FUNDAMENTOS DE REDES CONCEPTOS DE LA CAPA DE RED

Transcripción

1 FUNDAMENTOS DE REDES CONCEPTOS DE LA CAPA DE RED Dolly Gómez Santacruz

2 CONTENIDO Direcciones privadas Subredes Máscara de Subred Puerta de Enlace Notación Abreviada ICMP Dispositivos de la capa de red Protocolo de resolución de direcciones Asignación de direcciones IP Protocolos enrutados Protocolos de enrutamiento

3 CONCEPTOS DE LA CAPA DE RED Direcciones privadas Existen ciertas direcciones en cada clase que están reservadas para uso en redes internas. Estas direcciones se denominan direcciones privadas. Las direcciones privadas pueden ser utilizadas por los equipos que usan traducción de direcciónes de red (NAT), o servidores proxy, para conectarse a una red pública o por equipos que no se conectan a Internet.

4 Direcciones privadas Clase A Clase B Clase C

5 SUBREDES: Introducción En ocasiones es necesario dividir redes (especialmente las más grandes) en redes más pequeñas. División de una red classfull A, B, o C. Las divisiones se denominan subredes y, entre otros, proporcionan: Organización Mejor administración y flexibilidad en el direccionamiento IP. Seguridad Desempeño: se aumenta el número de redes que se pueden identificar con un mismo número IP

6 SUBREDES Las direcciones de subred incluyen la porción de red (Clase A, Clase B o Clase C) además de un campo de subred y un campo de host. El campo de subred y el campo de host se crean a partir de la porción de host original para toda la red. Se pasa de una jerarquia de dos niveles a una de tres niveles. Los mensajes de enrutamiento para todas las subredes son combinados en una sóla entrada de la tabla de enrutamiento.

7 SUBREDES RED HOST RED SUB-RED HOST

8 Máscara de Subred La máscara de subred (prefijo de red extendida), no es una dirección, sin embargo determina qué parte de la dirección IP corresponde al campo de red y qué parte corresponde al campo de host. Una máscara de subred tiene una longitud de 32 bits y tiene 4 octetos, al igual que la dirección IP. Los bits correspondientes a la red y a la subred son unos binarios, los correspondientes al host son ceros binarios. La mascara se puede representar basada en la longitud de prefijo: = /24

9 Máscara de Subred: Ejemplos Red Clase B 16 bits para la red 8 bits para la subred 8 bits para el host Red Clase B 16 bits para la red 4 bits para la subred 12 bits para el host

10 Máscaras de Subred por defecto Clase A Clase B Clase C

11 Máscara de Subred: Ejemplos Dir IP Clase A RED HOST Máscara de Subred por defecto

12 Máscara de Subred: Ejemplos Dir IP Clase A RED SUBRED HOST Máscara de Subred

13 Máscara de Subred La mascara de subred sirve para que el router determine cuáles son los bits que corresponden a los bits de enrutamiento y cuáles son los bits que corresponden a los bits de host.

14 Máscara de Subred

15 Máscara de Subred Siempre que se usen bits del campo del host para indicar la subred, es importante tener en cuenta la cantidad de subredes adicionales que se están creando por cada bit usado. Mínimo, se deben usar 2 bits de host para las subredes. A la cantidad de números de host utilizables siempre se resta 2, uno para identificar la red y otro para broadcast

16 Máscara de Subred Cada vez que se usa 1 bit del campo de host, queda 1 bit menos para usar en la dirección de host. Cada vez que se usa otro bit del campo de host, la cantidad de direcciones de host que se pueden asignar se reduce en una potencia de 2.

17 Dirección de Subred Al aplicar un AND lógico a una dirección IP y su respectiva máscara de subred, se obtiene la dirección de subred correspondiente = =

18 Subredes: Ejemplo I Dir de red asignada: , se necesitan 10 subredes, y cada subred con un máximo de 10 equipos. Desarrollo: Se dividirá en 14 subredes de 14 hosts cada una (196 hosts vs 254 hosts). Se usan 4 bits para identificar las subredes Máscara de subred por defecto para una dirección Clase C: ( ) Nueva máscara de subred: ( )

19 Subredes: Ejemplo I Se obtienen 16 redes, 2 de las cuales no pueden ser usadas, por tanto son 14 subredes disponibles: Bits de subred Dir Red Dirs Hosts Dir Broadcast Reservados N/A Reservados N/A

20 Subredes: Ejemplo II Dir de red asignada: , se necesitan 32 subredes, en promedio por cada una de las subredes hay 512 máquinas. Desarrollo: Por ser clase B se sabe que hay 16 bits con los que se puede hacer la división para las subredes. Para 32 subredes requiero como mínimo 6 bits, n=6 2^6-2 = 62 subredes disponibles Dejando 10 bits para los host, y para el caso se cubre perfectamente las necesidades pues 2^10-2= 1022 direcciones utilizables para host

21 Subredes: Ejemplo II En una dirección Clase B la máscara por defecto es: ( ) La nueva máscara de subred: Los saltos entre las subredes ocurren cada 4, y la primera subred será identica a la original: Subred 0: que no se debe usar

22 Subredes: Ejemplo Subnet, Valid Hosts, Broadcast , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to ,

23 Subredes: Ejemplo Subnet, Valid Hosts, Broadcast , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to ,

24 Subredes: Ejemplo Subnet, Valid Hosts, Broadcast , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to ,

25 Subredes: Ejemplo Subnet, Valid Hosts, Broadcast , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to , , to ,

26 Puerta de enlace Al configurar los enrutadores, cada interfaz debe conectarse a un segmento de red diferente. Cada uno de estos segmentos se transformará en una subred individual. Se debe asignar una dirección de esta subred a la interfaz del enrutador directamente conectada a este segmento. Cada segmento de una red debe tener un número de red/subred diferente.

27 Subredes

28 Subredes Ejemplo de un esquema de host/subred para una dirección Clase C Bits usados Subredes creadas Hosts por subred Hosts total

29 Notación abreviada Es común escribir la máscara de subred de manera abreviada, indicando el número de bits en 1, usados para la dirección de red y subred, al final de la dirección de red / /16

30 Notación abreviada / / / / / / / /

31 CONCEPTOS DE LA CAPA DE RED ICMP Internet Control Message Protocol RFC 792 Transferencia de mensajes de control entre enrutadores y de host a host Retroalimentación para detectar problemas Encapsulación en datagrama IP

32 CONCEPTOS DE LA CAPA DE RED ICMP CABECERA ICMP DATOS ICMP CABECERA DATAGRAMA AREA DE DATOS DEL DATAGRAMA CABECERA TRAMA AREA DE DATOS DE LA TRAMA Encapsulación ICMP

33 CONCEPTOS DE LA CAPA DE RED Formato mensaje ICMP Cada mensaje ICMP tiene su propio formato, todos inician con los mismos 3 campos: TYPE CODE CHECKSUM

34 Campo 0 Type Formato mensaje ICMP Tipo mensaje ICMP Echo reply Destino no alcanzable Source quench Redirect (Cambio una ruta) Echo request Router Advertisement Router Solicitation Tiempo excedido por un datagrama Problema de parámetro en un datagrama Timestamp request Timestamp reply Information request Information reply Address mask request Address mask reply

35 Dispositivos: Enrutadores Los enrutadores usan un esquema de direccionamiento de Capa 3 para tomar decisiones con respecto al envío de datos. Usan direcciones lógicas en lugar de direcciones físicas. Un enrutador tiene la capacidad de tomar decisiones inteligentes con respecto a la mejor ruta para la entrega de datos en la red. Los enrutadores se usan para conectar redes separadas, y para acceder a Internet.

36 Dispositivos: Enrutadores

37 Encapsulamiento IP 1. Extrae el encabezado de enlace de datos que transporta la trama. (El encabezado de enlace de datos contiene las direcciones MAC origen y destino). 2. Examina la dirección de la capa de red para determinar cuál es la red destino. 3. Consulta las tablas de enrutamiento para determinar cuál de las interfaces usará para enviar los datos, a fin de que lleguen a la red destino.

38 Protocolo de resolución de direcciones (ARP) Los dispositivos emisores necesitan tanto las direcciones IP como las direcciones MAC de los dispositivos destino. Deben determinar la dirección física del dispositivo destino para poder realizar la comunicación, un paso a la vez. El conjunto de protocolos TCP/IP tiene un protocolo, denominado ARP, que puede encontrar automáticamente la dirección MAC necesaria.

39 Protocolo de resolución de direcciones (ARP) Se genera un mensaje de broadcast (nivel 2) con la dirección IP del destino, este contesta el mensaje indicando su dirección física. Los dispositivos mantienen tablas que contienen todas las direcciones MAC y direcciones IP de los otros dispositivos que están conectados en la misma LAN. Estas se denominan Tablas ARP, y relacionan direcciones IP a las direcciones MAC correspondientes.

40 Protocolo de resolución de direcciones (ARP)

41 Protocolo de resolución de direcciones (ARP)

42 Asignación de direcciones IP Existen dos métodos de asignación de direcciones IP: Direccionamiento estático: Se asignan direcciones IP (y demás parámetros de red) de manera manual a cada dispositivo que acceda a la red. Direccionamiento dinámico: El dispositivo obtiene su dirección IP dinámicamente por medio de un protocolo diseñado para ello. Independientemente de qué esquema de direccionamiento utilice, dos interfaces no pueden tener la misma dirección IP.

43 Asignación dinámica de direcciones IP Protocolo de resolución de dirección inversa (RARP): Relaciona las direcciones MAC con las direcciones IP. Opera en la capa de enlace de datos. Protocolo BOOTstrap (BOOTP): Un computador usa BOOTP para enviar un datagrama IP broadcast. Un servidor BOOTP recibe el broadcast y luego envía un broadcast de respuesta. El cliente recibe el datagrama y verifica la dirección MAC. Si encuentra su propia dirección MAC en el campo de dirección destino, entonces acepta la dirección IP del datagrama.

44 Asignación dinámica de direcciones IP Protocolo de configuración dinámica del host (DHCP): Evolución de BOOTP, se diseña pensando en su interoperabilidad. Protocolo para asignación de direcciones IP preferido en la actualidad.

45 Protocolos Enrutables Para que un protocolo sea enrutable, debe brindar la capacidad para asignar un número de red, así como un número de host, a cada dispositivo individual. El protocolo enrutable más comúnmente utilizado, es el protocolo IP. Aunque existen otros protocolos enrutables: IPX/SPX y AppleTalk. Los protocolos como, por ejemplo, IP, IPX/SPX y AppleTalk suministran soporte de direcciones en la Capa 3 y, en consecuencia, son enrutables.

46 Protocolos Enrutables Existen protocolos no enrutables. El más común de estos es NetBEUI. NetBEUI es un protocolo pequeño, veloz y eficiente que está limitado a ejecutarse en un segmento de red. Algunos protocolos, tal como el protocolo IPX, sólo necesitan que se le asigne un número de red; estos protocolos utilizan una dirección física de destino como el número de host. Otros protocolos como, por ejemplo, IP, requieren que se suministre una dirección completa, así como también una máscara de subred.

47 Protocolos Enrutables

48 Protocolos de Enrutamiento Los protocolos de enrutamiento determinan las rutas a tomar para realizar la transmisión de protocolos enrutados. Existen dos tipos de protocolos de enrutamiento: Los protocolos de enrutamiento de gateway interior (IGP) Los protocolos de enrutamiento de gateway exterior (EGP)

49 Protocolos de Enrutamiento Los EGPs enrutan datos entre sistemas autónomos. Un ejemplo de EGP es BGP (Protocolo de gateway fronterizo), el principal protocolo de enrutamiento exterior de Internet. Los IGPs enrutan los datos dentro de un sistema autónomo. Entre los ejemplos de los protocolos IGP se incluyen: RIP (Protocolo de Información de Enrutamiento) IGRP (Protocolo de enrutamiento de gateway interior) EIGRP (Protocolo de enrutamiento de gateway interior mejorado) OSPF (Primero la ruta libre más corta)