INTRODUCCIÓN LAB3-redesCOMM Para armar una red, basada en el protocolo TCP/IP, es necesario operar en la capa 3 del modelo OSI, a saber capa de red. Básicamente cada HOST o componente a nivel de capa de red tiene un número asignado, es el número IP. El rango o dominio de direcciones o números IP, que tiene la forma de 4 octetos o 32 bits, está particionado en 3 clases, las clases : A,B y C para la actual versión del protocolo IP, la versión Ipv4 existente desde 1981. Una red es un conjunto de computadores o dispositivos que se pueden comunicar unos con otros, dicho en forma muy básica. Cada HOST debe tener una forma de identificación para poder enviarle paquetes de información o recibirlos, esos paquetes pueden significar comandos, información, sesiones remotas, etc. Esos paquetes de unos y ceros tienen una estructura (trama) que asegura que llegue inequivocamente un paquete (una serie de unos y ceros lógicos) al receptor sin errores y rápidamente El direccionamiento IP es equivalente a las direcciones de correo de las casas o negocios. Forma de las direcciones IP Ejemplo dirección IP en su forma binaria : 00001010.00000000.00000000.00000001 Forma decimal de la misma : 10.0.0.1 Ésta última es la forma usual y práctica en que se mencionan las direcciones IP. Clase Los 32 bits que forman el conjunto de direcciones posibles están particionados en 3 clases: Bits (primer octeto) Intervalo (primer octeto) Dirección de inicio Dirección final Máximo Número de redes Máximo Número de hosts A 0xxx xxxx 1-126* 0.0.0.0 126.255.255.255 126 16,777,214 B 10xx xxxx 128-191 128.0.0.0 191.255.255.255 16,384 65,534 C 110x xxxx 192-223 192.0.0.0 223.255.255.255 2,097,152 254 La Clase A: utiliza sólo el primer octeto para identificar la RED, dejando los 3 octetos (24 bits) restantes para identificar los HOSTs. La clase A es utilizada por grandes corporaciones internacionales, ya que provee 16.777.214 (224-2) direcciones IP para los hosts, pero está limitada a sólo 126 redes. Es decir, sólo existen 126 corporaciones en el mundo que tienen direcciones de clase A, cada una de estas corporaciones pueden manejar más de 16.7 millones de direcciones IP. La Clase B: utiliza los primeros dos octetos para identificar la RED, La clase B utiliza los primeros dos octetos para identificar la red, dejando los 16 bits restantes (2 octetos) para los HOSTs. La clase B es utilizada por grandes compañías, universidades y otras entidades que necesitan un gran número de nodos. Los 2 octetos le dan cabida a 16.384 redes supliendo cada una de ellas un total de 65.534 (216-2) direcciones IP para los hosts.
La clase C: utiliza los primeros 3 octetos para el identificador de RED, dejando los 8 bits restantes para los HOSTs. La clase C es utilizada por pequeñas y medianas empresas, las cuales suman un total de 2.097.152 redes con un máximo de 254 (28-2) hosts cada una. Una red es como el nombre de la calle un host es el número de casa para ésa calle en particular. En seguida hay un límite teórico de 2^32 ( 4.294.967.296) hosts a nivel mundial, pero hay ciertos trucos o divisiones lógicas que permiten tener más de 2^32 hosts a nivel de la súper-red o internet. Por ejemplo hay una red de computadores en una escuela que tiene 100 pcs, cada uno tiene acceso a la red pública o internet, pero éstos 100 pcs tiene UNA SOLA dirección IP pública en su conjunto, es decir están detrás de un router (o encaminador) que es el host que tiene la IP pública, el router gestiona las peticiones e intercambio de paquetes de cada uno de los pcs de la red interna (o privada), para eso hace uso de un procedimiento llamado NAT (network address translation), identificando el destino (el pc) de cada paqte entrante a la red privada. De hecho hay un país árabe que tiene UNA SOLA dirección IP pública para todo el país, así con éste ejemplo extremo pero real ya se ahorran cientos de miles de direcciones IP públicas. Ahora hay un detalle importante en la administración de redes, se puede poner otra capa lógica dentro de una red local. Tomemos el ejemplo de una red privada (cosa que definiremos luego) que tiene la IP (típicamente) : 192.168.100.0 Ésta IP es de clase C, es decir el primer octeto cabe dentro del conjunto 192~233, los siguientes 2 octetos están fijos en 168 y 100 (como tb podrían estar fijos en cualquier otro par de números para una red clase C en el caso de una red pública) ya que la estructura de las redes clase C obedece a la forma: Por lo tanto solo puede variar el 4to octeto. La cantidad de hosts disponibles para ésta red es de 2^8 2. Es decir el 4to octeto varía entre 1 (ya que el 0 ES el identificador de red y NO PUEDE sere un host) y 254 ya que la dirección 255 en el 4to octeto es la dirección de broadcast (una dirección reservada en la que todos los host escuchan paquetes de control). Ahora otra forma de particionar un conjunto de hosts BAJO UNA MISMA red física es con la Subnet Mask o máscara de subred. Así dentro de la red 192.168.100.x (donde x va para los hosts desde 1 a 254) al establecer, por ejemplo, dos máscara de red, se partirá la red en 2 redes lógicas donde puede usarse el rango de IP de 1~254 (cuarto octeto) DOS VECES (porque se usaron DOS máscaras de red o subred). Las máscaras de red tb obedecen a la forma de 32 bits u 4 octetos, igual que las direcciones IP. La regla de la forma para las redes clase C es de la sgte forma: Osea, se pueden definir, cambiando el 4to octeto, 2^8 ó 256 subredes, UTILIZANDO EN CADA UNA DE ELLAS 254 hosts. La única condición para definir máscaras de subred (en el caso de las clase C), es ir cambiando progresivamente los bits más significativos del 4to octeto al verlas en forma binaria. Osea, la primera subred q se puede definir es: 255.255.255.0 ó 11111111.11111111.11111111.00000000
La segunda subred q se puede definir sería : 255.255.255.128 ó 11111111.11111111.11111111.10000000 Luego variando el 4to octeto con la regla del ir cambiando los ceros binarios del 4to octeto: 11111111.11111111.11111111.00000000 11111111.11111111.11111111.10000000 11111111.11111111.11111111.11000000... 11111111.11111111.11111111.11111110 11111111.11111111.11111111.11111111 De ésta manera los direccionamientos públicos permiten multiplicar la cantidad de IP disponibles para los millones de hosts existentes y conectados a la red pública a través de routers y dentro de sus propias redes privadas. Cabe agregar que para tener conectividad entres hosts de distintas subredes es necesario disponer de un Clase Máscara de Máscara de subred (binario) Número máximo de hosts subred (decimal) A 255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000 2 24-2 = 16,777,214 B 255.255.0.0 11111111.11111111.00000000.00000000 2 16-2 = 65,534 C 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 2 8-2 = 254 router, en caso de utilizar una misma máscara para una red basta con tener un switch. Qué son las direcciones privadas IP? Existen otras direcciones especiales que tampoco pueden emplearse en la red IP pública. Por eso a este tipo de direcciones se les conoce como direcciones IP privadas. La IANA (Internet Assigned Numbers Authority) tiene reservado los siguientes tres bloques de espacio de direcciones para redes privadas. 10.0.0.0-10.255.255.255 172.16.0.0-172.31.255.255 192.168.0.0-192.168.255.255 Pero también el intervalo de direcciones de 169.254.0.0-169.254.255.255 son reservadas para direccionamiento automático privado IP, y también no deben utilizar sobre la red Internet pública. Información más detallada del uso del espacio de las direcciones IPv4 se puede encontrar en el RFC 3330 (http://www.rfceditor.org/rfc/rfc3330.txt). Bueno, si estas direcciones no se pueden utilizar en la Internet pública, dónde se utilizan? La respuesta es muy sencilla. Estas direcciones las puedes utilizar si tienes, por ejemplo, una red y ésta no se encuentra conectada a Internet. Ahora, si tienes conexión a la red pública, puedes utilizar estas IP privadas en tu red, con un mecanismo que se le conoce como NAT (Network Address Traslation), el cual se activa o se configura en el enrutador local. Este mecanismo, junto con el DHCP (Dinamic Host Control Protocol), lo emplean mucho de los proveedores de acceso a Internet (ISP, Internet Service Provider) para darle acceso a la red a sus miles de usuarios con direcciones privadas IP dinámicas. Estas direcciones privadas también se emplean para la configuración inicial de equipos de red, tales como access point, enrutadores, etc.
Práctica de Laboratorio 3.2 Establecer la conectividad entre un switch y un computador a partir de los cables de consola (o los que se requieran), probando que ésta conexión funcionó por medio de los comandos necesarios. Utilizamos un switch de la marca CISCO, el modelo 1950. A pesar de que un switch actúa como un puente, es posible fijarle un número IP y una máscara de red, para fines administrativos o de control, es decir el switch responde a órdenes de trazado de paquetes o respuestas de ping, existen switch administrables donde es posible ir más allá en reglas u órdenes sobre éste tipo de dispositivos de red. El procedimiento de conección en el switch es a través de un cable de red tipo consola o rollover, osea uno que los terminales de los conectores están espejados, el 1 al 8, el 2 al 7, el 3 al 6 y así. En el extremo q va al computador se pone un adaptador para enchufarlo al puerto serial. Ahora por el lado del pc se utiliza el programa hyperterminal en configuración 9600,8,N,1. Se da enter y aparece un prompt propio de la interfaz de consola del 1950. Desde éste menú se establece una dirección IP para el switch (considerrándolo como otro host más de la red), una máscara de red y una IP de broadcast. Se conecta con cable directo la tarjeta de red del pc a uno de los puertos frontales rj45 del switch. Se verifica desde el prompt de WinXP el ping del dipositivo, antes se puso la tarjeta NIC del pc en la misma subred con una IP fija válida dentro del rango. Se confirma que efecticvamente existe conexión. Pantallazo del menu de control del Switch CISCO 1950
3.3 Conectar un router y un computador, utilizando los cables necesarios. Utilizamos un router marca Dlink, ésta vez la especificación de IP, máscara y broadcast es a través de una interfaz web que genera el propio router en la IP 192.168.0.1 Ya teníamos la NIC del pc en el mismo rango de IP con la máscara 255.255.255.0 por lo tanto fue cosa de poner la dirección IP antes mencionada en un navegador web, tras el password y la contraseña tomada del manual del router, logramos fijarle una IP válida al router, la máscara de red y el broadcast que se fija solo el el host de más alta numeración La conección física con el pc fue un cable de red convencional directo, desde una de las 4 toma rj45 para redes privadas hasta la NIC del pc. El ping al router desde el CMD del pc arrojó alrededor de 15mS de respuesta. 3.4 Conectar un router, un switch y un computador a partir de los cables respectivos probando que las conecciones estén operativas con los comandos que corresponda. En ésta configuración donde se utiliza un router, un switch y un pc ó más. La configuración más usual en éste caso es tener los pcs (lógico más de uno sino la red tiene poco sentido) conectados físicamente al switch através de sus NICs respectivas con las múltiples tomas de un switch, con cable directo cada una de ellas. A una de éstas tomas del switch se enchufa un cable proveniente del router de una de sus salidas rj45 (probablemente antes un componente discreto como un router dispondría como mínimo de una salida, los dispositivos de hoy intergran las funciones de switch y router en el mismo aparato) con un cable cruzado. Luego de tener los 3 hosts en la mismo rango de red y máscara se consulta a través de un ping la respuesta de el router y luego del switch consecutivamente, esto desde el CMD del winxp. Nosotros fijamos la IP del pc como 192.168.100.3 La del switch como 192.168.100.2 Y la IP del router como 192.168.100.1 La máscara de red fue para todos 255.255.255.0 Es decir se está en presencia de una misma subred, para sacarle brillo al router hubiera sido interesante haber establecido más de una subred, y contrastrar la imposibilidad de obtener respuestas a través del uso de solo un switch. Conclusiones. Una vez comprendido la forma de particionar las redes y las máscaras de sub-red es posible montar una red con máscaras lógicas respetando las reglas antes mencionadas. Por sobre la capa de red se pueden establecer permisos de escritura o lectura sobre los diversos recursos de red disponibles, impresoras, carpetas, particiones de discos, archivos en particular. El uso del router es mandatorio en el caso de tener particionado lógicamente, através de máscaras de red, una red cualquiera. Debe haber muchos otros parámetro susceptibles de cambiar, las tablas ARP, el ruteo estático, la apertura de puertos específicos para cada host, uso de servidores de autentificación, etc. Elementos pertenecientes a otras capas del modelo OSI. Miguel Brovelli Víctor Pino
Las direcciones de clase D están reservadas para multicast. Multicast es un mecanismo para definir grupos de nodos y enviarles mensajes IP a ese grupo al mismo tiempo. Sólo para diferenciar, cuando se transmite a cada nodo en la red de área local (LAN) se conoce como broadcast. Y Cuando se envía información a sólo un nodo se conoce como unicast. Para mayor información sobre el uso de las direcciones Clase D visite http://www.iana.org/assignments/multicast-addresses. La clase E hasta el momento su uso es reservado para uso futuro, y no se pueden utilizar en sobre la red Internet. Existe también el direccionamiento sin Clases (CDIR, Classless InterDomain Routing), el cual sirve para administrar direcciones IP sin tomar en cuenta las Clases vistas anteriormente. Esto ayuda en gran medida a economizar direcciones IP, ya que el esquema jerárquico por Clases genera un gran desperdicio de direcciones.