DIRECCIONAMIENTO DE RED. Direcciones IPv4

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1 DIRECCIONAMIENTO DE RED Direcciones IPv4

2 Introducción La dirección de capa de red que permiten la comunicación de datos entre los hosts en la misma red o en diversas redes. El protocolo de internet versión 4 (IPv4) proporciona la dirección jerárquica para los paquetes que llevan nuestros datos. Diseñar, implementar y manejar un plan de direccionamiento IPv4 efectivo para asegurar que nuestras redes pueden funcionar con eficacia y eficiencia.

3 Anatomía de las direcciones IPv4 Es la dirección exclusiva de cada máquina, formada por números separados por puntos. Por ejemplo, Con IPv4, esto significa que cada paquete tiene una dirección de 32-bit del origen (la fuente) y una dirección destino de 32-bit en la capa 3. Para nosotros, una cadena de 32 bits es difícil de interpretar y aún más difícil de recordar. Por lo tanto, representamos las direcciones IPv4 usando formato notación decimal.

4 Anatomía de las direcciones IPv4 Notación decimal Los binarios que representan las direcciones IPv4 son expresados como decimales punteados, separados por puntos cada octeto (8 bit) Se expresa en decimal punteado como: Para cada dirección IPv4, una parte de los bits representa la dirección de red. En la Capa 3, definimos una red como grupo de hosts que tienen configuraciones de bits idénticas en la parte de dirección de red.

5 Dirección IPv4 DIRECCIÓN DE RED DIRECCIÓN DE HOST

6 Conversión de binario a decimal Sistema de valor posicional

7 Conversión de binario a decimal

8 Tipos de direcciones en una red IPv4 Dentro del rango de direcciones por cada red IPv4, tenemos tres tipos de direcciones: Network address -> Es la dirección a la cual se refiere a la red. Broadcast address -> Es una dirección especial utilizada para enviar datos a todos los hosts en la red. Host address -> Es la dirección asignada a los dispositivos en la red.

9 Network address Tipos de direcciones en una red IPv4 La dirección de red es una manera estándar de referirnos a una red. Por ejemplo, podríamos referir a la red mostrada en la figura como "la red " Todos los hosts en la red tendrán los mismos bits de red. Dentro del rango de dirección IPv4 de una red, la dirección más baja es reservada para la dirección de red. Por ejemplo, si su dirección IP es y la máscara es , su dirección de red es Con una máscara , la dirección sería

10 Tipos de direcciones en una red IPv4 Broadcast address Es una dirección especial para cada red que permite la comunicación a todos los host. Broadcast: es un modo de transmisión de información donde un host envía información a todos los host de manera simultánea. Ésta es la dirección en la cual los bits en la parte del host son todos los 1s. Para la red con 24 bits de la red, la dirección del broadcast sería

11 Tipos de direcciones en una red IPv4 Host address Cada dispositivo de la red requiere una dirección única para entregar un paquete. En las direcciones IPv4, asignamos los valores entre la dirección de red y la dirección del broadcast a los dispositivos en esa red.

12 Tipos de direcciones en una red IPv4 Cómo sabemos cuántos bits representan la red y cuántos bits representan el host? En /24, el /24 es la longitud del prefijo - nos dice que los primeros 24 bits serán de la dirección de red. Esto deja 8 bits restantes, el último octeto, como la parte del host. La subnet mask (máscara de red) consiste en una dirección de 32 bits, la cual utiliza 1s y 0s para indicar qué bits son de la red y qué bits son del host.

13 Tipos de direcciones en una red IPv4

14 Calculando la dirección de red, host y broadcast

15 Tipos de comunicación: Unicast, Broadcast y Multicast En una red IPv4, los hosts se pueden comunicar de tres formas: Unicast Es el proceso de enviar paquetes desde un host a un único host receptor. Broadcast - es el proceso de enviar paquetes desde un host a todos los hosts de la red. Multicast es el proceso de enviar paquetes desde un host a un selecto grupo de hosts. Estos tres tipos de comunicación son utilizados para diferentes propósitos en las redes de datos.

16 Tipos de comunicación: Unicast, Broadcast y Multicast Unicast La comunicación Unicast se utiliza para la comunicación normal de host a host en una red client/server y en una red peer to peer. Los paquetes de Unicast utilizan la dirección host del dispositivo destino como la dirección de destinación, y se pueden encaminar en una red interna. El broadcast y el multicast, sin embargo, utilizan direcciones especiales como dirección de destino. Usando estas direcciones especiales, los brodacast se restringen generalmente a la red local. El alcance del tráfico del multicast también se puede limitar a la red local o encaminar con una red interna.

17 Tipos de comunicación: Unicast, Broadcast y Multicast Broadcast El tráfico del broadcast (difusión) se utiliza para enviar los paquetes a todos los hosts en la red. La transmisión del broadcast se utiliza para la localización de servicios/dispositivos especiales para los cuales la dirección no se conoce o cuando un host necesita proporcionar la información a todos los host en la red.

18 Tipos de comunicación: Unicast, Broadcast y Multicast Broadcast dirigido Se envía un broadcast dirigido a todos los hosts en una red específica. Para que un host fuera de la red se comunique con los hosts dentro de la red /24, la dirección de destino del paquete sería Broadcast limitado La difusión limitada se utiliza para la comunicación de los hosts en la red local. Consiste en enviar un paquete de datos IPv4 con la dirección Este paquete solamente alcanzará a los hots que se encuentran dentro de la misma red física subyacente. En general, la red subyacente será una red de área local(lan) o un segmento de ésta. Como ejemplo, un host con la dirección de red /24, difundirá a todos los hosts de su red usando un paquete con una dirección destino

19 Tipos de comunicación: Unicast, Broadcast y Multicast Multicast Transmission La transmisión de Multicast está diseñada para conservar el ancho de banda en una red IPv4. El tráfico se reduce porque permite que un host envíe un paquete a un selecto grupo de hosts. Con la Multidifusión, el host pueden enviar un paquete que puede ser alcanzado por millones de hosts destinos. Algunos ejemplos de la transmisión de multicast son: Difusión de vídeo y audio, Distribución de software.

20 Tipos de comunicación: Unicast, Broadcast y Multicast Multicast Clients Los hosts que desean recibir datos particulares del multicast se llaman los clientes del multicast. Estos clientes para utilizar este servicio deben contar con un programa cliente para suscribirse al grupo del multicast. Cada grupo es representado por una sola dirección destino del multicast IPv4. IPv4 ha puesto un bloque especial de direcciones a partir del a para la dirección de grupos multicast.

21 Rangos reservados para direcciones IPv4 Experimental Addresses Un importante bloque de direcciones es reservado para objetivos específicos. el rango entre a Actualmente no pueden ser usadas en redes IPv4. Se utilizan para la investigación o experimentación. Multicast Addresses Otro bloque importante de las direcciones IPv4 reservadas es el de direcciones multicast, el rango esta de a Host address El rango de dirección de a , que se utilizan para los hosts IPv4.

22 Direcciones privadas Existen bloques de direcciones que se utilizan en las redes que requieren un acceso limitado o ningún acceso a Internet. Estas direcciones se llaman direcciones privadas. Bloque de direcciones privadas: to ( /8) to ( /12) to ( /16)

23 Direcciones privadas

24 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. Aun dentro de estos bloques de direcciones, existen muchas direcciones designadas para otros fines específicos.

25 NAT (Network Address Translation - Traducción de direcciones de red ) Una red que utiliza direcciones privadas y quiera conectarse a la Internet requiere que las direcciones privadas se conviertan a direcciones públicas. Este proceso de conversión se conoce como Traducción de direcciones de red (NAT). En general, un Router es el dispositivo que realiza la NAT. NAT es muy utilizado en empresas y redes caseras, ya que basta tener una sola dirección IP pública para poder conectar una multitud de dispositivos.

26 Direcciones IPv4 especiales Default route (Ruta predeterminada) Representamos el default route IPv4 como Se usa como ruta "comodín" cuando no se dispone de una ruta más específica. El uso de esta dirección también reserva todas las direcciones en el rango ( /8). Se usa como dirección fuente (origen) si el nodo no conoce su IP. Por ej. Peticiones DHCP.

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28 Direcciones IPv4 especiales Loopback La dirección de loopback, también llamada localhost, corresponde a la IP Aunque solamente se utiliza la sola dirección , las direcciones a son reservadas. Ninguna dirección dentro de este bloque debe aparecer en cualquier red.

29 Link-Local Addresses Los nodos sobre un mismo enlace se pueden comunicar sin la necesidad de routers utilizando direcciones locales (Link-Local Addresses) /16. TEST-NET Addresses El bloque a de la dirección ( /24) es para los propósitos de enseñanza y aprendizaje. Estas direcciones se pueden utilizar para documentación y ejemplos en la red. Usted puede encontrar estas direcciones con los nombres example.com o example.net. Las direcciones dentro de este bloque no deben aparecer en el Internet.

30 Clases de direcciones IPv4 Historia de las clases Red Históricamente, RFC1700 agrupó los rangos del unicast en tamaños específicos llamados: Direcciones de clase A, de clase B, y de la clase C. También definió direcciones de clase D (multicast) y de clase E. RFC (Request For Comments petición de comentarios) cada protocolo tiene asignado un RFC que lo define y otros RFCs adicionales que los amplían. IP-> RFC-791, el FTP -> RFC-959

31 Clases de direcciones IPv4 Clase A La dirección Clase A se diseñó para admitir redes de tamaño extremadamente grande, de más de 16 millones de direcciones de host disponibles. Las direcciones IP Clase A utilizan sólo el primer octeto para indicar la dirección de la red. Los tres octetos restantes son para las direcciones host. El primer bit de la dirección Clase A siempre es 0. El primer bit, que es un 0, el menor número que se puede representar es , 0 decimal. El valor más alto que se puede representar es , 127 decimal. Estos números 0 y 127 quedan reservados y no se pueden utilizar como direcciones de red. Cualquier dirección que comience con un valor entre 1 y 126 en el primer octeto es una dirección Clase A.

32 Clases de direcciones IPv4 Clase B La dirección Clase B se diseñó para cumplir las necesidades de redes de tamaño moderado a grande, más de direcciones host. Una dirección IP Clase B utiliza los primeros dos de los cuatro octetos para indicar la dirección de la red. Los dos octetos restantes especifican las direcciones del host. El menor número que puede representarse en una dirección Clase B es , 128 decimal. El número más alto que puede representarse es , 191 decimal. Cualquier dirección que comience con un valor entre to en el primer octeto es una dirección Clase B.

33 Clases de direcciones IPv4 Clase C El espacio de direccionamiento Clase C es el que se utiliza más frecuentemente en las clases de direcciones originales. Este espacio de direccionamiento tiene el propósito de admitir redes pequeñas con un máximo de 254 hosts. Una dirección Clase C comienza con el binario 110. Por lo tanto, el menor número que puede representarse es , 192 decimal. El número más alto que puede representarse es , 223 decimal. Si una dirección contiene un número entre to , es una dirección de Clase C.

34 Direcciones estáticas y dinámicas Direcciones estáticas De forma manual, el administrador del sistema asigna y rastrea las direcciones IP para cada computador, impresora o servidor de una red interna. Es fundamental llevar un buen registro para evitar que se produzcan problemas con las direcciones IP repetidas. Los servidores deben recibir una dirección IP estática de modo que las estaciones de trabajo y otros dispositivos siempre puedan acceder a los servicios requeridos. Otros dispositivos que deben recibir direcciones IP estáticas son las impresoras en red, servidores de aplicaciones y Routers. Direcciones dinámicas El DHCP (Protocolo de configuración dinámica de host) permite que el host obtenga la dirección IP de forma dinámica sin que el administrador de red tenga que configurar un perfil individual para cada dispositivo. Lo único que se requiere para utilizar el DHCP es un rango definido de direcciones IP en un servidor DHCP. A medida que los hosts entran en línea, se comunican con el servidor DHCP y solicitan una dirección. El servidor DHCP elige una dirección y se la arrienda a dicho host. Esto significa que DHCP puede asignar una dirección IP disponible a cualquiera que se conecte a la red.

35 Direcciones estáticas y dinámicas

36 Cómo asignar direcciones diferentes? IANA (Agencia de asignación de números de Internet) En un principio, una organización conocida como el Centro de información de la red Internet (InterNIC) manejaba este procedimiento. InterNIC ya no existe y la Agencia de asignación de números de Internet (IANA) la ha sucedido. IANA, administra cuidadosamente la provisión restante de las direcciones IP para garantizar que no se genere una repetición de direcciones utilizadas de forma pública. La repetición suele causar inestabilidad en la Internet y compromete su capacidad para entregar datagramas a las redes.

37 ISPs (Proveedor de servicios de Internet) Un proveedor de servicios de Internet (o ISP por la sigla en idioma inglés de Internet Service Provider). Es una empresa dedicada a conectar a Internet a los usuarios o las distintas redes que tienen y dan el mantenimiento necesario para que el acceso funcione correctamente. También ofrecen servicios relacionados, como alojamiento web o registro de dominios entre otros.

38 La máscara de subred La máscara de subred (subnet mask) está configurada en un host en conjunto con la dirección IPv4, para definir la parte de la red. Por ejemplo la dirección: /27 Dirección máscara de Subred Los valores son: 0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254, 255.

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41 Cantidad de hosts Para calcular la cantidad de hosts, comience por examinar el último octeto. Observe estas subredes. 0 = = = = = = = Aplique la fórmula de cálculo de host: 2^5-2 = 30 hosts por subred. 224 =

42 Al diseñar el direccionamiento, se tienen en cuenta los factores para agrupar los hosts antes tratados: Agrupar basándonos en una ubicación geográfica común Agrupar hosts usados para propósitos específicos Agrupar basándonos en la propiedad

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45 Ping del loopback local

46 PRUEBA DE CONECTIVIDAD DE LA LAN

47 PRUEBA DE CONECTIVIDAD CON LAN REMOTA

48 TRACEROUTE (tracert) TTL se usa para limitar la cantidad de saltos que un paquete puede cruzar. Cuando un paquete ingresa a un router, el campo TTL disminuye en 1. Cuando el TTL llega a cero, el router no envía el paquete y éste es descartado.

49 FIN

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