DIRECCIONAMIENTO IPv4

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1 DIRECCIONAMIENTO IPv4 Para el funcionamiento de una red, todos sus dispositivos requieren una dirección IP única: La dirección MAC. Las direcciones IP están construidas de dos partes: el identificador de red (ID network) y el identificador del dispositivo (ID host). Por Host entenderemos que es cualquier dispositivo que tiene asignado una dirección IP. El sistema de direccionamiento IP consiste de números binarios de 32 bits. Estos números binarios, para su comprensión, están separados en 4 octetos (bytes) y se pueden representar también en forma decimal separados por puntos cada byte. Ejemplo de una dirección IP : La misma dirección en binario sería la siguiente : Cada uno de los números representa 8 bits de la dirección, lo cual significa que cada valor puede ser un numero entre 0 ( ) y 255 ( ) (8 bits proveen 256 combinaciones posibles). Clases de direcciones IP Te preguntaras que tanto de una dirección IP representa la red (ID network)y que tanto representa el host (Id host). La respuesta depende del tipo de dirección que tengas. Existen tres tipos de direcciones: Clase A, Clase B y Clase C. La principal diferencia entre estos tres tipos principales de dirección deriva en el número de octetos usados para identificar la red. La clase A utiliza sólo el primer octeto para identificar la red, dejando los 3 octetos (24 bits) restantes para identificar el host. La clase A es utilizada para grandes corporaciones internacionales (e.g. carriers como AT&T, IBM, GM,..) ya que provee 16,777,214 (2 24-2) direcciones IP para los hosts, pero está limitada a sólo 127 redes de clase A. La clase B utiliza los primeros dos octetos para identificar la red, dejando los 16 bits restantes (2 octetos) para el host. La clase B es utilizada por grandes compañías que necesitan un gran número de nodos (e.g. universidades, GM, FORD,..). Los 2 octetos le dan cabida a 16,384 redes supliendo todas ellas un total de 65,534 (2 16-2) direcciones IP para los hosts. La clase C usa los primeros 3 octetos para el identificador de red, dejando los 8 bits restantes para el host. La clase C es utilizada por pequeñas redes, que suman un total de 2,097,152 redes con un máximo de 254 (2 8-2) hosts cada una. Porqué se le resta un 2 a la formula? 2 n -2 = número de host/redes, donde n es el número de bits El 2 significa que se esta reservando un lugar para la dirección de subred (Red) y el restante para la dirección de broadcast (Difusión). Siempre será la primer dirección IP para la subred y la última dirección IP para efectos de broadcast. La siguiente dirección IP seguida de la dirección de subred generalmente se asigna al enrutador o default gateway. TABLA 1 1 er. Octeto 2 do. Octeto 3 er. Octeto 4 to. Octeto Dirección IP Network Host Host Host Clase A Network Network Host Host Clase B Network Network Network Host Clase C Clase ID Desde Hasta Mascara Nº Host Nº Redes A / = = 2 7 = 128 B / = = 2 14 = C / = = 2 21 = ID: Indica el valor de los primeros bit, clase A primer bit es siempre 0, clase B los 2 primeros bit son 10, clase C los tres primeros bit son 110 RED 1 ; HOST 0

2 RANGOS IP Clase A Clase B Clase C Clase D (Multicast) Clase E (Experimentales) R H H H Dirección de Red : Todos los Host a 0 : Dirección de Difusión : Todos los Host a 1 : MASCARAS DE RED Decimal Binario Clase Nº Host / / / / / / / / /8 A / / / / / / / /16 B / / / / / / / /24 C / / / / / / / /32 1 Nº Host es el máximo, hay que descontar 2 para dejar libre la dirección de Red y la dirección de Difusión

3 Que paso con la red 127 de la Clase A? bueno, pues la red 127.x.x.x está reservada para pruebas de diagnóstico conocidas como loopback (ida y regreso), el cual permite a las computadoras enviarse a ellas mismas un paquete sin afectar el ancho de banda de la red. También existen una clase D y una clase E. La clase D es usada para multicast de grupos de datos de una determinada aplicación o servicio de un servidor. La clase E está reservada para usos experimentales. Máscaras de subred (subnet mask) Básicamente, mediante la máscara de red una computadora (principalmente la puerta de enlace, router...) podrá saber si debe enviar los datos dentro o fuera de las redes. Por ejemplo, si el router tiene la dirección IP y máscara de red , entiende que todo lo que se envía a una dirección IP que empiece por va para la red local y todo lo que va a otras direcciones IP, para afuera (internet, otra red local mayor...). Supongamos que tenemos un rango de direcciones IP desde hasta Si todas ellas formaran parte de la misma red, su máscara de red sería: También se puede escribir como /8 Como una máscara consiste en una seguidilla de unos consecutivos, y luego ceros (si los hay), los números permitidos para representar la secuencia son los siguientes: 0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254 y 255. La representación utilizada se define colocando en 1 todos los bits de red (máscara natural) y en el caso de subredes, se coloca en 1 los bits de red y los bits de host usados por las subredes. Así, en esta forma de representación ( /8) el 8 sería la cantidad de bits puestos a 1 que contiene la máscara en binario, comenzando desde la izquierda. Para el ejemplo dado (/8), sería y en su representación en decimal sería Una máscara de red representada en binario son 4 octetos de bits ( ). Longitud de Mascara variable VLSM SubRedes: VLSM=Dividir En vez de dividir la Red en subredes de valor fijo, se divide en subredes de valor variable para albergar diferentes cantidades de Host.: Por ejemplo se quiere : una subred para 90 ordenadores una Subred para 10 ordenadores una subred para 30 ordenadores Para 90 Ordenadores / /25 Para 30 Ordenadores / /27 Para 10 ordenadores / /28 Para Primero dividimos en subredes para albergar la cantidad mayor de ordenadores que se piden ( en este caso 90 ordenadores), con la segunda subred volvemos a hacer otra Subred para albergar 30 ordenadores y de estas volvemos a dividir para hacer otras subredes y albergar el resto (10 ordenadores) y así sucesivamente.

4 Representación gráfica de SubRedes por medio de VLSM: Longitud de Mascara variable CIDR SuperRedes: Es cuando la mascara de la IP es menor a la estándar, dicese que la mascara que le correspondería es /24, pero tiene mascara /23. Ejemplo gráfico de Sumarizacion de ruta: Lo que se hace es sumar Redes (juntar redes en una). CIDR=Sumarizar

5 Ejemplo: Dada la IP /24 Un proveedor dispone de 16 IP's tipo C, y viene una Empresa que le pide la mitad de sus IP's (8), que mascara debería ponerle, cual sera la dirección de Red que le dará y con que mascara. Lo que se hace es de entre las 16 IP buscar donde esta el punto en el que hay un bit que no cambia, en este caso desde la 0 hasta la 7 (la mitad) el 4º bit contando de derecha a izquierda no varia, se traza una linea a partir de el y con /21 ya hemos dividido sus IP en 2 mitades, los rangos irían de : hasta con /21 Si por ejemplo de la otra mitad que queda queremos volver a partirla en 2, buscaríamos el bit que o cambia, en este caso trazando la linea en /22, de tal manera que tendríamos 2 rangos de IP: a /22 y a /22 En el esquema se puede ver como se han trazado las divisiones y donde esta cada mascara correspondiente: SR0 SR1 SR2 SR3 SR4 SR5 SR6 SR7 SR8 SR / / / / / / / / / / / / / / / / / Aquí esta la mitad de las 16 IPs / / / /16 SR / /16 SR / /16 SR / /16 SR / /16 SR / /16 SR / /16 /21 /24 /22 Mascara Rango IP Rango IP Mascara / / Aquí la mitad de la otra midad /

6 Esquema Resumen Paso a SubRedes (VLSM) y SuperRedes (CIDR) a partir de la misma cantidad de Host R R H H /16 Tipo B R R SR H H /23 Tipo B /23 Tipo C R R R H H /24 Tipo C R R R H Hacer Subredes (VLSM) 2 7 Redes y Host Sumarizar (CIDR) 2 1 Redes y Host Rangos de direcciones IPv4 Reservadas Expresado en formato de decimal punteada, el rango de direcciones IPv4 es de a Direcciones multicast Como se mostró antes, otro bloque importante de direcciones reservado con objetivos específicos es el rango de direcciones multicast IPv4 de a (mascara clase D). Clase D Las direcciones IPv4 multicast de a son direcciones de enlace local reservadas. Estas direcciones se utilizarán con grupos multicast en una red local. Las direcciones agrupadas globalmente son de a Se les puede usar para transmitir datos en Internet mediante multicast. Direcciones experimentales Un importante bloque de direcciones reservado con objetivos específicos es el rango de direcciones IPv4 experimentales de a (mascara clase E). Clase E Direcciones host Después de explicar los rangos reservados para las direcciones experimentales y las direcciones multicast, queda el rango de direcciones de a que podría usarse con hosts Ipv4.

7 Direcciones privadas Los bloques de direcciones privadas son: de a ( /8) de a ( /12) de a ( /16) Los bloques de direcciones del espacio privado, como se muestra en la figura, se reservan para uso en redes privadas. No necesariamente el uso de estas direcciones debe ser exclusivo entre redes externas. Por lo general, los hosts que no requieren acceso a Internet pueden utilizar las direcciones privadas sin restricciones.

8 Traducción de direcciones de red (NAT) Traduce las direcciones privadas a direcciones públicas, los hosts en una red direccionada en forma privada pueden tener acceso a recursos a través de Internet. Estos servicios, llamados Traducción de dirección de red (NAT), pueden ser implementados en un dispositivo extremo de la red privada. La NAT permite a los hosts de la red "pedir prestada" una dirección pública para comunicarse con redes externas. Direcciones públicas La amplia mayoría de las direcciones en el rango de host unicast IPv4 son direcciones públicas. Estas direcciones están diseñadas para ser utilizadas en los hosts de acceso público desde Internet. Aún dentro de estos bloques de direcciones, existen muchas direcciones designadas para otros fines específicos. Direcciones IPv4 Especiales Direcciones de red y de broadcast Como se explicó anteriormente, no es posible asignar la primera ni la última dirección a hosts dentro de cada red. Éstas son, respectivamente, la dirección de red y la dirección de broadcast. Ruta predeterminada Como se mostró anteriormente, la ruta predeterminada IPv4 se representa como La ruta predeterminada se usa como ruta "comodín" cuando no se dispone de una ruta más específica. Loopback Una de estas direcciones reservadas es la dirección de loopback IPv La dirección de loopback es una dirección especial que los hosts utilizan para dirigir el tráfico hacia ellos mismos. A pesar de que sólo se usa la dirección única , se reservan las direcciones a Cualquier dirección dentro de este bloque producirá un loopback dentro del host local. Direcciones link-local Las direcciones IPv4 del bloque de direcciones desde hasta ( /16) se encuentran designadas como direcciones link-local. Direcciones TEST-NET Se establece el bloque de direcciones de a ( /24) para fines de enseñanza y aprendizaje. Estas direcciones pueden usarse en ejemplos de documentación y redes. A diferencia de las direcciones experimentales, los dispositivos de red aceptarán estas direcciones en su configuración.

9 Se diseñó un bloque de direcciones de clase A para admitir redes extremadamente grandes con más de 16 millones de direcciones host. Las direcciones IPv4 de clase A usaban un prefijo /8 fijo. El espacio de direcciones de clase B fue diseñado para satisfacer las necesidades de las redes de tamaño moderado a grande con más de hosts. El espacio de direcciones de clase C era la clase de direcciones antiguas más comúnmente disponible. Este espacio de direcciones tenía el propósito de proporcionar direcciones para redes pequeñas con un máximo de 254 hosts. Toda la parte de host a 0 y a 1 son direcciones no validas (reservadas para Red y Broadcast).

10 Direccionamiento Estático o Dinámico para dispositivos de usuario final Con una asignación estática, el administrador de red debe configurar manualmente la información de red para un host, como se muestra en la figura. Como mínimo, esto implica ingresar la dirección IP del host, la máscara de subred y el gateway por defecto. Al utilizar direccionamiento IP estático, es necesario mantener una lista precisa de las direcciones IP asignadas a cada dispositivo. Éstas son direcciones permanentes y normalmente no vuelven a utilizarse. Asignación dinámica de direcciones Debido a los desafíos asociados con la administración de direcciones estáticas, los dispositivos de usuarios finales a menudo poseen direcciones que se asignan en forma dinámica utilizando el protocolo de configuración dinámica de host (DHCP). El DHCP permite la asignación automática de información de direccionamiento, como una dirección IP, una máscara de subred, un gateway predeterminado y otra información de configuración.

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