetos, pero el primero sí debe serlo).
Llamemos al número de bloques de 8 octetos en el primer trozo NFB
(Number of Fragment Blocks: Número de Bloques del Fragmento). El
primer trozo de datos es colocado en el primer nuevo datagrama
internet y el campo longitud total se establece a la longitud del
primer datagrama. El indicador "más fragmentos" es puesto a uno. El
J. Postel [Pág. 10]
RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
segundo trozo de datos es colocado en el segundo nuevo datagrama
internet y el campo longitud total se establece a la longitud del
segundo datagrama. El indicador "más fragmentos" lleva el mismo
valor que en el datagrama grande. El campo posición del segundo
nuevo datagrama se establece al valor de ese campo en el datagrama
grande más NFB.
Este procedimiento puede generalizarse para una n-partición, mejor
que para la división en dos partes descrita.
Para ensamblar los fragmentos de un datagrama internet, un módulo de
protocolo internet (por ejemplo en un host de destino) combina todos
los datagramas internet que tengan el mismo valor en los cuatro
campos: identificación, origen, destino y protocolo. La combinación
se realiza colocando el trozo de datos de cada fragmento en su
posición relativa indicada por la posición del fragmento en la
cabecera internet de ese fragmento. El primer fragmento tendrá
posición cero, y el último fragmento tendrá el indicador "más
fragmentos" puesto a cero.
2.4. Pasarelas
Las pasarelas implementan el protocolo internet para reexpedir
datagramas entre redes. Las pasarelas también implementan el Protocolo
Pasarela a Pasarela (Gateway to Gateway Protocol, GGP) [7] para
coordinar el encaminamiento y otra información de control internet.
En una pasarela los protocolos de nivel superior no necesitan ser
implementados y las funciones GGP son añadidas al módulo IP.
+--------------------------------+
| Protocolo Internet & ICMP & GGP|
+--------------------------------+
| |
+---------------+ +---------------+
| Red Local | | Red Local |
+---------------+ +---------------+
Protocolos de Pasarela
Figura 3.
J. Postel [Pág. 11]
RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
3. ESPECIFICACION
3.1. Formato de la Cabecera Internet
A continuación vemos un resumen del contenido de la cabecera internet.
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Versión| IHL | Tipo Servicio | Longitud Total |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Identificación |Flags| Posición |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Tiempo de Vida | Protocolo | Suma de Control de Cabecera |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Dirección de Origen |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Dirección de Destino |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Opciones | Relleno |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
Ejemplo de Cabecera de un Datagrama Internet
Figura 4.
Nótese que cada marca (-) corresponde a una posición de un bit.
Versión: 4 bits
El campo Versión describe el formato de la cabecera internet. Este
documento describe la versión 4.
IHL: 4 bits
Longitud de la Cabecera Internet (Internet Header Length), es la
longitud de la cabecera en palabras de 32 bits, y por tanto apunta
al comienzo de los datos. Nótese que el valor mínimo para una
cabecera correcta es 5.
Tipo de Servicio: 8 bits
El Tipo de Servicio proporciona una indicación de los parámetros
abstractos de la calidad de servicio deseada. Estos parámetros se
usarán para guiar la selección de los parámetros de servicio reales
al transmitir un datagrama a través de una red en particular.
Algunas redes ofrecen prioridad de servicio, la cual trata de algún
modo el tráfico de alta prioridad como más importante que el resto
J. Postel [Pág. 12]
RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
del tráfico (generalmente aceptando sólo tráfico por encima de
cierta prioridad en momentos de sobrecarga). La elección más común
es un compromiso a tres niveles entre baja demora, alta fiabilidad,
y alto rendimiento.
Bits 0-2: Prioridad.
Bit 3: 0 = Demora Normal, 1 = Baja Demora.
Bit 4: 0 = Rendimiento Normal , 1 = Alto rendimiento.
Bit 5: 0 = Fiabilidad Normal , 1 = Alta fiabilidad.]
Bits 6-7: Reservado para uso futuro.
0 1 2 3 4 5 6 7
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
| | | | | | |
| PRECEDENCIA | D | T | R | 0 | 0 |
| | | | | | |
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
Precedencia
111 - Control de Red
110 - Control Entre Redes
101 - CRITICO/ECP
100 - Muy urgente (Flash Override)
011 - Urgente (Flash)
010 - Inmediato
001 - Prioridad
000 - Rutina
El uso de las indicaciones de Retraso, Rendimiento y fiabilidad
puede incrementar el coste (en cierto sentido) del servicio. En
muchas redes un mejor rendimiento para uno de estos parámetros
conlleva un peor rendimiento en algún otro. Excepto para casos
excepcionales no se deben establecer más de dos de estos tres
indicadores.
El tipo de servicio se usa para especificar el tratamiento del
datagrama durante su transmisión a través del sistema internet. Se
dan ejemplos de relación entre el tipo de servicio internet y el
servicio real proporcionado por redes como AUTODIN II, ARPANET,
SATNET y PRNET en "Correspondencias de Servicios" [8]
La denominación de precedencia 'Control de Red' está pensada para
ser usada dentro de una sola red. El uso y control efectivos de este
modo es responsabilidad de cada red. El modo 'Control Entre Redes'
está pensado para su uso exclusivo por parte de generadores de
control de pasarela. Si el uso efectivo de estos modos de
precedencia concierne a una red en particular, es responsabilidad de
J. Postel [Pág. 13]
RFC 791 Protocolo Internet Septiembre 1981
esa red controlar el acceso a, y el uso de, esos modos de
precedencia.