REDES Y COMUNICACIONES `César Tabares
MODELO DE REFERENCIA OSI OPEN SYSTEMS INTERCONNECTION APLICACIÓN PRESENTACIÓN SESIÓN TRANSPORTE RED ENLACE FISICA
RED Es la interconexión de distintos dispositivos con el fin de compartir recursos. Dispositivos de Red: PC, Impresoras, Enrutadores, Servidores de Terminales, etc.
RED DE ÁREA LOCAL Es la interconexión de distintos dispositivos con el fin de compartir recursos, los cuales se encuentran a cortas distancias y se pueden conectar directamente a través de un medio físico.
ANTECEDENTES Con el fin de estandarizar la interconexión de PCs, se desarrollaron dos vertientes, las cuales fueron lideradas por XEROX e IBM respectivamente
ANTECEDENTES (Cont.) XEROX MEDIO FÍSICO: Cable Coaxial TOPOLOGÍA: Bus VELOCIDAD: 10Mbps ACCESO AL MEDIO: CSMA/CD IBM MEDIO FÍSICO: Cable Coaxial TOPOLOGÍA: Anillo VELOCIDAD: 4 o 16Mbps ACCESO AL MEDIO: Token Passing
ESTÁNDAR XEROX ETHERNET IEEE 802.3 CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection 10Base2: Velocidad 10Mbps, alcance de 200mts. Número Máx. Nodos= 30 10Base5: Velocidad 10Mbps, alcance 500mts. Número Máx. Nodos= 100
CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access/ Colission Detection o Listen Before Talk (LBT). Consiste esta técnica en que una estación que desee transmitir, primero escucha el medio para determinar si hay otra transmisión en proceso.
TOPOLOGÍA TIPO BUS MEDIO FÍSICO: cable coaxial ANCHO DE BANDA: Compartido DISPOSITIVO: tarjeta de red (NIC)
TRAMA ETHERNET 64 bits 48 bits 48 bits 46-1500 bytes Preámbulo Dirección de destino Dirección de origen Datos Relleno Suma de Comprobación Longitud del campo datos
ESTÁNDAR IBM TOKEN RING IEEE 802.5 TOKEN PASSING: DISPOSITIVO DE RED: MAU (Media Access Unit). NIC (tarjeta de red). VELOCIDADES: 4 o 16 Mbps
TOKEN PASSING Consiste en la circulación de un paquete especial de información que recibe el nombre de testigo (Token), el cual indica a la estación que lo recibe, que tiene el medio de transmisión a su disposición para el envío de información.
TOPOLOGÍA TIPO ANILLO Token
ETHERNET VS. TOKEN RING Token Ring es más eficiente que Ethernet TR es más costoso que Ethernet TR se convirtió en una tecnología propietaria de IBM Todos los fabricantes de tecnología (excepto IBM) se inclinaron por Ethernet Ethernet se convirtió en un estándar
DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGÍA TIPO BUS Ancho de banda compartido. A mayor número de usuarios menor desempeño Por tratarse de una configuración serial, si la conexión a uno de los nodos de red falla, toda la red falla. Dificultad excesiva para hacer mantenimiento a la red.
TOPOLOGÍA EN ESTRELLA
ETHERNET 10BASE T Topología en Estrella Ancho de banda compartido Cable UTP Número Máximo de Nodos por segmento 1024 Distancia máxima del hub a la estación 100Mts.
LA CAPA DE ENLACE DIRECCIONES MAC Media Access Control Direcciones Físicas Únicas por cada salida de red 48 bits ej: A3:B4:C9:67:D1:78 Cada fabricante tiene su propia franja Los equipos se comunican por las MACs
ESTANDARES DE REDES SUBDIVISIONES DE ETHERNET DE ACUERDO AL CABLE Nombre Cable Segmento Máximo Nodos/Seg 10 Base5 CoaxGrueso 500m 100 10Base2 CoaxDelgado 200m 30 10BaseT TP 100m 1024 10BaseF Fibra 2000m 1024
LA CAPA DE RED PROTOCOLOS DE RED DESCUBRIMIENTO DE RUTAS PAQUETES DE DATOS DATAGRAMAS
PROTOCOLOS DE RED NETBEUI Desarrollado por Microsoft en sus ambientes Windows IPX Usado por Novell Netware NWLINK IPX implementado por Microsoft
IP - INTERNET PROTOCOL DATAGRAMA 32 bits Tiempo de Vida Encabezado Protocolo Suma de Comprobación Dirección Origen Dirección Destino DATOS
IP - DIRECCIONAMIENTO Ej (notación binaria) 10001100111001100011101010101001 Notación decimal - 4 octetos separados por puntos Se subdivide en dos partes así:... Porción de red Porción de hosts
IP - DIRECCIONAMIENTO Ej (notación decimal) 192.221.9.25 en binario sería : 11000000.11011101.00001001.00011001 Cada octeto está comprendido entre el 0 y el 255 (00000000 y 11111111)
IP - REGLAS DE DIRECCIONAMIENTO En una red la dirección debe ser única La porción de red no puede ser toda unos (binario) ni toda ceros La porción de hosts no puede ser toda unos ni toda ceros En una misma LAN se debe conservar la porción de red En LANs diferentes la porción de red debe ser diferente
IP - CLASES DE REDES CLASE A Bit más alto en 0 Direcciones cuyo primer octeto esté entre el 1 y el 126 La red 127 es especial (se usa para procesos internos en los servidores - loopback) Son 126 redes, c/u con 16 777.214 hosts Ej : 53.140.25.200 Porción de Red Porción de Host
IP - CLASES DE REDES CLASE B Bits más altos en 10 Direcciones cuyo primer octeto esté entre el 128 y el 191 Son 16.384 redes con 65534 hosts c/u Ej : 141.45.12.185 Porción de Red Porción de Host
IP - CLASES DE REDES CLASE C Bits más altos en 110 Direcciones cuyo primer octeto esté entre el 192 y 223 Son 2 097.152 redes con 254 hosts c/u Ej : 206.21.108.6 Porción de Red Porción de Host
IP - CONCEPTOS MÁSCARA Consiste en dejar la porción de red en unos y la de hosts en ceros Ej: dirección ip máscara 100.1.23.44 255.0.0.0 180.3.90.1 255.255.0.0 200.21.15.1 255.255.255.0 Máscara por defecto (default)
IP - CONCEPTOS NÚMERO DE RED Consiste en dejar intacta la porción de red y poner en ceros la porción de hosts Ej: dirección ip Número de red 120.67.1.200 120.0.0.0 210.4.32.1 210.4.32.0 170.112.20.8 170.112.0.0 La operación AND entre la IP y la MÁSCARA da como resultado el NÚMERO DE RED
IP - CONCEPTOS DIRECCIÓN BROADCAST (DIFUSIÓN) Se utiliza para referirse a todos en la red Consiste en dejar la porción de red intacta y poner unos en la porción de hosts Ej: dirección ip Dirección broadcast 200.30.1.1 200.30.1.255 22.130.100.90 22.255.255.255 143.67.12.9 143.67.255.255
IP - CONCEPTOS DIRECCIONES PRIVADAS Direcciones no registradas en Internet DIRECCIONES PÚBLICAS Registradas en Internet Internic Espacio privado de internet Direcciones que no le reservan a nadie 10.0.0.0-10.255.255.255 172.16.0.0-172.31.255.255 192.168.0.0-192.168.255.255
128.1.0.0 ENRUTADORES Red A 128.2.0.0 Enrutador 128.3.0.0 Red B Enrutador Red C
ENRUTADORES QUÉ SE CONFIGURA EN ELLOS Direcciones en el puerto LAN y en los WAN La dirección del puerto LAN de un router es la puerta de enlace o gateway de los pcs de esa LAN Para dos puertos WANs que se unen de routers diferentes, se les asignan direcciones en la misma red (consecutivas típicamente) Ninguna dirección de red se debe repetir
ENRUTADORES QUÉ SE CONFIGURA EN ELLOS Se debe activar la opción de enrutamiento Se debe activar un algoritmo de enrutamiento o definir rutas estáticas Se pueden configurar varias direcciones ip en un mismo puerto LAN y con esto definir prácticamente varias redes en una misma LAN.
Enrutador A: Puerto Lan(1) 128.1.1.50 128.1.0.0 máscara 255.255.0.0 Puerto Wan(2) 192.1.1.1 máscara 255.255.255.0 Enrutador B: Puerto Lan(1) 128.2.1.20 máscara 255.255.0.0 Wan (2) 192.1.1.2 Wan(3) 192.1.2.1 Wan(4) 192.1.3.1 Enrutador C: Lan (1) 128.3.1.50 D 128.4.0.0 Wan(2) 192.1.2.2 Enrutador D: 2 Lan (1) 128.4.1.30 Wan(2) 192.1.3.2 2 A B 2 4 3 2 C 128.2.0.0 128.3.0.0
SUBREDES Consiste en tomar la porción de hosts y subdividirla en subred y host Porción de red Porción de hosts Subred Hosts Ej : de la red 10.x.x.x se pueden generar subredes usando el primer octeto de la parte de host para la subred y los otros dos octetos para los hosts como tal.
SUBREDES La red 10.x.x.x con máscara 255.255.0.0 Así se tendrían 256 subredes cada una con 65534 hosts 10.0.x.x, 10.1.x.x, 10.2.x.x,... 10.255.x.x Este es un esquema muy práctico denotándolo así: 10.ubicación.piso.equipo
SUBREDES IMPLEMENTADAS EN CLASE B bits/sub bits/host #subr #host máscara 2 14 2 16382 255.255.192.0 3 13 6 8190 255.255.224.0 4 12 14 4094 255.255.240.0 5 11 30 2046 255.255.248.0 6 10 62 1022 255.255.252.0 7 9 126 510 255.255.254.0 8 8 254 254 255.255.255.0
SUBREDES IMPLEMENTADAS EN CLASE C bits/sub bits/host #subr #host máscara 2 6 2 62 255.255.255.192 3 5 6 30 255.255.255.224 4 4 14 14 255.255.255.240 5 3 30 6 255.255.255.248 6 2 62 2 255.255.255.252
SUBREDES Ej: Abrir la red 192.168.1.0 en 6 subredes Se usaría la máscara 255.255.255.224 Tomando las combinaciones de 3bits se tienen 001,010,011,100,101,110 ésto en los 3 primeros bits (más altos), dando las subredes 192.168.1. (32, 64,96,128,160, 192) Las ips asignables en la 1era subred serían desde 192.168.1.33 hasta 192.168.1.62
VLSM Variable Length Subnet Mask Técnica que permite la creación de subredes con longitud de máscara variable. Esta técnica supone el conocimiento básico de las direcciones IP con clase y la función de la máscara de red/subred en una dirección asignada a un dispositivo de red.
MÁSCARA FIJA Si se utiliza una máscara de subred de tamaño fijo (la misma máscara de subred en todas las direcciones), todas las subredes van a tener el mismo tamaño, generando un gran desperdicio de direcciones. Por ejemplo, si la subred más grande necesita 200 hosts, todas las subredes van a tener el mismo tamaño de 256 direcciones IP
QUÉ SOLUCIONA VLSM? La falta de flexibilidad de la máscara fija El desperdicio de direcciones
QUÉ ES VLSM? Básicamente lo que se hace en VLSM es permitir que la información de direccionamiento se use sólo cuando es efectiva, es decir, cuando se asigna un rango de direcciones. A tal rango se le asigna una máscara de subred dependiente de la capacidad de hosts que debe numerar y el resto se deja en reserva para otras subredes o para uso futuro, con la posibilidad de que el tamaño de las subredes futuras pueda ser diferente al de las ya asignadas.
PROTOCOLOS Los protocolos que soportan la técnica VLSM son: RIP Versión 2, OSPF, IS- IS, EIGRP y BGP-4. Los protocolos que no soportan la técnica VLSM son: RIP Versión 1, IGRP y EGP
EJERCICIO Abrir la red 192.168.11.0/24 en tres subredes con 5, 10 y 30 hosts respectivamente. SOLUCIÓN: 1. Ordeno las redes en orden descendente, según el Nro. de hosts.
SOLUCIÓN (Cont..) 2. Asigno el número mínimo de bits necesario para direccionar dicha cantidad de hosts. 3. Para nuestro caso particular, se requieren 5 bits para direccionar 30 hosts, por lo tanto las subredes válidas serían 192.168.11.0/27, 192.168.11.32/27, 192.168.11.64/27, hasta la 192.168.11.224/27
SOLUCIÓN (Cont..) 4. Elijo entonces la dirección 192.168.11.0/27 para la primera subred, con Ips válidas desde la.1/27 hasta.30/27 5. Para direccionar 10 hosts requiero mínimo 4 bits, por lo tanto las subredes válidas serían 192.168.11.0/28, hasta la 192.168.11.240/28. 6. Como la dirección de subred 192.168.11.0 ya se asignó anteriormente, entonces para la segunda subred asigno la dirección 192.168.11.32/28 con las Ips válidas desde.33/28 hasta.46/28
SOLUCIÓN (Cont..) 7. Para direccionar 5 hosts requiero mínimo 3 bits, por lo tanto las subredes válidas serían 192.168.11.0/29, hasta la 192.168.11.248/29. 8. Como la direcciones de subred 192.168.11.0 y la 192.168.11.32 ya se asignaron anteriormente, entonces para la tercera subred asigno la dirección 192.168.11.48/29 con las Ips válidas desde.49/29 hasta.54/29
PROBLEMA 1 Tenemos la dirección 192.52.16.0 para direccionar 160 hosts de 5 facultades, adicionalmnete nos solicitan que cada facultad quede en una subred diferente así: INGENIERÍA SALUD EDUCACIÓN DERECHO ARQUITECTURA 80 Hosts 20 Hosts 20 Hosts 20 Hosts 20 Hosts
PROBLEMA 2 Dada la red 192.168.0.0/24, desarrolle un esquema de direccionamiento que cumpla con los siguientes requerimientos. Use VLSM, es decir, optimice el espacio de direccionamiento tanto como sea posible. Una subred de 20 hosts para ser asignada a la VLAN de Profesores Una subred de 80 hosts para ser asignada a la VLAN de Estudiantes Una subred de 20 hosts para ser asignada a la VLAN de Invitados Tres subredes de 2 hosts para ser asignadas a los enlaces entre enrutadores.