exploration network chapter6

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Direccionamiento de la red: IPv4

Aspectos básicos de networking: Capítulo 6

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ObjetivosExplicar la estructura del direccionamiento IP y demostrar la capacidad de convertir números decimales en números binarios de 8 bits, y viceversa.

Según una dirección IPv4 determinada, clasificarla según el tipo y describir cómo se utiliza en la red.

Explicar cómo los ISP asignan direcciones a las redes y cómo los administradores hacen lo mismo dentro de las redes.

Determinar la porción de red de la dirección host y explicar la función que cumple la máscara de subred en la división de las redes.

Según la información de direccionamiento IPv4 y los criterios de diseño, calcular los componentes de direccionamiento adecuados.

Utilizar las utilidades de prueba comunes para verificar y probar la conectividad de red y el estado operativo del stack de protocolos IP en un host.


Estructura de direccionamiento IPCada dispositivo de una red debe ser definido en forma exclusiva. Cada paquete posee una dirección de origen de 32 bits y una dirección de destino de 32 bits en el encabezado de Capa 3.

Punto Decimal

Los patrones binarios que representan direcciones IPv4 son expresadoscon puntos decimales separando cada byte del patrón binario, llamadoocteto, con un punto. Se le llama octeto debido a que cada númerodecimal representa un byte u 8 bits.


Estructura de direccionamiento IP

Porciones de red y de host

En cada dirección IPv4, alguna porción de los bits de orden superior representa la dirección de red. En la Capa 3, se define una red como un grupo de hosts con patrones de bits idénticos en la porción de dirección de red de sus direcciones. El número de bits usado y restantes representan la porción de hosts y determinan el número de hosts que podemos tener dentro de la red.


Practica convertir los números binarios de 8 bits en números decimales

Estructura de direccionamiento IP


Estructura de direccionamiento IPConvertir los números decimales en números binarios de 8 bits


Clasificación y definición de direcciones IPv4Cuales son los tres tipos de direcciones de la red y describa el propósito de cada tipo

• Direccion de Red: Identificador del segmento• Direccion de Broadcast: Dirección especial que se reserva paraenviar un mensaje a todas las estaciones. Por lo general, unadirección de broadcast es una dirección MAC destino compuesta portodos unos• Direccion de Host: identifica el sistema en particular de esa red.


Clasificación y definición de direcciones IPv4Determinar las direcciones host, de broadcast y de red para una combinación de prefijos y una dirección determinada


Clasificación y definición de direcciones IPv4Tipos de comunicaciones en la capa de red


Los dispositivos de Capa 2 filtran tramas de datosbasados en la dirección MAC destino. La trama seenvía si se dirige a un destino desconocido fuera deldominio de colisión. La trama también será enviada sise trata de un broadcast, multicast o unicast que sedirige fuera del dominio local de colisión. La únicavez en que la trama no se envía es cuando eldispositivo de Capa 2 encuentra que el host emisor yel receptor se encuentran en el mismo dominio decolisión. Un dispositivo de Capa 2, tal como unpuente, crea varios dominios de colisión peromantiene sólo un dominio de colisión.

Clasificación y definición de direcciones IPv4


Los dispositivos de Capa 3 filtran paquetes basadosen la dirección IP destino. La única forma en que unpaquete se enviará es si su dirección IP destino seencuentra fuera del dominio broadcast y si el routertiene una ubicación identificada para enviar elpaquete. Un dispositivo de Capa 3 crea variosdominios de colisión y broadcast.




Ciertas direcciones de host son reservadas y no pueden asignarse a dispositivos dela red. Estasdirecciones de host reservadas incluyen:

• Dirección de red: Utilizada para identificar la red en sí.• Dirección de broadcast: Utilizada para realizar el broadcast de paqueteshacia todos los dispositivos de una red.


Clasificación y definición de direcciones IPv4Direcciones públicas

La estabilidad de la Internetdepende de forma directa de laexclusividad de las direcciones dered utilizadas públicamente.

En un principio, una organización conocida como el Centro de informaciónde la red Internet (InterNIC) manejaba esteprocedimiento. InterNIC ya no existe y la Agencia de asignación denúmeros de Internet (IANA) la ha sucedido. IANA administra,cuidadosamente, la provisión restante de las direcciones IP paragarantizar que no se genere una repetición de direcciones utilizadas deforma pública. La repetición suele causar inestabilidad en la Internet ycompromete su capacidad para entregar datagramas a las redes.

Hizo falta un procedimientopara asegurar que lasdirecciones fueran, de hecho,exclusivas.



Las direcciones IP públicas sonexclusivas. Dos máquinas que seconectan a una red pública nuncapueden tener la misma direcciónIP porque las direcciones IPpúblicas son globales y estánestandarizadas.

Todas las máquinas que seconectan a la Internet acuerdanadaptarse al sistema. Hay queobtener las direcciones IPpúblicas de un proveedor deservicios de Internet (ISP) o unregistro, a un costo.



Con el rápido crecimiento deInternet, las direcciones IPpúblicas comenzaron a escasear.

Se desarrollaron nuevos esquemasde direccionamiento, tales como elenrutamiento entre dominios sinclase (CIDR) y el IPv6, paraayudar a resolver este problema.CIDR y IPv6 se tratan másadelante en este curso.


Clasificación y definición de direcciones IPv4Direcciones privadas

Las direcciones IP privadas sonotra solución al problema delinminente agotamiento de lasdirecciones IP públicas.

Sin embargo, las redes privadasque no están conectadas a laInternet pueden utilizar cualquierdirección de host, siempre quecada host dentro de la red privadasea exclusivo.El RFC 1918 asigna tres bloques

de la dirección IP para uso internoy privado. Estos tres bloquesconsisten en unadirección de Clase A, un rango dedirecciones de Clase B y un rangode direcciones de Clase C. Lasdirecciones que se encuentran enestos rangos no se enrutan haciael backbone de la Internet.


Clasificación y definición de direcciones IPv4Direcciones privadas



Un importante bloque de direcciones reservado con objetivosespecíficos es el rango de direcciones IPv4 experimentales de240.0.0.0 a 255.255.255.254. Actualmente, estas direcciones semencionan como reservadas para uso futuro (RFC 3330). Esto sugiereque podrían convertirse en direcciones utilizables. En la actualidad, noes posible utilizarlas en redes IPv4. Sin embargo, estas direccionespodrían utilizarse con fines de investigación o experimentación.


Clasificación y definición de direcciones IPv4Método histórico para la asignación de direcciones

Clases de redes antiguas

Históricamente, la RFC1700 agrupaba rangos de unicast en tamañosespecíficos llamados direcciones de clase A, de clase B y de clase C. Tambiéndefinía a las direcciones de clase D (multicast) y de clase E (experimental).

Las direcciones unicast de clases A, B y C definían redes de tamañosespecíficos, así como bloques de direcciones específicos para estas redes,como se muestra en la figura. Se asignó a una compañía u organización todoun bloque de direcciones de clase A, clase B o clase C. Este uso de espacio dedirección es denominado direccionamiento con clase.


Asignación de direccionesImportancia de utilizar un proceso estructurado para asignar direcciones IP a hosts y las consecuencias derivadas de elegir

direcciones privadas en lugar de direcciones públicas


El Protocolo de configuración dinámica del host (DHCP) es el sucesor del BOOTP. A diferencia del BOOTP, el DHCP permite que el host obtenga la dirección IP de forma dinámica sin que el administrador de red tenga que configurar un perfil individual para cada dispositivo. Lo único que se requiere para utilizar el DHCP es un rango definido de direcciones IP en un servidor DHCP. A medida que los hosts entran en línea, se comunican con el servidor DHCP y solicitan una dirección. El servidor DHCP elige una dirección y se la arrienda a dicho host. Con DHCP, la configuración completa de las red se puede obtener en un mensaje.

Asignación de direcciones

Esto incluye todos los datos que proporciona el mensaje BOOTP más una dirección IParrendada y una máscara de subred.El protocolo bootstrap (BOOTP) opera en un entorno cliente-servidor y sólorequiere el intercambio de un solo paquete para obtener la información IP.


Asignación de direccionesQué tipos de direcciones se deben asignar a dispositivos que no son los de los usuarios finales


Asignación de direccionesAutoridad de números asignados a Internet (IANA)

Hasta mediados de los años noventa, todo el espacio dedirecciones IPv4 era directamente administrado por la IANA. Enese entonces, se asignó el resto del espacio de direcciones IPv4a otros diversos registros para que realicen la administración deáreas regionales o con propósitos particulares. Estas compañíasde registro se llaman Registros regionales de Internet (RIR),como se muestra en la figura.


Asignación de direccionesDiferentes tipos de ISP y sus respectivas funciones en el momento de proporcionar conectividad a Internet

Nivel 1

En la parte superior de lajerarquía de ISP están losISP de nivel 1. Éstos songrandes ISP a nivelnacional o internacionalque se conectandirectamente al backbonede Internet. Los clientesde ISP de nivel 1 son ISPde menor nivel o grandescompañías yorganizaciones.



Nivel 2

Los ISP de nivel 2adquieren su servicio deInternet de los ISP denivel 1. Los ISP de nivel 2generalmente se centranen los clientes empresa.



Nivel 3

Los ISP de nivel 3compran su servicio deInternet de los ISP denivel 2. El objetivo deestos ISP son losmercados minoristas y delhogar en una ubicaciónespecífica.


Asignación de direccionesCambios realizados al protocolo IP en IPv6 y describa la motivación para la migración de IPv4 a IPv6

En 1992, la Fuerza de tareas de ingeniería de Internet (IETF) identificólas dos dificultades siguientes:• Agotamiento de las restantes direcciones de red IPv4 no asignadas. Enese entonces, el espacio deClase B estaba a punto de agotarse.• Se produjo un gran y rápido aumento en el tamaño de las tablas deenrutamiento de Internet a medida que las redes Clase C se conectabanen línea. La inundación resultante de nueva información en la redamenazaba la capacidad de los Routers de Internet para ejercer unaefectiva administración.


Determinación de la porción de red de la dirección host y la función que cumple la máscara de subred

Cómo se utiliza la máscara de subred para crear y especificar las porciones de host y de red de una dirección IP


Determinación de la porción de red de la dirección host y la función que cumple la máscara de subred

Operación AND

AND es una de las tres operacionesbinarias básicas utilizadas en la lógicadigital. Las otras dos son OR y NOT.Mientras que las tres se usan en redesde datos, AND se usa para determinarla dirección de red. Por lo tanto, sólo setratará aquí la lógica AND.

La lógica AND es la comparación de dosbits que produce los siguientesresultados:

1 AND 1 = 1

1 AND 0 = 0

0 AND 1 = 0


Comando PINGPrueba de la capa de red

Ping es una utilidad paraprobar la conectividad IPentre hosts. Ping envíasolicitudes de respuestasdesde una dirección hostespecífica. Ping usa unprotocolo de capa 3 queforma parte del conjunto deaplicaciones TCP/IP llamadoControl Message Protocol(Protocolo de mensajes decontrol de Internet, ICMP).Ping usa un datagrama desolicitud de eco ICMP.Ping del loopback local

Una respuesta de 127.0.0.1 indica que el IP está correctamente instalado enel host.


Prueba de la capa de red Utilice el comando “ping” para verificar que un host local pueda comunicarse con una gateway a través de una red de área local


Prueba de la capa de red Utilidad del comando “ping” para verificar que un host local pueda comunicarse a través de una gateway con un dispositivo ubicado en una red remota


Prueba de la capa de red Utilice “tracert”/“traceroute” para observar la ruta entre dos dispositivos mientras éstos se comunican y enumere los pasos de las operaciones de “tracert”/“traceroute”


Prueba de la capa de red Función de ICMP

ICMP es el protocolo demensajería para el conjunto deaplicaciones TCP/IP. ICMPproporciona mensajes decontrol y error y se usamediante las utilidades ping ytraceroute. A pesar de queICMP usa el soporte básico deIP como si fuera un protocoloICMP de mayor nivel, enrealidad es una capa 3 separadadel conjunto de aplicacionesTCP/IP.

• Confirmación de host• Destino o servicio inalcanzable• Tiempo excedido• Redirección de ruta• Disminución de velocidad en origen


Resumen

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