TEMA 3: Direccionamiento

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1 TEMA 3: Direccionamito Tipos direcciones. Direccionamito Jerárquico y Plano. Formatos direcciones más extdidos Direcciones IP Intifican unívocamte un un punto acceso (interfaz) a la la.. Un Un r o un un multi-homed ti varias. Ti un un significado global la la Internet. Son Son asignadas por por una una autoridad ctral: InterNIC (Internet Network Information Cter). Son Son números bits, bits, expresados notación cimal con con puntos, byte byte a byte byte (p.ej. (p.ej ). Para Para facilidad los los usuarios, se se fine un un mapping estático las las direcciones IP IP con con nombres mas mas legibles para para las las personas (DNS --Domain Name Server). 2

2 Direcciones IP Una Una dirección IP IP es es inpdite las las direcciones físicas sub Port Proto colo. Direccion IP Intifica a una aplicación un DIRECCIONES LOGICAS (INDEPENDIENTES DE LA TECNOLOGIA DE LA RED) Proto colo. Direccion IP Direccion IP Dirección Jerárquica DIRECCIONES DEPENDIENTES DE LA T. DE RED Direccion Ethernet Mapping (p.ej. Tablas) 3 Direcciones IP Esquema Esquema jerárquico, jerárquico, constan constan una una parte parte que que indica indica qué qué física física se se trata, trata, y y otra otra que que indica indica la la interface interfaceo o punto punto conexión conexión a a la la (). (). En En 1984, 1984, se se agrega agrega una una tercer tercer elemto elemto la la jerarquía jerarquía para para lograr lograr mayor mayor flexibilidad flexibilidad (subnets). (subnets). Los Los campos campos que que compon compon la la dirección dirección son son longitus longitus fijas fijas preterminadas; preterminadas; actualmte actualmte se se elimina elimina esta esta restricción restricción (classless (classless ressing). ressing). El El componte componte RED RED la la dirección dirección IP IP se se utiliza utiliza para para ubicar ubicar la la física física stino stino (ruteo) (ruteo) y y el el componte componte HOST HOST se se utiliza utiliza para para intificar intificar la la interfaz interfaz ntro ntro esa esa física física Las Las direcciones direcciones IP IP son son intificadores intificadores una una virtual; virtual; última última instancia instancia b b ser ser mapeadas mapeadas a a direcciones direcciones físicas físicas las las distintas distintas subres subres (X.25, (X.25, Ethernet, Ethernet, etc.). etc.). Este Este proceso proceso se se nomina nomina resolución resolución direcciones. direcciones. RED HOST 4

3 Direcciones IP Clase Formato Rango Res/Hosts A 0 RED HOST HOST HOST a / B 10 RED RED HOST HOST a / C 110 RED RED RED HOST a /254 D 1110 ID GRUPO MULTICAST a E E X P E R I M E N T A L a Dirección especial: loopbak ( ): * Para comunicaciones procesos la misma máquina. * Nunca es propagada a la 5 Direcciones IP con significado especial Notación: Notación: <Red, <Red, Host> Host> <0, <0, 0> 0> este este esta esta sub sub S S bootp bootp <0, <0, H> H> H esta esta S S parcialmte parcialmte inicializado inicializado <R, <R, 0> 0> un un R S S <R, <R, H> H> H R S/D S/D <R, <R, -1> -1> Directed Directed broadcast broadcast todos todos los los Hosts Hosts la la Red Red D <-1, <-1, -1> -1> Limited Limited broadcast broadcast D no no propagada propagada por por los los rs rs Significados Significados especiales: especiales: 0: 0: este este -1: -1: todos todos No No pu pu usarse usarse para para intificar intificar a a un un o o particular particular Direcciones Direcciones privadas privadas a (una clase A) a (una clase A) a (16 clases B) a (16 clases B) a (255 clases C) a (255 clases C) 6

4 Problemas l esquema direccionamito Codificar la la la la dirección IP IP implica implica que que si si un un cambia,, cambiará su su dirección (IP (IP Mobility). Prefijos Prefijos longitud longitud fija, fija, provoca provoca un un uso uso ineficite el el espacio espacio direcciones. Crecimito acelerado la la Internet, Internet, evincia la la falta falta escalabilidad l l esquema direccionamito (Agotamito clases clases B, B, incremto tamaño tamaño tablas tablas ruteo ruteoal al utilizar utilizar direcciones clase clase C). C). Soluciones Estos Estos problemas problemas se se solucionan solucionan a a corto corto plazo plazo el el contexto contexto IPv4. IPv4. Definitivamte Definitivamte solucionados solucionados IPv6. IPv6. 7 Ejemplo uso direcciones IP HOST A HOST B RED INTERNET sl sl0 eth ROUT. X HOST C ROUT. Y eth1 HOST D HOST E RED RED Organización con 3 LANs, se solicitan 3 direcciones clase C: , y

5 Subnetting Objetivo: Compartir una una dirección IP IP tre tre varias varias res res físicas físicas Beficios Uso Uso eficite eficite direcciones direcciones IP IP (referido (referido a a no no sperdiciar sperdiciar direcciones) direcciones) Salvar Salvar limitaciones limitaciones hardware hardware (distintos (distintos tipos tipos,, cantidad cantidad máxima máxima nodos nodos soportados, soportados, distancia) distancia) División División subres subres acuerdo acuerdo a a la la estructura estructura la la organización organización Características Agregado Agregado un un nivel nivel jerárquico jerárquico la la dirección dirección IP IP Invisible Invisible para para los los rs rs externos externos Implemtación Implemtación a a través través máscaras máscaras sub sub Mejoras Mejoras Restricción Restricción el el uso uso máscaras máscaras para para facilitar facilitar la la administracion administracional al crecer crecer la la (flexibilidad) (flexibilidad) VLSM VLSM (Variable (Variable Lgth LgthSubnet SubnetMask) para para aprovechar aprovechar las las direcciones direcciones 9 Subnetting Se Se agrega un un nivel nivel jerárquico la la dirección, sólo sólo interpretado localmte Dirección IP (sin subnetting) Red Host Dirección IP (con subnetting) Red Sub Host Significado global Significado local Cantidad bits asignada al campo sub No se hace especificación la norma original (RFC 950) acerca si todas las subres una b ter la misma longitud Gera ambiguedas y protocolos que no lo soportan (RIPv1) Posición l campo sub No se especifica (RFC 950) la ubicación los campos Sub y Host Se recomida que dichos campos estén compuestos bits contiguos En la práctica, se utilizan la manera que se ve la figura 10

6 Subnetting: uso máscaras Máscara Máscara sub sub Utilizada Utilizada para para indicar indicar cuáles cuáles bits bits una una dirección dirección IP IP corresponn corresponn a a y y cuáles cuáles a a Número Número bits, bits, expresado expresado notación notación cimal cimal con con puntos, puntos, como como una una dirección dirección IP IP Los Los bits bits 1 1 la la máscara máscara indican indican que que los los correspondites correspondites bits bits una una dirección dirección IP IP conforman conforman la la dirección dirección,, los los bits bits 0 0 indican indican El El r r tdrá tdrá cuta cuta la la máscara máscara sub sub para para tomar tomar las las siciones siciones ruteo ruteo Dada Dada una una dirección dirección IP(D_IP): IP(D_IP): Dir. Dir. = = (D_IP) (D_IP) AND AND MASCARA MASCARA Ejemplo: Una clase C es dividida manera tal que se utilizan 3 bits para sub y 5 bits para. Máscara: (c) FF FF FF F8(hex) (bin) La dirección IP: , este contexto significa: , 2 11 Subnetting: direcciones especiales Se Se conserva conserva el el significado significado las las direcciones direcciones especiales: especiales: No No se se pue pue utilizar utilizar los los valores valores 00 (todos (todos ceros) ceros) óó -1-1(todos unos) unos) los los campos campos sub sub o o Pérdida Pérdida direcciones direcciones utilizables, utilizables, pdido pdido la la longitud longitud máscara máscara utilizada utilizada Direcciones Direcciones especiales especiales utilizadas utilizadas <Red> <Sub> <Host> < R > < 0 > < 0 > este Host esta Sub (bootp) < R > < 0 > < H > Host H esta Sub < R > < -1 > < -1 > Todos los s todas las subres. Broadcast la Red, si los rs internos lo permit < R > < S > < -1 > Todos los s la Sub S. Broadcast la Sub S. < R > < S > < H > Host H la Sub S 12

7 Subnetting: ejemplo HOST A HOST B INTERNET sl0 sl eth1 ROUT. X HOST C HOST D ROUT. Y HOST E eth SUBRED SUBRED SUBRED Para las tres res, se dispone una única dirección clase C: Crecimito previsto: hasta 5 subres no más 20 s cada una Máscara utilizada: (FF.FF.FF.E0 ) (3 bits para sub = 6 subres) Subres: 001 CA CA CA CA CA A CA C Subres utilizadas: , , Subnetting: ejemplo Ejemplo:configuración Ejemplo:configuración Router Router Y Y Linux: Linux: ifconfig ifconfig ifconfig ifconfig eth1 eth Configuración Configuración interfaces interfaces -net -net net -net Rutas Rutas locales locales -net -net gw gw Ruta Ruta específica específica a a una una vía vía gw gw fault fault gw gw Ruta Ruta por por fecto fecto vía vía gateway gateway 14

8 Subnetting: asignación direcciones sub Asignación números sub Debe Debe estimarse con con exactitud el el crecimito la la Si Si aumta aumta más más lo lo previsto previsto la la cantidad cantidad subres o s, s, se se berá beráreestructurar la la asignación subres, con con el el consiguite overhead administración Asignación alternativa Permite Permite variar variar la la cantidad cantidad bits bits asignados a los los campos campos sub suby,, sin sin necesidad modificar direcciones sub sub El El campo campo ocupa ocupa los los bits bits la la recha, recha, los los s sse se numeran 1 alante, sido sido los los bits bits más más significativos los los la la izquierda El El campo campo sub sub ocupa ocupa los los bits bits la la izquierda, utilizando una una imag imag espejo espejo (se (se intercambia el el bit bit extrema extrema recha recha con con el el extrema extrema izquierda y así asísucesivamte) 15 Subnetting: asignación direcciones sub Asignación l campo Host la dirección IP una clase C, para 4 bits sub y 4 : Sub 1 Sub 2 Sub 3 Sub 4 Sub 5 Sub Si sub 1 crece y llega a ter más 14 s, se berá cambiar la máscara sub: 3 bits para sub, 5 bits para. Consecucia: Sólo reasignación máscaras: Sub 1 Sub 2 Sub 3 Sub 4 Sub 5 Sub Comparación ambos esquemas asignación Normal 0 s 1 s y 0 s 0 s 1 s y 0 s Flexible 1 s y 0 s 0 s 0 s 1 s y 0 s Zona crecimito sub Zona crecimito Zona común crecimito sub y 16

9 Subnetting: uso efectivo l espacio direccionamito El uso subnetting lleva implícito un saprovechamito l espacio direcciones, cuya magnitud p la configuración utilizada. Por ejemplo, para una clase C Largo máscara Máscara (hex) # bits para # s por subnet # bits para subnet # subnets # total direcciones 25 FF FF FF FF FF FF C FF FF FF E FF FF FF F FF FF FF F FF FF FF FC FF FF FF FE Direccionamito IP Direccionamito jerárquico: <prefijo, <prefijo, > > prefijo: prefijo: utilizado utilizado por por los los rs rs para para terminar terminar paths pathspara para direcciones direcciones no no locales locales : : utilizado utilizado para para ubicar ubicar el el equipo equipo local local Prefijo Prefijo Compuesto Compuesto por por una una dirección dirección IP IP y y una una indicación indicación la la cantidad cantidad bits bits contiguos, contiguos, a a izquierda izquierda que que lo lo compon compon Longitud Longitud terminada terminada por por contexto contexto clase clase dirección dirección (A, (A, B B o o C) C) máscara máscara sub sub (extsión (extsión a a recha recha l l prefijo prefijo clase) clase) Indicado Indicado como como una una dirección dirección IP, IP, seguido seguido la la cantidad cantidad bits bits que que lo lo compon compon Clase Clase C: C: / /24 Clase Clase B: B: / /16 Clase Clase A: A: / /8 18

10 Clases direccionamito Classful ClassfulAddressing Los Los rs rs aceptan aceptan terminadas terminadas longitus longitus prefijos prefijos (clases (clases direcciones direcciones IP IP y y máscaras máscaras locales). locales). Los Los protocolos protocolos ruteo ruteono no transmit transmit información información acerca acerca los los prefijos. prefijos. Para Para caminar caminar un un paquete, paquete, se se busca busca la la tabla tabla rutas rutas una una dirección dirección que que coincida coincida con con el el prefijo prefijo la la dirección dirección stino. stino. Classless Addressing Los Los rs rs aceptan aceptan longitus longitus prefijo prefijo variables. variables. Los Los protocolos protocolos caminamito caminamito transmit transmit información información longitud longitud prefijo, prefijo, forma forma máscara, máscara, junto junto con con cada cada dirección. dirección. Para Para caminar caminar un un paquete, paquete, se se utiliza utiliza el el criterio criterio ruta ruta más más específica específica ( longest ( longest match match al al buscar buscar las las tablas). tablas). 19 Classless Addressing Subnetting (VLSM -Variable Lgth Subnet Masking-) PREFIJO HOST Exti el prefijo hacia la recha Permite un mejor uso l espacio direcciones, al soportar subres longitud variable que se adaptan mejor a casos particulares. Supernetting (sumarización) PREFIJO HOST Reduce el prefijo hacia la izquierda Permite ucir tamaño tablas ruteo y tráfico intercambio información caminamito al posibilitar que un r anuncie y tga una única trada la tabla para un conjunto rutas. 20

11 VLSM Uso Uso más más eficite l l espacio direcciones Soporta subres no no contiguas (subres separadas por por parte parte otra otra sub) Reglas asignación direcciones El El espacio espacio direcciones el el que que el el campo campo sub sub es es 0 ó -1-1 para para una una máscara máscara una una cierta cierta longitud, longitud, pue pue ser ser utilizado utilizado una una sub sub con con una una máscara máscara mor mor longitud longitud Bajo Bajo una una cierta cierta máscara, las las direcciones con con campos campos sub sub o 0 o -1-1 no no pu pu ser ser utilizados El El espacio espacio direcciones asignado bajo bajo una una máscara máscara no no pue pue ser ser asignado bajo bajo otra otra máscara máscara (prefijo (prefijo más más largo). largo). 21 VLSM Ejemplo Z Z Z V vvv No utilizable vvv 00 vvvvvv 01 vvvvvv 10 vvvvvv 11 vvvvvv Máscara 26 bits No utilizable 62 s 62 s No utilizable vvv vvv vvv vvv vvv vvv vvv vvv vvv vvv vvv vvv vvv Máscara 29 bits vvv No utilizable 22

12 VLSM: ejemplo Posible subnetting una clase C ( /24) usando VLSM No usable bajo prefijo /26 a / /26 a /26 No usable bajo prefijo Espacio direcciones /24 dividido 4 subnets (prefijo 26) No usable bajo prefijo /29 a / /29 a / /29 a /29 No usable bajo prefijo 29 Espacio direcciones /26 dividido 8 subnets (prefijo 29) No usable bajo prefijo /26 a / /30 a / /26 a /30 No usable bajo prefijo 30 Espacio direcciones /26 dividido 16 subnets (prefijo 30) 23 VLSM: ejemplo asignación B:120 C:40 K:8 A:240 R1 R4 R5 L:20 H:2 J:2 M:170 F:130 R2 D:8 R3 I:20 E:60 G:130 Alternativa 1: utilizar una clase B (65534) aprovechamito: 1,4% Alternativa 2: utilizar 13 clases C (1 por ) (3302) aprovechamito: 23% Alternativa 3: utilizar subnetting con máscara longitud fija( 7 clases C) aprovechamito: 53% Res A, B, F, G, M: más 62 s, es necesario utilizar una clase C completa Res C, E: Es posible utilizar una clase C dividida 2 subnets 62 direcciones c/u Res D, H, I, J, K: Una clase C dividida 6 subnets 30 direcciones c/u Alternativa 4: utilizar VLSM (6 clases C) aprovechamito: 62% Res A, B, F, G, M: mas 62 s, es necesario utilizar una clase C completa Res C, E: Es posible utilizar una clase C dividida 2 subnets 62 direcciones c/u Res I, L: Una sub 30 s c/u, el espacio libre C y E Res D, K: Una sub con 14 direcciones c/u, el espacio libre I y L Res H, J: Una sub con 2 direcciones c/u, el espacio libre D ó K 24

13 VLSM: Asignación direcciones para el ejemplo Se dispone 6 res clase C: /24 a /24 Asignación subres Sub A /24 Sub B /24 Sub F /24 Sub G /24 Sub M y /24 No usable (27) /27 Sub I /27 No usable (26) /26 Sub C /26 Sub E /26 No usable (26) /26 Sub L /27 No usable (27) /27 No usable (28) /28 Sub D /28 Sub K /28 No usable (28) /28 No usable (30) /30 Sub H /30 Sub J /30 No usable /30 25 CIDR (Classless Inter Domain Routing) Crecimito no no previsto la la Internet Agotamito las las direcciones clase clase B (sólo (sólo hay hay 16382) A muchas organizaciones no no les les basta con con una una dirección clase clase C (254 (254 s) Solución a largo largo plazo (2005): IPv6 IPv6 Solución a corto corto plazo: Asignación grupos direcciones clase clase C a los los usuarios Problemas Crecimito Crecimito inmanejable inmanejable tablas tablas caminamito caminamito (memoria (memoria y y proceso) proceso) Consumo Consumo excesivo excesivo vínculos vínculos transmisión transmisión bido bido a a la la propagción propagción información información ruteo ruteo Solución Solución a corto corto plazo: plazo: CIDR, CIDR, que que permite permite la la asignación eficite las las direcciones clase clase C restantes 26

14 CIDR CIDR (RFC 1519, Nov Nov 1992) propone: Asignación jerárquica grupos grupos direcciones clase clase C Direcciones classless: la la división división tre tre la la parte parte la la dirección que que correspon a la la y al al es es variable, variable, indicada indicada por por una una máscara máscara (p.e. (p.e /24) Los Los rs rs pu pu resumir información respecto respecto un un grupo grupo direcciones y propagar la la información resumida (aggregation) En En las las tablas tablas caminamito, se se almaca la la información resumida Los Los protocolos caminamito más más nuevos nuevos lo lo soportan soportan (BGP-4, (BGP-4, OSPF, OSPF, etc) etc) Los Los rs rs soportan soportan el el mecanismo matching más más específico (longest (longestmatch) ya ya que que es es el el utlizado utlizado subnetting Asignación propuesta para las direcciones clase C Asignación propuesta para las direcciones clase C Direcciones a Europa Direcciones a Europa Direcciones a América l Norte Direcciones a América l Norte Direcciones a América Ctral y América l Sur Direcciones a América Ctral y América l Sur Direcciones a Asia y el Pacífico Direcciones a Asia y el Pacífico 27 Direcciones Multicast Direccionamito soportado por por la la clase clase D bits bits para para direccionar grupos equipos Grupos permantes y temporarios Los Los s periódicamte son son preguntados acerca su su pertcia a los los distintos grupos (protocolo IGMP) Se Se requier rs especiales Ruteo especial utilizando spanning trees trees Grupos permantes: Todos Todos los los sistemas una una LAN LAN Todos Todos los los rs rs una una LAN LAN Todos Todos los los rs rs OSPF OSPF una una LAN LAN Todos Todos los los signated rs rs OSPF OSPF una una LAN LAN 28