Tema 9

1. Protocolos ARP,
RARP y Técnicas de
Multidifusión

2. ARP
(Protocolo de Resolución de
Direcciones)
• Es un protocolo de la capa de red responsable de
encontrar la dirección de hardware(MAC) que
corresponde a una determinada dirección IP.
• Está definido en el RFC-826.
• Existen dos tipos de paquetes ARP (Request y
Reply)
• ARP asume únicamente que cada host sabe la
correspondencia existente entre su propia
dirección hardware y la dirección de protocolo

3. Funcionamiento
Cuando una máquina (que conoce la dirección IP de otra máquina)
desea conocer la dirección física de la otra máquina, difunde una
trama, que contiene un paquete ARP Request, a todas las máquina
conectadas a esa red (broadcast). Con este paquete se solicita a la
máquina con dirección IP que responda indicando su dirección física.
Todas las máquinas reciben el paquete ARP Request, pero sólamente la
máquina que reconoce su dirección IP responde a dicha petición en
forma de paquete ARP Reply (encapsulado en otra trama) que contiene
su dirección física. Cuando la primera máquina recibe el paquete ARP
Reply, usa la dirección física de otra para enviar datagramas IP
(encapsulados en tramas), directamente a ella. Para reducir el envío
continuo de paquetes ARP por la red, cada máquina mantiene una
tabla ARP cache, donde se encuentran parejas de direcciones IP y
fisicas que ya conoce mediante dicho sistema.
Cuando una máquina se conecta a una red, envía un paquete ARP
request con su dirección IP en el campo dirección IP destino (. Con
dicho paquete indica al resto de máquinas de la red sus direcciones IP
y físicas para que puedan añadirse a la tabla que ya tienen creada.
Además, si alguna máquina comprueba que ambas tienen asignada la
misma dirección IP, responderá a dicho paquete con la detección de
duplicidad de direcciones IP dentro de la red.

4. ARP se utiliza en 4 casos referentes a la
comunicación entre 2 hosts:
• Cuando 2 hosts están en la misma red y uno
quiere enviar un paquete a otro.
• Cuando 2 host están sobre redes diferentes y
deben usar un gateway/router para alcanzar
otro host.
• Cuando un router necesita enviar un paquete
a un host a través de otro router.
• Cuando un router necesita enviar un paquete
a un host de la misma red.

5. RARP
(Protocolo de resolución de
direcciones inverso)
• Es un protocolo utilizado para resolver
la dirección IP de una dirección hardware
dada (como una dirección Ethernet).
• RARP está descrito en el RFC 903.

6. En realidad, el protocolo RARP se usa esencialmente para las estaciones
de trabajo sin discos duros que desean conocer su dirección física.
El protocolo RARP le permite a la estación de trabajo averiguar su
dirección IP desde una tabla de búsqueda entre las direcciones MAC
(direcciones físicas) y las direcciones IP alojadas por una pasarela ubicada
en la misma red de área local (LAN).
Para poder hacerlo, se debe definir los parámetros de la pasarela (router)
con la tabla de búsqueda para las direcciones MAC/IP. A diferencia del
ARP, este protocolo es estático. Por lo que la tabla de búsqueda debe estar
siempre actualizada para permitir la conexión de nuevas tarjetas de
interfaz de red.
El protocolo RARP tiene varias limitaciones. Se necesita mucho tiempo de
administración para mantener las tablas importantes en los servidores.
Esto se ve reflejado aun más en las grandes redes. Lo que plantea
problemas de recursos humanos, necesarios para el mantenimiento de las
tablas de búsqueda y de capacidad por parte del hardware que aloja la
parte del servidor del protocolo RARP. Efectivamente, el protocolo RARP
permite que varios servidores respondan a solicitudes, pero no prevé
mecanismos que garanticen que todos los servidores puedan responder, ni
que respondan en forma idéntica. Por lo que, en este tipo de arquitectura,
no podemos confiar en que un servidor RARP sepa si una dirección MAC
se puede conectar con una dirección IP, porque otros servidores ARP
pueden tener una respuesta diferente. Otra limitación del protocolo RARP
es que un servidor sólo puede servir a una LAN.

7. • Además, cada dirección MAC tenía que ser configurada
manualmente en un servidor central y se limitaba sólo a
la dirección IP, dejando otros datos como la máscara de
subred, puerta de enlace y demás información que tenían
que ser configurados a mano. Otra desventaja de este
protocolo es que utiliza como dirección destino,
evidentemente, una dirección MAC de difusión para llegar
al servidor RARP. Sin embargo, una petición de ese tipo no
es reenviada por el router del segmento de subred local
fuera de la misma, por lo que este protocolo, para su
correcto funcionamiento, requiere de un servidor RARP en
cada subred.
• Posteriormente el uso de BOOTP lo dejó obsoleto, ya que
éste funciona con paquetes UDP, los cuales se reenvían a
través de los routers (eliminando la necesidad de disponer
de un servidor RARP en cada subred) y, además, BOOTP ya
tiene un conjunto de funciones mayor, que permite
obtener más información y no sólo la dirección IP.

8. Multidifusión IP
• Multidifusión (en inlgles multicast)es el envío de
la información en una red de computadoras a
múltiples destinos simultáneamente, usando la
estrategia más eficiente para el envío de los
mensajes sobre cada enlace de la red sólo una
vez y creando copias cuando los enlaces en los
destinos se dividen. Además de multicast, existen
también envíos de un punto a otro en una red
que es denominado unidifusión (unicast), y el
envío a todos los nodos en una red que es
denominado difusión amplia (broadcast).

9. • Antes del envío de la información, deben
establecerse una serie de parámetros. Para
poder recibirla, es necesario establecer lo que
se denomina "grupo multicast". Ese grupo
multicast tiene asociado una dirección de
internet. La versión actual del protocolo de
internet, conocida como IPv4, reserva las
direcciones de tipo D (224.0.0.0-
239.255.255.255) para la multidifusión.

10. Descripción de la Multidifusión
La multidifusión resulta útil para la entrega de la información de una interconexión de redes
de un punto a varios puntos. Puede utilizar tres métodos de entrega de un punto a varios
puntos:
• Enviar la información a cada extremo de manera individual mediante direcciones de
unidifusión. Las desventajas de este método son la duplicación del tráfico de la red y la
carga de trabajo que supone el mantenimiento de una lista de extremos de unidifusión.
• Enviar la información en un único paquete mediante una dirección de difusión. Las
ventajas de este método son el uso de un único paquete y que no existe la sobrecarga
asociada al mantenimiento de listas de destinatarios. Las desventajas son el uso de
paquetes de difusión (que pasan por todos los nodos de la red) y el hecho de que los
enrutadores no reenvían las difusiones. Un paquete de difusión llega a todos los
usuarios de la red, pero no a todos los de la interconexión de redes.
• Enviar la información en un único paquete mediante una dirección de multidifusión. Las
ventajas de este método son el uso de un único paquete y que no existe la sobrecarga
asociada al mantenimiento de listas de destinatarios. Al contrario que en el caso de los
paquetes de difusión, el tráfico de multidifusión no pasa por aquellos nodos que no
están a la escucha de dicho tráfico. Los enrutadores pueden admitir la multidifusión y
reenviar los paquetes de multidifusión a todas las redes en las que al menos haya un
nodo en escucha.

11. Tecnologías de Multidifusión
en Internet
• La multidifusión utiliza la infraestructura de red de manera eficiente para
que la fuente envíe un paquete sólo una vez, incluso si tiene que ser
entregado a un número grande de receptores. Los nodos en la red tienen
cuidado de reproducir el paquete para alcanzar a múltiples receptores
sólo donde es necesario.
• La dirección de grupo de multidifusión de IP, el árbol de distribución de
multidifusión y el receptor que conduce la creación del árbol son
conceptos clave en la multidifusión IP .
• Una dirección IP Multicast de grupo es usada por emisores y receptores
para enviar y recibir el contenido. Las fuentes usan la dirección de grupo
como la dirección de destino IP en sus paquetes de datos. Los receptores
usan esta dirección de grupo para informar a la red que ellos están
interesados en el recibimiento de paquetes enviados a dicho grupo. Por
ejemplo, si algún contenido es asociado con el grupo 239.1.1.1, la fuente
enviará paquetes de datos destinados a 239.1.1.1. Los receptores de aquel
contenido informarán a la red que ellos están interesados en el
recibimiento de paquetes de datos enviados al grupo 239.1.1.1. El
receptor "se une" a 239.1.1.1. El protocolo usado por los receptores
unidos en un grupo es denominado Protocolo de Dirección de Grupo De
Internet o IGMP(Internet Group Management Protocol).

12. • Una vez que los receptores se unen a un grupo de IP Multicast
particular, un árbol de distribución multicast se construye
para dicho grupo. El protocolo más utilizado para ello es el
Protocolo Multicast Independiente o PIM. Establece árboles
de distribución multicast de tal manera que los remitentes de
los paquetes de datos a un grupo de multidifusión deben
llegar a todos los receptores que se han "unido" al grupo. Por
ejemplo, todos los paquetes de datos enviados al grupo
239.1.1.1 son recibidos por los receptores que se unieron a
239.1.1.1.
• Existe una gran variedad de PIM: Sparse Mode (SM), Dense
Mode (DM), Source Specific Mode (SSM) and Bidirectional
Mode (Bidir). De estos PIM-SM es el más ampliamente
implementado a partir de 2006, SSM y Bidir son más sencillos
y escaladamente desarrollados y, más recientemente,
ganando en popularidad.