sábado, 15 de febrero de 2014

Direccionamiento IP


 Direccionamiento IP


TEMA 0: DIRECCIONAMIENTO
1. PROTOCOLO TCP/IP. DIRECCIONAMIENTO
1.1. Definición de Direccionamiento
Cuando en una red de comunicaciones pueden existir rutas o enlaces compartidos por varios equipos, es necesario tener un mecanismo que permita seleccionar el destinatario de un mensaje.
Este mecanismo se llama direccionamiento y consiste en asignar un identificador único a cada uno de los equipos de una red e incluirlo en cada mensaje para que así se conozca cuál de ellos es el destinatario. Además el direccionamiento también se puede utilizar para conocer donde se encuentra un equipo y así calcular cuál es el mejor camino para llegar a él.
1.2. Direccionamiento a Nivel de Enlace de Datos
Las redes de Área Extensa (WAN) utilizan enlaces punto a punto para comunicar todos sus nodos (estos enlaces están dedicados a comunicar solamente dos equipos, uno en cada extremo).
Sin embargo, la mayoría de lar Redes Locales (LAN), por simplicidad y reducción de costes, utiliza un medio compartido para transmitir redes de difusión, por lo que todas las estaciones están conectadas al mismo medio y podrán “ver” el mensaje enviado a nivel físico. Pero solo el nivel de enlace (debemos recordar que este nivel era responsable de proporcionar la comunicación nodo a nodo en una misma red de área local, detectando y corrigiendo todos los errores que se produzcan en la línea de comunicación) de la destinataria podrá tomarlo para sí.
Por tanto, las direcciones a nivel de enlace , llamadas direcciones de la subcapa MAC, están formadas por números binarios que identifican a las estaciones del resto (por lo que deben ser únicas). Dependiendo del protocolo utilizado, estas direcciones pueden tener un mayor o menor número de dígitos (normalmente 48 bits), suelen ir grabadas de fábrica en el propio adapatador o NIC.
Se suelen expresar como grupos de 8 digitos en hexadecimal. Por ej: 14:1A:2E:4B:03:3F (6 bytes)
1.3. Direccionamiento a Nivel de Red
A este nivel consiste en facilitar la localización de un destinatario en la red, lo que permite buscar el mejor camino.
Es importante en este caso conocer bien el direccionamiento en INTERNET (esta es una red que no posee estructura definida, donde existen un conjunto de tecnologías que permiten interconectar redes muy distintas entre sí, es decir, varias redes troncales con un amplio ancho de banda, conectados mediante encaminadotes rápidos y redes regionales- pueden pertenercera organismos gubernamentales, universidades o proveedores de acceso- de menor capacidad donde están conectadas las LAN y lo proveedores de acceso).
Para que la red de redes INTERNET, funcionara correctamente se diseñó varios protocolos a nivel de red, que permitieran enviar los paquetes correctamente a través de una gran cantidad de redes heterogéneas. El más importante es IP (Protocolo de Interred) que también permite definir el formato de los paquetes que se transmiten.
Unidad 4.- Interconexión de equipos en redes locales (2ª parte)
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El protocolo IP es no orientado a la conexión y no fiable, esto quiere decir que el establecimiento de
la conexión y el control de errores lo debe llevar a cabo algún protocolo de transporte a niveles
superiores (TCP: Protocolo de control de la transmisión, orientado a la conexión y fiable).
La dirección IP es el identificador de cada host dentro de su red de redes. Cada host conectado a
una red tiene una dirección IP asignada, la cual debe ser distinta a todas las demás direcciones que
estén vigentes en ese momento en el conjunto de redes visibles por el host. En el caso de Internet, no
puede haber dos ordenadores con 2 direcciones IP (públicas) iguales. Pero sí podríamos tener dos
ordenadores con la misma dirección IP siempre y cuando pertenezcan a redes independientes entre sí
(sin ningún camino posible que las comunique).
Las direcciones IP están formadas por 4 bytes (32 bits) en la versión 4 del protocolo. Estas
direcciones se pueden especificar directamente en binario, aunque resulta más cómodo utilizar la
notación decimal con puntos, donde cada cifra está comprendida entre 0 y 255 (en binario
00000000.00000000.00000000.00000000 hasta 11111111.11111111.11111111.11111111). Y es el
NIC (Centro de Información de la Red) la Institución encargada de asignar las direcciones de
INTERNET, para impedir duplicados.
 Ejemplo 1: una dirección IP está formada por un número en binario de 32 bits como:
11000001010011000000101100100000 la conversión se realiza de 8 en 8 bits
11000001.01001100.00001011.00100000
193 76 11 32
193.76.11.32 dirección IP en decimal
Por otra parte por este método se pueden nombrar calculando 2 elevado a 32 obtenemos más de
4000 millones de direcciones distintas. Sin embargo, no todas las direcciones son válidas para
asignarlas a hosts. Las direcciones IP no se encuentran aisladas en Internet, sino que pertenecen
siempre a alguna red. Todas las máquinas conectadas a una misma red se caracterizan en que los
primeros bits de sus direcciones son iguales. De esta forma, las direcciones se dividen
conceptualmente en dos partes: el identificador de red y el identificador de host.
Dependiendo del número de hosts que se necesiten para cada red, las direcciones de Internet se han
dividido en las clases primarias A, B y C. La clase D está formada por direcciones que identifican no
a un host, sino a un grupo de ellos llamados de difusión o broadcast. Las direcciones de clase E no
se pueden utilizar (están reservadas).
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Tabla 1: Clases de direcciones IP y Tabla 2: Rango de direcciones para las clases de IP
Las direcciones de clase A usan 7 bits para el número de red permitiendo 128 posibles redes. Los restantes 24 bits se emplean para el número de host, de modo que cada red puede tener hasta 16,777,214 hosts (veremos posteriormente que dos IP`s no se pueden utilizar para nombrar hosts). Se asignan direcciones de clase A a grandes redes (con muchas estaciones). Las direcciones de clase B usan 14 bits para el número de red, y 16 bits para el de host, lo que supone 16384 redes de hasta 65534 hosts cada una. Las direcciones de clase C usan 21 bits para el número de red y 8 para el de host, lo que supone 2,097,152 redes de hasta 254 hosts cada una. Se asignan direcciones de clase C a pequeñas redes. Las direcciones de clase D se reservan para multicasting o multidifusión, usada para direccionar grupos de hosts en un área limitada. Las direcciones de clase E están reservadas para protocolos especiales como administración de grupos en Internet y otras futuras implementaciones. Nota.- De todas la IP’s posibles dentro de la red hay siempre que descontar dos IP´s, el que tiene todos a 0 porque identifica a la red y el que tiene todos a 1 porque se utiliza para broadcasting. A continuación aclaramos esto.
De las direcciones indicadas, como hemos dicho en la nota anterior, hay algunas que no se pueden asignar a ninguna estación, ya que su uso está reservado para el propio protocolo. Éstas son: Las direcciones IP con número de estación todos a ceros (en binario): se refieren a la red actual. Estas direcciones nos van a servir para definir la red en la que se ubica. Ejemplos de estas direcciones IP serían:
 Clase A: 1.0.0.0, 2.0.0.0,…,126.0.0.0
 Clase B: 128.0.0.0, 191.18.0.0, 158.221.0.0,…
 Clase C: 192.0.0.0, 221.121.194.0, …
7bits
14 bits
21 bits
28 bits
27 bits
24 bits
16 bits
8 bits
NºRED
NºESTACION
127 en binario es 01111111
223 en binario es 11011111
27 = 128
224 = 16.777.216
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Las direcciones IP con número de estación todos a unos (en binario): se utilizan para difusión o broadcast, es decir, envían mensajes a todas las estaciones dentro de la misma subred. Ejemplos de estas direcciones IP serían:
 Clase A: 120.255.255.255, …
 Clase B: 134.14.255.255, …
 Clase C: 198.1.125.255, …
Otras direcciones reservadas son para REDES DE ÁREA LOCAL:
Hay ciertas direcciones en cada clase de dirección IP que no están asignadas y que se denominan direcciones privadas. Las direcciones privadas pueden ser utilizadas por los hosts de una LAN que utilizan un modem-router para conectarse a una red pública como Internet . En una misma red no puede existir dos direcciones iguales, pero sí se pueden repetir en dos redes privadas que no tengan conexión entre sí directa. Las direcciones reservadas son: Clase A: 10.0.0.0. Es una red clase A uso VIP, ej.: la red militar estadounidense. Clase B: Las redes 172.16.0.0 a 172.31.0.0. Son 16 redes clase B contiguas, uso en universidades y grandes compañías. Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.0. Son un total de 256 redes clase C contiguas, uso de compañías medias y pequeñas además es recomendable que sean estas las redes que utilicemos para configurar cualquier LAN pequeña.
Clase Direcciones de redes reservadas para LAN`s A
10.0.0.0 B
172.16.0.0 - 172.31.0.0 C
192.168.0.0 - 192.168.255.0
Se define: Dirección IP Privada: aquellas que son visibles únicamente por otros hosts de su propia red o de otras redes privadas interconectadas por routers (el propósito de un router es examinar los paquetes entrantes, elegir cuál es la mejor ruta para ellos a través de la red y luego “conmutarlos” hacia el puerto de salida adecuado, por tanto un router o encaminador no es más que un ordenador con varias direcciones IP, una para cada red, que permita el tráfico de paquetes entre sus redes).
La capa de red se encarga de fragmentar cada mensaje en paquetes de datos llamados datagramas IP y de enviarlos de forma independiente a través de la red de redes. Cada datagrama IP incluye un campo con la dirección IP de destino. Esta información se utiliza para enrutar los datagramas a través de las redes necesarias que los hagan llegar hasta su destino.
Así, las direcciones IP privadas se utilizan en las empresas para los puestos de trabajo. Los ordenadores con direcciones IP privadas pueden salir a Internet por medio de un router que tenga una IP pública. Sin embargo, desde Internet no se puede acceder a ordenadores con direcciones IP privadas. Dirección IP Pública: Son visibles en todo Internet. Un ordenador con una IP pública es accesible (visible) desde cualquier otro ordenador conectado a Internet. Para conectarse a Internet es necesario tener una dirección IP pública.
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Desde este punto de vista se distinguen:
Intranet.-- Red privada que utiliza los protocolos TCP/IP. Puede tener salida a Internet o no. En el caso de tener salida a Internet, el direccionamiento IP permite que los hosts con direcciones IP privadas puedan salir a Internet pero impide el acceso a los hosts internos desde Internet. Dentro de una intranet se pueden configurar todos los servicios típicos de Internet (web, correo, mensajería instantánea, etc.) mediante la instalación de los correspondientes servidores. La idea es que las intranets son como "internets" en miniatura o lo que es lo mismo, Internet es una intranet pública gigantesca.
Extranet.-- Unión de dos o más intranets. Esta unión puede realizarse mediante líneas dedicadas (RDSI, X.25, frame relay, punto a punto, etc.) o a través de Internet.
Internet.-- La mayor red pública de redes TCP/IP.
Ampliación:
Al actual protocolo IP se le suele llamar IPv4 para distinguirlo de otra especificación que se empieza ahora a implantar: el protocolo IPv6. Con IPv4 se utilizan direcciones de red de 32 bits, lo que es claramente insuficiente cuando todas las redes se integran entre sí como en el caso de Internet. Aunque tiene muchas más ventajas añadidas, IPv6 viene a resolver principalmente este asunto, pues su sistema de direccionamiento pasa de 32 a 128 bits. Gran parte de los sistemas operativos actuales así como los dispositivos de red más aventajados ya vienen preparados para la migración de IPv4 a IPv6.
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1.4. Máscara de subred
Una máscara de subred es una secuencia de 32 bits que sirve para distinguir con facilidad qué parte de una dirección codifica la subred (una subdivisión o grupo de la red total) y qué parte el host. Una máscara se construye poniendo a 1 los bits que pertenecen a la subred y a 0 los bits que pertenecen a la identificación del host.
Así una subred de clase A vendría determinada por la máscara 11111111 00000000 0000000 00000000, es decir 255.0.0.0 . Una subred de clase B tendría la máscara 255.255.0.0 y una subred de clase C tendría la máscara 255.255.255.0. Es posible cualquier combinación de los bits para generar subredes y hosts dentro de las subredes siempre que tanto los “1” como los “0” aparezcan consecutivos.

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