Unidad 3 Direccionamiento IP (Subnetting)

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1 Unidad 3 Direccionamiento IP (Subnetting) Las direcciones denominadas IPv4 se expresan por combinaciones de números de hasta 32 bits que permiten hasta 2 32 posibilidades ( en total). Los números de IP se pueden expresar como números de notación decimal y se dividen en 4 octetos (distribuidos entre los ID de host y de red), cada uno de los cuales está comprendido entre 0 y 255 (donde 255 es la expresión más grande en binario para el octeto determinado). Los 4 octetos se separan por la noción simbólica de un. (una IP tiene la forma , que comprende, para entenderlo mejor, desde hasta ). Con la forma determinada de las direcciones IP y las partes que le asignan una posición, la ICANN (Internet Corporation of Assigned Names and Numbers) las cinco clases de direcciones IP que se pueden formar se definieron como A, B, C, D, y E. Clase A: el primer octeto (8 bits) se asigna a la ID de red, y los últimos octetos (24 bits), a la ID de host, quedando: 128 redes y hosts en un rango de Clase B: los dos primeros octetos (16 bits) son asignados a la ID de red, y los dos restantes, a hosts (16 bits), lo que da: redes y hosts en un rango de Clase C: en la clase C se asignan los primeros tres octetos a la red para maximizar la disponibilidad, y el último octeto, a los hosts. De esta forma habrá redes y 254 redes en un rango de

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3 Tipos de direcciones de una red IPv4 Dentro del rango de direcciones de cada red Ipv4, existen tres tipos de direcciones: 1. Dirección de red: la dirección en la que se hace referencia a la red. 2. Dirección de broadcast: una dirección especial utilizada para enviar datos a todos los hosts de la red. 3. Direcciones host: las direcciones asignadas a los dispositivos finales de la red. Dirección de red La dirección de red es una manera estándar de hacer referencia a una red. Por ejemplo: se podría hacer referencia a la red de la figura como red Ésta es una manera mucho más conveniente y descriptiva de referirse a la red que utilizando un término como la primera red. Todos los hosts de la red tendrán los mismos bits de red. Dentro del rango de dirección Ipv4 de una red, la dirección más baja se reserva para la dirección de red. Esta dirección tiene un 0 para cada bit de host en la porción de host de la dirección. Dirección de broadcast La dirección de broadcast Ipv4 es una dirección especial para cada red que permite la comunicación a todos los hosts en esa red. Para enviar datos a todos los hosts de una red, un host puede enviar un solo paquete dirigido a la dirección de broadcast de la red. La dirección de broadcast utiliza la dirección más alta en el rango de la red. Ésta es la dirección en la cual los bits de la porción de host son todos 1. Para la red con 24 bits de red, la dirección de broadcast sería A esta dirección se la conoce como broadcast dirigido. 3

4 Direcciones host Como se describe anteriormente, cada dispositivo final requiere una dirección única para enviar un paquete a dicho host. En las direcciones Ipv4, se asignan los valores entre la dirección de red y la dirección de broadcast a los dispositivos en dicha red. Máscara de subred: definición de las porciones de red y host Como se enseñó anteriormente, una dirección Ipv4 tiene una porción de red y una porción de host. Se hizo referencia a la duración del prefijo como la cantidad de bits en la dirección que conforma la porción de red. El prefijo es una forma de definir la porción de red para que los humanos la pueden leer. La red de datos también debe tener esta porción de red de las direcciones definidas. Para definir las porciones de red y de host de una dirección, los dispositivos usan un patrón separado de 32 bits llamado máscara de subred. La máscara de subred se expresa con el mismo formato decimal punteado que la dirección Ipv4. La 4

5 máscara de subred se crea al colocar un 1 binario en cada posición de bit que representa la porción de red y un 0 binario en cada posición de bit que representa la porción de host. El prefijo y la máscara de subred son diferentes formas de representar lo mismo, la porción de red de una dirección. Como se muestra en la figura, un prefijo /24 se expresa como máscara de subred de esta forma ( ). Los bits restantes (orden inferior) de la máscara de subred son números cero, que indican la dirección host dentro de la red. La máscara de subred se configura en un host junto con la dirección Ipv4 para definir la porción de red de esa dirección. Por ejemplo: veamos el host /27: Dirección Máscara de subred Dirección de red Como los bits de orden superior de las máscaras de subred son contiguos números 1, existe solamente un número limitado de valores de subred dentro de un octeto. Sólo es necesario ampliar un octeto si la división de red y host entra en dicho octeto. Por lo tanto, se usan patrones de 8 bits limitados en las máscaras de subred. Estos patrones son: = = = = = = = = = 255 5

6 Resumen En las redes, la máscara de subred ayuda a definir dónde aparecerá un número IP dentro de una red. Ambos elementos se necesitan el uno al otro para crear una red de números. Cada dirección IP debe ir acompañada de una máscara de subred. Por ahora debería ser capaz de reconocer la clase de una dirección IP. Sin embargo, su computadora no procede así. Para determinar la parte de la dirección IP correspondiente a la red y a la subred, ósea la puerta de enlace, la computadora realiza una operación AND entre la dirección IP y la máscara de subred. Máscaras de subred por defecto: Clase A Red. Host. Host. Host Clase B Red. Red. Host. Host Clase C Red. Red. Red. Host Ecuaciones con AND: Ejemplo: Lo que usted ve... Lo que usted puede deducir... 1 AND 1 = 1 1 AND 0 = 0 0 AND 1 = 0 0 AND 0 = 0 Dirección IP: Clase de la dirección: C Parte de red: Parte de host: Para obtener la misma información a la que usted ha llegado, la computadora debe operar en binario con un AND entre la dirección de red y la máscara de subred. La operación AND con la máscara de subred por defecto permite a la computadora obtener la parte de red de la dirección. 6

7 Problemas Resueltos 1er Problema A partir de los siguientes datos; Nº de subredes útiles necesarias 14 Nº de hosts útiles necesarios 14 Dirección de Red Complete con los datos solicitados Clase C Máscara de Subred (por defecto) Máscara de Subred (adaptada) Nº total de subredes 16 Nº de subredes útiles 14 Nº total de direcciones de host 16 Nº de direcciones útiles 14 Nº de bits conseguidos 4 Muestre aquí su forma de proceder para el Problema 1: Numero de Subredes Numero de Host Valores Binarios 7

8 2do Problema A partir de los siguientes datos; Nº de subredes útiles necesarias 4 Dirección de Red Complete con los datos solicitados Clase B Máscara de Subred (por defecto) Máscara de Subred (adaptada) Nº total de subredes 8 Nº de subredes útiles 6 Nº total de direcciones de host 8192 Nº de direcciones útiles 8190 Nº de bits conseguidos 3 Muestre aquí su forma de proceder para el Problema 2: Numero de Host Numero de Subredes Valores Binarios

9 3er Problema Consigna Se tiene la siguiente dirección IP /28 Cuántos IP para host y cuantas subredes como máximo y utilizables son posibles? Desarrollo: Primero identificamos a que clase pertenece y vemos el primer octeto del lado izquierdo de la dirección IP que es 192 y podemos determinar que es una dirección de Clase C por lo tanto su máscara es de: Mascara por defecto => 24 bits Subredes Host Mascara de la IP => 28 bits Subredes Subredes Host Podemos concluir que presto 4 bits para calcular subredes. A partir de la siguiente formula podemos saber las subredes utilizables: 2 n = 16 2 = 14 subredes utilizables Pero como se prestó 4bits para subred quedan otros 4bits para calcular IP del host: 2 n = 16 2 = 14 host utilizables Respuesta: Tenemos 16 subredes como máximo y 14 subredes utilizables Tenemos 16 Host como máximo y 14 host utilizables 9

10 4to Problema Consigna Sea la dirección de una subred , con una máscara de red Comprobar cuáles de estas direcciones no pertenecen a dicha red: Desarrollo: Paso 1: para ver si son o no direcciones válidas de dicha subred clase C tenemos que descomponerlas a nivel binario: Pasó 2: una vez tenemos todos los datos a binario pasamos a recordar el operador lógico AND o multiplicación: A B Z Vamos a explicar cómo hace la comprobación el equipo conectado a una red local. Primero comprueba la dirección IP con su máscara de red, para ello hace un AND bit a bit de todos los dígitos: Luego hace la misma operación con la dirección IP destino El resultado que obtenemos ambas veces es la misma dirección de red, esto indica que los dos equipos están dentro de la misma red. Paso 3: vamos a hacerlo con la otra dirección IP Respuesta: Como vemos este resultado nos indica que este equipo no pertenece a la red, sino que es de otra red, en este caso la red sería

11 5to Problema Consigna La empresa en la que se desempeña tiene asignada la dirección clase B De acuerdo a las necesidades planteadas, esta red debería ser dividida en subredes que soporten un máximo de 459 hosts por subred, procurando mantener en su máximo el número de subredes disponibles Cuál es la máscara que deberá utilizar? A B C D E F Desarrollo: Mascara por defecto => 16 bits Subredes Host Mascara de la IP => 23 bits Subredes Subredes Host Calculo de las subredes: = 126 subredes validas Calculo de los host x subred: = 510 IP x host validos Nro. Subred Rango de Host Validos Broadcast hasta hasta hasta hasta hasta hasta hasta hasta hasta hasta Respuesta: D - Una máscara de 23 bits ( ) deja 9 bits para el ID de host, lo que significa que cada subred podrá disponer de un máximo de 510 direcciones IP asignables a nodos. Esta es la máscara que se requiere para cubrir la necesidad planteada de 459 hosts. 11

12 6to Problema Consigna Se tiene una dirección IP , mascará , cuántas subredes y cuantos host validos habrá por subred? Desarrollo: 1) Calculo de los bits prestados: Se deberá calcular primero los bits prestados. A. 126 subredes con 512 hosts cada una B. 128 subredes con 510 hosts cada una C. 126 subredes con 510 hosts cada una D. 126 subredes con 1022 hosts cada una Mascara => => = 254 Bits prestados => = 7 bits 2) Calculo de las subredes: Sabiendo que se prestó 7 bits: = 126 subredes validas 3) Calculo de los host x subred: Nos quedan solo 9 bits para hosts: = 510 IP x host validos 12

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