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Direccionamiento IP.

ÍNDICE 1. DIRECCIONAMIENTO IPV4

3

1.1. Dispositivos que utilizan direccionamiento IP ................................................................................. 4 1.2. Tipos básicos de direcciones Ipv4 ..................................................................................................... 5 1.3. Rangos y direcciones IPv4 reservadas .............................................................................................. 7 1.3.1. Direcciones especiales

7

1.3.2. Direcciones privadas

9

1.3.3. Direcciones reservadas

10

1.4. IANA ......................................................................................................................................................... 10 1.5. IP fijas y dinámicas ................................................................................................................................11 1.6. IP públicas y privadas ............................................................................................................................11 1.7. Proveedor de servicios de Internet ................................................................................................. 13 1.8. APIPA ........................................................................................................................................................ 14 1.9. Prefijos de red ....................................................................................................................................... 15 1.10. Cálculo de direcciones de red, de broadcast y de host ........................................................... 15 1.11. IPv4 vs. IPv6 .......................................................................................................................................... 16 1.12. Máscara de subred .............................................................................................................................. 17 1.13. CIDR......................................................................................................................................................... 19 1.14. Cálculo de direcciones de red y de broadcast; y máscara de subred ................................. 20 1.14.1. Operación lógica AND

20

1.14.2. Operación lógica OR

21

1.14.3. Operación lógica XNOR

21

1.15. Ver si varios PCs pertenecen a la misma red .............................................................................. 22 1.16. Ejemplo................................................................................................................................................... 22

2. SUBNETTING

23

2.1. Definición ................................................................................................................................................ 23 2.2. Restricciones ......................................................................................................................................... 24 2.3. Direcciones reservadas en la parte local al crear subredes ................................................... 25 2.4. Pasos a seguir ........................................................................................................................................ 26 2.5. Ejemplo 1 ................................................................................................................................................. 28 2.6. Ejemplo 2 ................................................................................................................................................ 29 2.7. Ejemplo 3 ................................................................................................................................................ 30 2.8. Ejemplo 4 ................................................................................................................................................ 32 Encarnación Marín Caballero

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2.9. Ventajas .................................................................................................................................................. 33 2.10. Conclusiones ......................................................................................................................................... 34

3. VLSM

34

3.1. Ejemplo 1 ................................................................................................................................................. 35 3.2. Ejemplo 2 ................................................................................................................................................ 36

4. PUERTA

37

DE ENLACE

5. ENCAMINAMIENTO IP

39

5.1. Definición ................................................................................................................................................ 39 5.2. Reglas de encaminamiento ................................................................................................................. 39 5.3. Métodos de encaminamiento ............................................................................................................. 40 5.3.1. Encaminamiento directo

40

5.3.2. Encaminamiento indirecto

41

5.4. Tabla de encaminamiento ................................................................................................................... 43 5.5. Ejemplos de encaminamiento ............................................................................................................ 44 5.5.1. Ejemplo 1

44

5.5.2. Ejemplo 2

45

5.5.3. Red formada por tres routers que encaminan paquetes entre tres redes

45

5.6. Tipos de encaminamiento ................................................................................................................... 46 5.6.1. Encaminamiento estático

46

5.6.2. Encaminamiento dinámico

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5.6.3. Diferencias entre enrutamiento estático y dinámico

49

6. VLAN

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1. DIRECCIONAMIENTO IPV4 La dirección IP (Internet Protocol, Protocolo de Internet) es la dirección lógica de la tarjeta de red y se usa para identificar de forma exclusiva a los hosts (ordenadores, impresoras de red, teléfonos IP, cámaras IP, etc.) en sus redes para que los dispositivos se puedan comunicar. Las direcciones IP, al ser virtuales, se asignan vía software. En la definición inicial del protocolo (IPv4), las direcciones IP se expresaban como una secuencia de cuatro dígitos, de 8 bits cada uno. Debido al enorme crecimiento de Internet, a partir de 1995 se desarrolló un nuevo protocolo, el IPv6, que permite definir un número mucho mayor de direcciones. Sin embargo, dicha versión del protocolo está aún en fase de implantación, por lo que nos centraremos en la descripción de las direcciones IPv4. Las direcciones IP tienen una longitud de 32 bits (con la versión actual IPv4) y se dividen en 4 octetos de 8 bits cada uno. Ejemplo: Dirección IP en forma de secuencia de unos y ceros.

El número de IP debe ser diferente para cada ordenador y está formado por cuatro bloques de números, separados por puntos, donde cada número puede tener un valor entre 0 y 255: W.X.Y.Z. Ejemplo: 192.168.0.20 es la dirección IP que identifica a un dispositivo en la red. Ejemplo: Dirección IP en notación binaria y decimal.

En su forma básica, la dirección IP se divide en dos partes: una dirección de red y una dirección de host.

(*) Las direcciones 0 y 127 están reservadas. Encarnación Marín Caballero

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1.1. Dispositivos que utilizan direccionamiento IP Todos los elementos que pertenecen a la red deben disponer de direccionamiento IP. Entre ellos se pueden encontrar, desde los habituales equipos informáticos: ordenadores, puntos de acceso inalámbricos, impresoras, etc., hasta dispositivos utilizados para aplicaciones específicas no tan habituales como los primeros: cámaras de videovigilancia, teléfonos IP, distribuidores de sonorización, etc. Ejemplo: Red local cableada de clase C.

Ejemplo: Redes de área local interconectadas.

Dos redes de área local conectadas entre sí mediante un dispositivo enrutador. Cada equipo de la red muestra la dirección IP asociada a él.

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1.2. Tipos básicos de direcciones Ipv4 Existen tres tipos básicos de direcciones IP según se utilicen para identificar a una interfaz en concreto o a un grupo de interfaces. Los bits de mayor peso de los que componen la dirección IP son los que permiten distinguir el tipo de dirección, empleándose un número variable de bits para cada caso. Estos tipos de direcciones son: 

Direcciones unicast. Son las direcciones dirigidas a un único interfaz de la red. Estas direcciones especifican una relación uno-a-uno entre un origen y un destino. Es el proceso por el cual se envía un paquete de un host a un host individual. Ejemplos: La mayoría de las direcciones IP se refieren a un único destinatario, como: 192.168.0.151 , 10.10.0.5 Ejemplo:



Direcciones anycast. Identifican a un conjunto de interfaces de la red. El paquete se enviará a una interfaz cualquiera de las que forman parte del conjunto. Estas direcciones son en realidad direcciones unicast que se encuentran asignadas a varias interfaces, las cuales necesitan ser configurados de manera especial. El formato es el mismo que el de las direcciones unicast. Se utiliza para garantizar servicios y repartir la carga entre varios servidores. Ejemplo:



Direcciones multicast. Este tipo de direcciones identifica a un conjunto de interfaces de la red, de manera que el paquete es enviado a cada una de ellas individualmente. Es el proceso por el cual se envía un paquete de un host a un grupo seleccionado de hosts, posiblemente en redes distintas. Si un datagrama IP es difundido a una subred, éste es recibido por cada host que se encuentre en la misma. Cada host procesa el paquete para determinar si el protocolo objetivo se encuentra activo. Si no lo está, el datagrama IP es descartado. Multicasting evita esto seleccionando grupos destino.

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Cada grupo es representado por una dirección IP de clase D. Para cada dirección multicast, habrá un grupo de 0 o más host escuchando por paquetes dirigidos a la misma. Este conjunto de hosts se denomina host group. Los paquetes enviados a una dirección multicast son reenviados sólo a los miembros del grupo de host correspondiente. Ejemplo: Dirección de difusión de una red de clase C: 192.168.0.255

Las direcciones broadcast nunca son válidas como direcciones origen. Especifican una dirección destino. Podemos diferenciar los siguientes tipos de direcciones broadcast o métodos de difusión: o

Dirección de difusión limitada (Limited broadcast address). Se envía un paquete de datos con la dirección 255.255.255.255. Se refiere a todos los hosts en la subred local y es reconocida por cada host.

o

Dirección de difusión dirigida a red (Network-directed broadcast address). Esta dirección se refiere a todos los host de la red especificada. Se utiliza en entornos sin subnetear. El número de red será un número de red válido y el número de host es todos los hosts (por ejemplo, 192.168.255.255). Los routers reenvían estos mensajes de broadcast. Se utiliza en las solicitudes ARP.

Ejemplos: Broadcast dirigido 

Destino 172.16.4.255



Hosts dentro de la red 172.16.4.0 / 24

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1.3. Rangos y direcciones IPv4 reservadas 1.3.1. Direcciones especiales Existen algunas direcciones IPv4 especiales que no pueden ser utilizadas por equipos, como son: 

Dirección de red. Es la dirección con el campo host todo a ceros. Identifica una red. Se utiliza para indicar la red misma y, por tanto, no se utiliza para ningún host. Se utiliza sólo en las tablas de encaminamiento. Identificador de Host (HostID) = todo a 0’s. Ejemplo 1: Direcciones como 122.0.0.0 ó 193.23.121.0 son direcciones de red. Ejemplo 2: Dirección de red 10.0.0.0.



Dirección de difusión local. Es la dirección con el campo host todo a unos. Se utiliza para hacer llegar un paquete a todos los equipos conectados a la misma red y, por tanto, no se utiliza para ningún host. También se la conoce como dirección de broadcast. Identificador de Host (HostID) = todo a 1’s. Ejemplo 1: 122.255.255.255 ó 193.23.121.255. Ejemplo 2: Dirección de difusión local 10.0.0.255.

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

Dirección de difusión total. Consiste en todos los bits de la dirección puestos a 1 (255.255.255.255). Se utiliza para hacer llegar un paquete a todos los equipos de todas las redes. Pero, normalmente, los encaminadores no la propagan.



Dirección de host. Es la dirección asignada a los dispositivos finales de la red. Cada dispositivo final requiere una dirección única para enviar un paquete a dicho host. En las direcciones IPv4, se asignan los valores entre la dirección de red y la dirección de broadcast a los dispositivos en dicha red. Ejemplo 1: Direcciones como 10.0.0.1 ó 192.168.12.123 son direcciones de host. Ejemplo 2: Direcciones de host 10.0.0.1, 10.0.0.2, 10.0.0.3 y 10.0.0.253.



Dirección desconocida. Es la dirección con todos los bits a cero (0.0.0.0). Puede significar dos cosas: o

Máquina sin dirección IP aún. Esta dirección indica que un nodo no está conectado a ninguna red TCP/IP. Por tanto, no puede comunicarse con ningún otro nodo.

o

Entrada por defecto en la tabla de encaminamiento. Es para hacer un ruteo por defecto.

La ruta por defecto se usa para enviar paquetes para los que no hay entrada en la tabla de enrutamiento para la red de destino. Los paquetes con una dirección de red de destino que no combinan con una ruta más específica en la tabla de enrutamiento son enviados al router del próximo salto asociados con la ruta por defecto.



Dirección con el campo red todo a ceros. Identifica a un host en la propia red, cualquiera que ésta sea. Se usa para enviar datagramas a un ordenador de la misma red sin saber en qué red nos encontramos, aunque es preciso conocer si es de clase A, B ó C para saber qué parte de la dirección es red y qué parte es host. Y se utiliza también en la tabla de encaminamiento. Identificador de Red (NetID) = todo a 0’s. Ejemplo 1: Si queremos enviar un datagrama al primer host (1.1) de una red de clase B, podemos utilizar la dirección 0.0.1.1. Ejemplo 2: 0.0.0.9 quiere decir el ordenador 9 de la misma red local.

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

Dirección de bucle local (loopback). Se utiliza para pruebas loopback (o retorno de lazo o bucle local). Es una dirección IP creada únicamente para hacer pruebas TCP/IP y comunicación entre procesos internos dentro del propio equipo. Es cualquier dirección IP de la red de clase A con identificador de equipo 127, es decir, 127.XXX.XXX.XXX. Generalmente, se suele emplear 127.0.0.1. Ejemplo: Si hacemos ping 127.0.0.1, estamos haciendo un ping a nuestro propio equipo. Si nuestro equipo no responde, puede deberse a que la tarjeta de red esté estropeada o mal instalada, o a que Windows no sea capaz de comunicarse con ella.



Dirección de enlace local (link-local). Es una dirección IP creada únicamente para comunicaciones dentro de una subred local cuando no hay disponible un mecanismo externo de autoconfiguración de direcciones IP, tal como DHCP, u otro mecanismo principal de configuración ha fallado. Se puede asignar automáticamente al host local. Estas direcciones son 169.254.0.0 a 169.254.255.255 (169.254.0.0/16). Los routers no enrutan paquetes con direcciones de enlace local.



Dirección TEST-NET. Las direcciones de 192.0.2.0 a 192.0.2.255 (192.0.2.0/24) se reservan para fines de enseñanza y aprendizaje, y se utilizan en ejemplos de documentos y de redes.



Dirección experimental. Las direcciones de 240.0.0.0 a 255.255.255.254 se indican como reservadas.

1.3.2. Direcciones privadas Además de estas direcciones especiales, la RFC 1918 define algunos rangos de direcciones que están reservados para uso privado, es decir, pueden ser utilizados en redes privadas (Intranets) que no necesiten conectarse con el exterior, y está prohibido utilizarlos en redes públicas (Internet). Estos rangos son: Clase

Prefijo CIDR

Rango de IP’s

Nº de redes

A

10.0.0.0/8

10.0.0.0 – 10.255.255.255

1

B

172.16.0.0/12

172.16.0.0 – 172.31.255.255

16

C

192.168.0.0/16

192.168.0.0 – 192.168.255.255

256

Estas 16 redes de clase B contiguas se usan en universidades y grandes compañías y las 256 redes de clase C continuas tienen uso en compañías medias y pequeñas además de hogares. Ejemplo: Estos números se usan para construir redes detrás de un cortafuegos, sin riesgo de entrar en conflicto de acceso a redes válidas de la Internet.

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Ventajas: 

Son direcciones para el uso particular de la red interna: en redes o hosts que utilizan TCP/IP y que no tienen una dirección pública.



Son direcciones reservadas y cualquiera las puede utilizar. Cada uno en su organización puede utilizar las mismas direcciones privadas.



Los paquetes que contienen a estas direcciones no son enrutables a través de Internet.

Ejemplo: Red LAN con direcciones IP asignadas.

1.3.3. Direcciones reservadas Las redes 128.0.0.0, 191.255.0.0, 192.0.0.0 y el rango de 240.0.0.0 en adelante están reservadas y no deben utilizarse. Las direcciones de espacio de direcciones compartido son: 

No son completamente enrutables.



Previstas solamente para su uso en redes de proveedores de servicios.



El bloque de direcciones es 100.64.0.0/10.

1.4. IANA IANA (Internet Assigned Numbers Authority) es la entidad responsable de supervisar la asignación global de direcciones IP y otros protocolos relacionados. IANA antes era una organización autónoma, pero ahora trabaja junto a la ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers), que es la organización responsable de la asignación de direcciones IP y nombres de dominio y otros identificadores en Internet.

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1.5. IP fijas y dinámicas En una red de datos (ya sea de ámbito local o la propia Internet), hay equipos que tienen una dirección IP asignada que no cambia con el tiempo. Por el contrario, hay otros cuya dirección es asignada dinámicamente por un servicio centralizado cuando el equipo se conecta a la red. Hablamos, así, de direcciones IP fijas y dinámicas. La dirección IP se puede asignar de dos formas: 

De forma fija (o estática): mediante la configuración manual por parte del usuario a través del software. Se utiliza en aquellos equipos de especial relevancia en la red: servidores, routers, etc.



De forma dinámica (o automática): a través un dispositivo, como un router, que sea capaz de servir direcciones IP de forma automática, mediante la función denominada DHCP.

En una red de área local podemos asignar a los equipos una dirección IP fija o dejar que sea un servidor central el que las asigne a través de un servicio denominado DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, Protocolo de Configuración Dinámica de Equipos). La ventaja de esta configuración en una red local es que ahorra el trabajo de asignación manual de las direcciones. Sin embargo, es conveniente que ciertos equipos de la red local, como los servidores o las impresoras TCP/IP, tengan asignada una IP fija para facilitar la comunicación con ellos. NOTA: En las redes de tamaño pequeño, el servidor DHCP consiste en una aplicación software instalada en el propio router. Ejemplo: Router con DHCP.

En las redes Wi-Fi públicas, la asignación centralizada de direcciones IP dinámicas permite que muchos equipos se conectan a la red simultánemente sin que sea necesario otorgarles manualmente una IP y sin riesgo de que se presente una duplicidad de direcciones (es decir, que dos equipos tengan asignada la misma dirección IP).

1.6. IP públicas y privadas Las direcciones IP pueden ser de dos tipos: 

Las direcciones públicas son direcciones IP en Internet (no puede haber dos máquinas con la misma dirección pública).



Las direcciones privadas son direcciones IP en redes separadas de Internet por una puerta de acceso o router. Es decir, sólo para uso en redes privadas (Intranets) y no en INTERNET (por lo tanto, SÍ pueden repetirse las direcciones IP privadas).

Normalmente, usaremos IP privadas, ya que las públicas están muy limitadas y deberíamos pagar por cada una de ellas. Encarnación Marín Caballero

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Ejemplo: Router con dos direcciones IP (una privada para la red local y otra pública para salir al exterior).

Ejemplo: Interconexión de la red pública (Internet) con una red privada de clase C a través de un router.

Ejemplo: Interconexión de la red pública (Internet) con una red privada de clase C a través de un hub/switch y un router.

Ejemplo: Acceso desde un ordenador al servidor Google.

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1.7. Proveedor de servicios de Internet Un Proveedor de Servicios de Internet (o ISP, por las siglas en inglés de Internet Service Provider) es una empresa que brinda conexión a Internet a sus clientes.

Un ISP conecta a sus usuarios a Internet a través de diferentes tecnologías como DSL, Cable modem, GSM, Dial-up, Wi-Fi, entre otros. Muchos ISP también ofrecen servicios relacionados con Internet, como el correo electrónico, alojamiento Web, registro de dominios, servidores de noticias, etc.

Originalmente, para acceder a Internet se necesitaba una cuenta universitaria o de alguna agencia del gobierno. Internet comenzó a aceptar tráfico comercial a principios de los 90s, pero era demasiado limitado y en una cantidad mínima a lo que se conoce hoy en día.

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En Internet, la mayor parte de los servidores que prestan servicios comerciales (servidores Web, de correo, de archivos, etc.) tienen asignada una IP fija, lo cual facilita la comunicación con ellos y la resolución de sus nombres de dominio. Sin embargo, debido a la “escasez” de direcciones IP, muchos Proveedores de Servicios de Internet (ISP) proporcionan a los usuarios domésticos y a algunas pequeñas empresas una IP fija, que presenta ventajas para la conexión remota a los equipos de la red local o para el uso de la telefonía de voz sobre IP (VoIP) y conlleva normalmente un coste más elevado. Ejemplo: Interconexión de redes privadas a través de su ISP.

1.8. APIPA En sistemas operativos de Microsoft, las direcciones de enlace local (link-local) son llamadas APIPA (Automatic Private IP Addressing). En otras ocasiones también se le puede llamar auto-IP. Con la asignación automática de direcciones IP privadas, los clientes DHCP se asignan automáticamente una dirección IP y una máscara de subred cuando no está disponible un servidor DHCP. El dispositivo se asigna su propia dirección IP en el rango 169.254.1.0 a 169.254.254.255. La máscara de subred se ajusta automáticamente a 255.255.0.0 y la dirección del gateway se ajusta a 0.0.0.0. NOTA: Si varios hosts de una misma red tienen correctamente asignadas direcciones de enlace local, las aplicaciones de punto a punto y cliente/servidor funcionarán correctamente, pero no se podrá tener acceso a fuera de la red local. Por defecto, el protocolo APIPA está deshabilitado. Ejemplo 1: Cuando se configura la red en un ordenador manualmente y alguna de las tres direcciones (IP, gateway o máscara de subred) está mal, el equipo no tendrá red. Ejemplo 2: Cuando el equipo está configurado para obtener la dirección IP de forma dinámica a través de un servidor DHCP y éste por cualquier razón falla y no asigna IP, el equipo se quedará sin IP y, por tanto, no podrá conectarse a la red y comunicarse con otros equipos.

NOTA: Este modo de autoconfiguración puede ser útil en redes pequeñas, pero como desventaja tiene que pueden aparecer multitud de errores, ya que las direcciones IP son asignadas de forma totalmente aleatoria y esto puede dificultar la administración y la detección de problemas.

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1.9. Prefijos de red Una pregunta importante es: ¿Cómo es posible saber cuántos bits representan la porción de red y cuántos bits representan la porción de host? Al expresar una dirección de red IPv4, se agrega una longitud de prefijo a la dirección de red. La longitud de prefijo es la cantidad de bits en la dirección que conforma la porción de red. Ejemplo: En la red 172.16.4.0/24, /24 es la longitud de prefijo e indica que los primeros 24 bits son la dirección de red. Esto deja a los 8 bits restantes, el último octeto, como la porción de host.

1.10. Cálculo de direcciones de red, de broadcast y de host Hasta ahora, el usuario podría preguntarse: ¿Cómo se calculan estas direcciones? Este proceso de cálculo requiere que el usuario considere estas direcciones como binarias. En las divisiones de red se debe considerar el octeto de la dirección donde el prefijo divide la porción de red de la porción de host. Ejemplo: Supongamos la red 172.16.20.0/25.

En el primer cuadro, se encuentra la representación de la dirección de red. Con un prefijo de 25 bits, los últimos 7 bits son bits de host. Para representar la dirección de red, todos estos bits de host son “0”. Esto hace que el último octeto de la dirección sea 0. De esta forma, la dirección de red es 172.16.20.0. En el segundo cuadro, se observa el cálculo de la dirección host más baja. Ésta es siempre un número mayor que la dirección de red. En este caso, el último de los 7 bits de host se convierte en “1”. Con el bit más bajo en la dirección host establecido en 1, la dirección host más baja es 172.16.20.1. El tercer cuadro muestra el cálculo de la dirección de broadcast de la red. Por lo tanto, los 7 bits de host utilizados en esta red son todos “1”. A partir del cálculo, se obtiene 127 en el último octeto. Esto produce una dirección de broadcast de 172.16.20.127. El cuarto cuadro representa el cálculo de la dirección host más alta. Ésta es siempre un número menor que la dirección de broadcast. Esto significa que el bit más bajo del host es un “0” y todos los otros bits son “1”. Esto hace que la dirección host más alta de la red sea 172.16.20.126.

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1.11. IPv4 vs. IPv6 La versión más extendida actualmente del protocolo IP es el IPv4, pero una versión más evolucionada, el IPv6 ya está empezando a ser experimentado. Problema: El desarrollo de Internet y el gran crecimiento de los dispositivos (no sólo ordenadores de sobremesa, sino teléfonos inteligentes, tabletas, portátiles y mini-portátiles) que se conectan a la red ha provocado una creciente sequía de direcciones de Internet. Solución: Como respuesta a este reto surge el protocolo IPv6. Las direcciones IPv6 están formadas por ocho grupos de cuatro dígitos hexadecimales (128 bits). Ejemplo: Una dirección de este tipo IPv6 tendría la forma: 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334 Ejemplo: Conversión de dirección IPv6 de hexadecimal a binario.

El IPv6 soporta direcciones IP más largas (de 32 bits, pasa a 128 bits) y, por tanto, permite la existencia de muchos más usuarios en Internet. También aporta capacidad para la autenticación de las transacciones de comercio electrónico y privacidad en las comunicaciones, así como soporte para nuevas aplicaciones multimedia en tiempo real. Frente a los poco más de cuatro mil millones de direcciones que soporta el protocolo de Internet versión 4 (IPv4), IPv6 admite 2128, o sea, unos 340 sextillones de direcciones. Con ese número se podrían asignar unos 670 mil billones de direcciones IP por cada milímetro cuadrado de superficie terrestre. Con el desarrollo de este protocolo la sequía de IP queda definitivamente superada.

Pero mucho antes de la definitiva implantación de IPv6, se comenzó a modificar con éxito el protocolo IPv4 para que pudiera sobrevivir al crecimiento exponencial de Internet. Las soluciones a corto plazo para la escasez de direcciones IPv4 han sido: 

Introducción de la máscara de subred.



División en subredes en 1985 (subnetting).



División en subredes de longitud variables en 1987 (VLSM).



Superneting o agregación de rutas.



Enrutamiento interdominio sin clase en 1993 (CIDR).



Direcciones IP privadas.



Traducción de direcciones de red (NAT).

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1.12. Máscara de subred La máscara de subred (net mask) es un secuencia de cuatro números de la misma estructura que la IP, que se utiliza para distinguir qué parte de la IP identifica la red y qué parte a los equipos. Consta de dos partes: 

La parte que identifica a la red toma el valor 255 en decimal (o todo unos en binario), que es conocida como Identificador de Red (NetID).



La parte que identifica al host toma el valor 0 en decimal (o todo ceros en binario), que es conocida como Identificador de Host (HostID).

Ejemplo: Máscara de subred. Dirección IP = XXXXXXXX . XXXXXXXX . XXXXHHHH . H HH H HHHH Máscara de subred = 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 Dónde: 

“XXXX” identifica el NetID.



“HHHH” identifica el HostID.

Las redes de clase A, B, y C tienen máscaras predeterminadas, también conocidas como máscaras naturales o máscaras por defecto, como se muestra aquí: Clase A: 255.0.0.0 Clase B: 255.255.0.0 Clase C: 255.255.255.0 Por lo que para definir una clase se hace con la máscara de subred por defecto.

Notaciones de la máscara de subred: 1) Dirección IP/nº de bits a 1 de la máscara de subred: 197.35.187.138 / 24. 2) Notación con puntos: 197.35.187.138 - 255.255.255.0.

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Ejemplo: Un ordenador con dirección IP 192.168.10.1 tiene la máscara de subred 255.255.255.0.

Ejemplo: Así una IP = 80.67.87.123 pertenecerá a una clase A y la máscara de subred será 255.0.0.0, y una IP = 150.87.234.78 será de clase B con máscara de subred 255.255.0.0.

Ejemplo: Para el direccionamiento de equipos informáticos pertenecientes a redes LAN de pequeñas empresas, de organizaciones y domésticas, se suele utilizar la denominada clase C cuyo rango de números IP se encuentra desde 192.168.0.0 a 192.168.255.255. Siendo para este tipo de redes la máscara de subred 255.255.255.0.

Por tanto, la máscara de subred se utiliza para organizar los dispositivos en subredes. Todos los equipos de una misma red deben tener la misma máscara de subred. Ejemplo: Red local de clase C.

Todos los ordenadores son de clase C porque los primeros bits del 1 er octeto son “110”. Los 3 primeros octetos son 192.168.1 que identifica a la red, mientras que el último octeto (en negrita) identifica al propio host (2, 7, 10, 15 y 20). Además, están dentro de la misma red porque la máscara de subred es la misma 255.255.255.0.

Ejemplos: 

192.168.3.56 y 192.168.3.78 son dos ordenadores en la misma red con máscara de subred 255.255.255.0 porque tienen la misma dirección de red 192.168.3.0.



192.168.5.46 y 192.168.4.45 son dos ordenadores en distinta red con máscara de subred 255.255.255.0 porque tienen distinta dirección de red (192.168.5.0 y 192.168.4.0, respectivamente).

Los primeros ordenadores podrían comunicarse, intercambiar archivos, etc., los dos siguientes ordenadores al estar en distintas redes no pueden intercambiar información.

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1.13. CIDR La división en clases del espacio de direcciones IP es una división jerárquica rígida. El tamaño de las redes está fijo: las redes de clase C pueden albergar hasta 254 ordenadores (256 direcciones menos la dirección de red y la de difusión local). Las de clase B, hasta 65.534, y las de clase A, hasta 16.777.214. Esto plantea un problema de desaprovechamiento del espacio de direcciones, puesto que, por ejemplo, para alojar una red con 500 ordenadores, es necesario dedicar al menos una dirección de clase B. En este ejemplo, 65.054 direcciones quedarían sin utilizar. Conforme Internet iba creciendo, el problema del agotamiento del espacio de direcciones se hizo cada vez más evidente. Como solución a este problema, se planteó una reestructuración del formato de las direcciones IP: “En lugar de mantener el viejo esquema de asignación de direcciones por clases, con identificadores de red de tamaño fijo, se utilizan identificadores de red de tamaño variable”. Esto es lo que se conoce como direccionamiento sin clases (classless) o CIDR (Classless Inter Domain Routing). El nombre formal es “enrutamiento entre dominios sin clase” (CIDR, pronunciado como “cider”). CIDR creó un nuevo conjunto de estándares que permitía que los proveedores de servicios asignaran direcciones IPv4 en cualquier límite de bits de dirección (duración de prefijo) en lugar de sólo con una dirección de clase A, B ó C. CIDR aporta flexibilidad a la hora de especificar la separación entre identificador de red e identificador de equipo. El número de bits correspondientes al identificador de red se selecciona mediante una máscara binaria: los bits pertenecientes al identificador de red están puestos a 1 en dicha máscara, mientras que los bits pertenecientes al identificador de equipo están puestos a cero. Después de la /, pondríamos un número, indicando el número de 1 que tiene la máscara de subred. A veces resulta cómodo utilizar la notación con /, en lugar de la máscara. Ejemplo: Dirección IP y Máscara de subred de clase C  CIDR 192.168.1.1 , 255.255.255.0  192.168.1.1/24 Así pues, cualquier dirección IP debe llevar asociada una máscara de subred que nos permita conocer qué parte identifica a la red, y qué parte al equipo. El conjunto (dirección IP, máscara) se suele representar mediante una notación compacta que consiste en especificar la dirección IP y el número de bits de la máscara que están puestos a 1, separados por una barra. Siguiendo el ejemplo anterior, el conjunto de dirección IP 134.23.133.29 y máscara de subred 255.255.255.0 puede escribirse de manera más compacta como 134.23.133.29/24. Nótese que, siguiendo el esquema tradicional, una dirección como 134.23.133.29/25 pertenecería a una red de clase B, y debería tener un identificador de red de 16 bits. CIDR nos permite quedar con una “porción” de esa red, de un tamaño más adecuado a nuestras necesidades. También nos permite subdividir un rango en trozos más pequeños, que pueden ser administrados independientemente. Esto facilita la tarea de asignación de direcciones y el encaminamiento.

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No siempre a las redes se le asigna un prefijo /24. El prefijo asignado puede variar de acuerdo con la cantidad de hosts de la red. Tener un número de prefijo diferente cambia el rango de host y la dirección de broadcast para cada red.

1.14. Cálculo de direcciones de red y de broadcast; y máscara de subred Hasta ahora, el usuario podría preguntarse: ¿Cómo se calculan estas direcciones? Este proceso de cálculo requiere que el usuario considere estas direcciones como binarias.

1.14.1. Operación lógica AND Hacemos la operación lógica AND entre la dirección IP del host y la máscara de subred para obtener la dirección de red: Por lo que el enmascaramiento permite, mediante la operación lógica AND, extraer el identificador de red a partir de la dirección IP del equipo y la máscara. Ejemplo: Dirección IP = 134.23.133.29 / 24 Dirección IP = 134.23.133.29 = 10000110.00010111.10000011.000 1110 1 Máscara de subred = 255.255.255.0 = 11 11 1111. 11 11 1111.111 1 1111.00000000 Id. de red

Id. de host

Operación AND: 134. 23.133.29 = 10000110.00010111.10000011.000 11 101 255.255.255. 0 = 11 1 1111 1.1 111 1111.11 11 1 111.00000000 134. 23.133. 0 = 10000110.00010111.10000011.00000000

Solución: La dirección de red es 134.23.133.0 Encarnación Marín Caballero

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1.14.2. Operación lógica OR Hacemos la operación lógica OR entre la dirección IP del host y la NOT de la máscara de subred para obtener la dirección de broadcast: Ejemplo: Dirección IP = 134.23.133.29 / 24 Dirección IP = 134.23.133.29 = 10000110.00010111.10000011.000 1110 1 Máscara de subred = 255.255.255.0 = 11 11 1111. 11 11 1111.111 1 1111.00000000 Id. de red

Id. de host

NOT máscara de subred = NOT(255.255.255.0) = NOT(11111111.11111111.11111111.00000000) = = 00000000.00000000.00000000.11111111 = 0.0.0.255

Operación OR: 134.23.133. 29 = 10000 110.000 101 11. 100000 11.000 11101 0. 0. 0.255 = 00000000.00000000.00000000.1 11 11 111 134.23.133.255 = 10000 110.000 101 11. 100000 11.1 11 11 111

Solución: La dirección de broadcast es 134.23.133.255

1.14.3. Operación lógica XNOR Hacemos la operación lógica XNOR entre la dirección de red y la dirección de broadcast para obtener la máscara de subred: Ejemplo: Dirección de red = 134.23.133.0 y dirección de broadcast = 134.23.133.255 Operación XNOR: 134. 23.133.

0 = 10000110.00010111.10000011.00000000

134. 23.133.255 = 10000110.00010111.10000011.1 11 11 1 11 255.255.255.

0 = 11 1 11111. 1 111 1111.11 1 11 111.00000000

Solución: La máscara de subred es 255.255.255.0

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1.15. Ver si varios PCs pertenecen a la misma red Ejemplo: Queremos comprobar cuáles de estas direcciones IP pertenecen a la misma red: 

192.168.0.20



192.168.0.10



232.180.129.11

Para ello, tenemos que descomponer las direcciones IP a nivel binario y, después, realizar la operación lógica AND.

Por tanto, la máscara de subred define para un ordenador lo que se encuentra “fuera” y “dentro” de la subred. Se puede acceder directamente a aquellos ordenadores que se encuentren “dentro”, mientras que a las que se encuentran “fuera” sólo se llega mediante un enrutador (router) o una pasarela (gateway). Antes de enviar un paquete el ordenador realiza la operación lógica AND, bit a bit entre la dirección de destino y la máscara de subred, y la dirección de origen y la máscara de subred. Si el resultado es idéntico, significa que el ordenador remoto se encuentra en la misma subred. De este modo, la máscara de subred por defecto ayuda a los routers y hosts a determinar si el host destino está ubicado en esta red o en otra red.

1.16. Ejemplo Si nos dan una dirección IP y una máscara de subred, podemos, mediante unos sencillos cálculos, averiguar el rango de la red, la primera dirección IP (que corresponde con la dirección de red), la última dirección de red (que corresponde con la dirección de broadcast) y el número de IPs del rango. Ejemplo: Para un ordenador con dirección IP 192.168.10.1 y máscara de subred 255.255.255.0 de clase, tenemos: Dirección de red = 192.168.10.0 Dirección de broadcast = 192.168.10.255 Rango de IPs = 192.1.68.10.1 – 192.168.10.254 Número de IPs del rango = 28 – 2 = 254 Por tanto, las direcciones IPs de los PCs deberán tener los tres primeros números iguales (192.168.10.X) y el último número podrá cambiar desde 1 hasta 254, porque no se permite la utilización de la primera ni de la última dirección IP del rango ya que quedan reservadas. Encarnación Marín Caballero

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2. SUBNETTING Siempre que necesitemos una dirección de red ¿deberemos estar condicionados por las redes de clase A, B ó C? Ejemplo: Si necesitamos una red donde sólo hacen falta 20 direcciones IPs, ¿cuántas direcciones IP malgastamos al coger una dirección de clase C? Malgastaríamos 28 - 2 – 20 = 234 IP’s Con una dirección de clase A ó B malgastaríamos muchas más. ¿Se puede hacer algo para evitar esto? Subnetting.

2.1. Definición El subnetting apareció a medida que los sitios Web empezaron a desarrollarse porque la división en clases (A, B y C) era demasiado rígida y no permitía aprovechar bien las direcciones en redes de área local. A mediados de los años 80, no había máscaras de subred en las tablas de encaminamiento, ya que todo se realizaba observando los primeros bits de la dirección IP (detección de las clases A, B y C). La máscara de subred y el subnetting permitieron multiplicar de forma eficiente los distintos tipos de subredes. El subnetting permitió que las redes se pudieran dividir en redes más pequeñas llamadas subredes, haciendo variable las máscaras de subred de las clases y aprovechando mejor el número de direcciones IP. Por lo que este método, que consiste en convertir una gran red en segmentos más pequeños, más eficientes y administrables o subredes, ha evitado el completo agotamiento de las direcciones IP. Para crear subredes a partir de una dirección base (obtenida a través de un ISP), “se cogen bits prestados” de la porción de host para ser bits de subred (subnetID). Estos bits de subred han de ser los más significativos del hostID original (los que están más cercanos a los bits de red).

La capacidad para decidir cómo se divide la porción de host original en los nuevos campos de subred y de host ofrece flexibilidad en el direccionamiento al administrador de red. Ejemplo: Cuando se toma una única dirección de red como 192.100.10.0 y se divide en 5 redes menores (192.100.10.16, 192.100.10.32, 192.100.10.48, 192.100.10.64, 192.100.10.80) el mundo exterior todavía ve la dirección 192.100.10.0, mientras que los ordenadores y routers internos ven 5 subredes más pequeñas. Cada una es independiente del resto. Esto sólo puede lograrse con una máscara de subred adaptada. Una máscara de subred adaptada coge bits de la parte del host de la dirección IP para formar una dirección de subred entre las partes de red y host de una dirección IP. Encarnación Marín Caballero

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Cálculo del octeto de la máscara de subred adaptada:

NOTA: Existe una técnica que se conoce como supernetting, donde “se toman prestados bits” de la porción de red para crear más hosts. No se preocupe por esto. Se usa muy raramente.

2.2. Restricciones 

Todo a ceros (dirección de red) y todo a unos (difusión dirigida) son dos direcciones de máquina reservadas.



En subredes afectan a la parte local de subred.



En direcciones de clase A, B y C afectan a la parte de la máquina.

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Ejemplo: Dada la dirección de red 192.100.10.0 y máscara de subred adaptada 255.255.255.224, indica: 

Máscara de subred adaptada en binario = 11111111.11111111.11111111.11100000



Nº de bits cogidos de la porción de host = 3



Nº total de subredes = 23 = 8



Nº de subredes útiles = 23 – 2 = 6 (Nota: Restar 2 al nº total de subredes para obtener el nº de subredes válidas.)



Nº total de direcciones de host = 28-3 = 25 = 32



Nº de direcciones de host útiles = 25 – 2 = 30 (Nota: Restar 2 para obtener el nº de hosts direccionables.)

2.3. Direcciones reservadas en la parte local al crear subredes Cuando se crean subredes y se restan las dos direcciones reservadas (todo a ceros y todo a unos) en la parte local de subred, se pierden direcciones IP.



En redes de clase A, B y C siempre hay que descontar en la parte local o de máquina: o



Todo a 0’s (dirección de red) y todo a 1’s (dirección de difusión o broadcast a todas las máquinas de una red).

En subredes de clase A, B y C en función de cómo sea el software TCP/IP de la máquina: o

Obsoleto: Directamente no permiten la configuración de todo a 0’s y todo a 1’s y, además, puede usar un protocolo de encaminamiento dinámico del tipo RIPv1. Se descuentan las direcciones todo 0s y 1s en la parte local de subred, según los RFC917, 950 y 1219. Se pierden direcciones IP.

o

Actual: Permite la configuración de todo a 0’s y todo a 1’s y, además, puede usar un protocolo de encaminamiento dinámico del tipo RIPv2. Se aprovecha todo el rango de direcciones IP. Aunque se permita, no se debe descontar las direcciones todo a 0’s y todo a 1’s en la parte local de subred, debido a un potencial problema con las difusiones dirigidas.

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2.4. Pasos a seguir Los pasos a seguir para determinar cuántos bits del host tomar prestados y definir la máscara de subred son: 1) Primero, determina cuántas subredes se van a necesitar. 2) Utilizando los valores del siguiente cuadro de conversión de los octetos binarios, súmalos hasta alcanzar el total de la cantidad de subredes que necesita.

3) Cuenta la cantidad de bits que utilizó para llegar a ese total. Utiliza esa cantidad de bits para la máscara de subred adaptada.

Ejemplo 1: Dada la dirección de red de clase B 172.250.0.0, indica qué máscara de subred deberías escoger para tener 5 subredes. Dirección base = 172.250.0.0/16 a) Máscara de subred por defecto: 11111111.11111111.00000000.00000000 255 . 255 .

0

.

0

b) Necesitamos 5 subredes: Con 2 bits, tenemos hasta 22 = 4 subredes Con 3 bits, tenemos hasta 23 = 8 subredes Por tanto, para crear 5 subredes tomamos 3 bits de la porción de host: 111 c) Nuestro tercer octeto para la máscara de subred adaptada en binario será: 11100000 d) Lo convertimos a decimal: 224 11100000 = 27 + 26 + 25 = 128 + 64 + 32 = 224 Así, el tercer octeto de la máscara de subred se convierte a 224. e) Máscara de subred adaptada: 11111111.11111111.11100000.00000000 255 . 255 .

224

.

0

Por tanto, la máscara de subred adaptada será 255.255.224.0 f) Cálculo de las subredes y hosts disponibles dentro de cada subred: 

Cantidad de subredes disponibles: 2 elevado a la potencia que indica la cantidad de bits tomados de la parte de host, en este caso 3: 23 = 8



Cantidad de hosts disponibles dentro de cada subred: 2 elevado a la potencia que indica la cantidad de ceros, en este caso 13: 213 = 8.192

NOTA: Recuerda siempre, que en cada subred habrá un número de subred y otro de broadcast, por lo que en cada subred habrá efectivos para asignación de host: 8.192 – 2 = 8.190. Encarnación Marín Caballero

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Ejemplo 2: Dada la dirección de red de clase A 10.0.0.0, indica qué máscara de subred deberías escoger para tener 3 subredes, las direcciones de red de las 3 subredes y el rango de direcciones útiles para los hosts y el broadcast de cada subred. Dirección base = 10.0.0.0/8 00001010 . 00000000 . 00000000 . 00000000 Id. Red

Id. Host

a) Máscara de subred por defecto: 11111111.00000000.00000000.00000000 255 .

0

.

0

.

0

b) Necesitamos 3 subredes: Con 2 bits, tenemos hasta 22 = 4 subredes Con 3 bits, tenemos hasta 23 = 8 subredes Por tanto, para crear 3 subredes tomamos 3 bits de la porción de host: 111 c) Nuestro segundo octeto para la máscara de subred adaptada en binario será: 11100000 d) Lo convertimos a decimal: 224 11100000 = 27 + 26 + 25 = 128 + 64 + 32 = 224 Así, el segundo octeto de la máscara de subred se convierte a 224. e) Máscara de subred adaptada: 11111111.11100000.00000000.00000000 255 .

224

.

0

.

0

Por tanto, la máscara de subred adaptada será 255.224.0.0 f) Cálculo de las subredes y hosts disponibles dentro de cada subred: 

Cantidad de subredes disponibles: 2 elevado a la potencia que indica la cantidad de bits tomados, en este caso 3: 23 = 8



Cantidad de hosts disponibles dentro de cada subred: 2 elevado a la potencia que indica la cantidad de ceros, en este caso 21: 221 = 2.097.152

NOTA: Recuerda siempre, que en cada subred habrá un número de subred y otro de broadcast, por lo que en cada subred habrá efectivos para asignación de host: 2.097.152 – 2 = 2.097.150.

g) Direcciones de red de las 3 subredes: 00001010 . 00000000 . 0 . 0 = 10 . 0 . 0 . 0 - Dirección de red Id. Red

Id. Host

Id. Subred 00001010 . 00100000 . 0 . 0 = 10 . 32 . 0 . 0 - Dirección de red de la 1ª subred 00001010 . 01000000 . 0 . 0 = 10 . 64 . 0 . 0 - Dirección de red de la 2ª subred 00001010 . 01100000 . 0 . 0 = 10 . 96 . 0 . 0 - Dirección de red de la 3ª subred

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e) Rango de direcciones útiles para los hosts y el broadcast de cada subred: 00001010 . 00011111 . 255 . 255 = 10 . 31 . 255 . 255 - Dirección de broadcast que es común para las 3 subredes 

Subred 1:

00001010 . 00100000 . 00000000 . 00000000 = 10 . 32 . 0 . 0 - Dirección de red 00001010 . 00100000 . 00000000 . 00000001 = 10 . 32 . 0 . 1 - Dirección del 1er host ……………………………………………………………………………… 00001010 . 00111111 . 11111111 . 11111110 = 10 . 63 . 255 . 254 - Dirección del último host 00001010 . 00111111 . 11111111. 11111111 = 10 . 63 . 255 . 255 - Dirección de broadcast local



Subred 2:

00001010 . 01000000 . 0 . 0 = 10 . 64 . 0 . 0 - Dirección de red 00001010 . 01000000 . 00000000 . 00000001 = 10 . 64 . 0 . 1 - Dirección del 1er host ……………………………………………………………………………… 00001010 . 01011111 . 11111111 . 11111110 = 10 . 96 . 255 . 254 - Dirección del último host 00001010 . 01011111 . 11111111. 11111111 = 10 . 96 . 255 . 255 - Dirección de broadcast local



Subred 3:

00001010 . 01100000 . 0 . 0 = 10 . 96 . 0 . 0 - Dirección de red 00001010 . 01100000 . 00000000 . 00000001 = 10 . 96 . 0 . 1 - Dirección del 1er host ……………………………………………………………………………… 00001010 . 01111111 . 11111111 . 11111110 = 10 . 127 . 255 . 254 - Dirección del último host 00001010 . 01111111 . 11111111. 11111111 = 10 . 127 . 255 . 255 - Dirección de broadcast local

2.5. Ejemplo 1 IANA asigna la dirección de red 147.83.0.0 (clase B) a un ISP. Ésta es la dirección de partida para hacer el subnetting, la cual llamaremos dirección base. A continuación, calcularemos las subredes que se pueden crear y el nº de hosts que se pueden conectar a cada subred usando como máscara de subred /20. Dirección base = 147.83.XXXXXXXX.XXXXXXXX  147.83.0.0/16 Máscara de subred adaptada = 11111111.11111111.11110000.00000000 = 255.255.240.0 Red

Subred

Hosts

147.83.0 0 0 0 XXXX.XXXXXXXX → 147.83.0.0 /20 → Nº hosts = 4.094 147.83.0 0 0 1 XXXX.XXXXXXXX → 147.83.16.0 /20 → Nº hosts = 4.094 147.83.0 0 1 0 XXXX.XXXXXXXX → 147.83.32.0 /20 → Nº hosts = 4.094 147.83.0 0 1 1 XXXX.XXXXXXXX → 147.83.48.0 /20 → Nº hosts = 4.094 ……………………………………………………………………………… 147.83.1 1 1 1 XXXX.XXXXXXXX → 147.83.240.0 /20 → Nº hosts = 4.094 Encarnación Marín Caballero

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2.6. Ejemplo 2 Dada la dirección de red 192.100.10.0, indica qué máscara de subred deberías escoger para tener 14 hosts por subred y el rango de direcciones útiles para los hosts, la subred y el broadcast. Dirección base = 192.100.10.0/24 a) Cálculo de las subredes y hosts disponibles dentro de cada subred: 

Cantidad de hosts disponibles dentro de cada subred: 2 elevado a la potencia que indica la cantidad de bits tomados para los hosts menos 2, en este caso 4: 24 – 2 = 16 – 2 = 14



Nº de bits para las subredes: nº total de bits de la porción de host (8) menos nº de bits para direcciones de host útiles (4): 8 – 4 = 4



Cantidad de subredes disponibles: 2 elevado a la potencia que indica la cantidad de bits tomados para las subredes menos 2, en este caso 4: 24 - 2 = 16 – 2 = 14

b) Nuestro cuarto octeto para la máscara de subred adaptada en binario será: 11110000 c) Lo convertimos a decimal: 240 11110000 = 27 + 26 + 25 + 24 = 128 + 64 + 32 + 16 = 240 d) Máscara de subred adaptada: 11111111.11111111.11111111.11110000 255 . 255 . 255 . 240 Por tanto, la máscara de subred adaptada será 255.255.255.240 e) Rango de direcciones útiles para los hosts, la subred y el broadcast: Subred 0: 192.10.10.0 a 192.100.10.15 (Rango inválido) Subred 1: 192.100.10.16 a 192.100.10.31 (Primer rango útil) Subred 2: 192.100.10.32 a 192.100.10.47 (Rango del ejemplo posterior) Subred 3: 192.100.10.48 a 192.100.10.63 Subred 4: 192.100.10.64 a 192.100.10.79 Subred 5: 192.100.10.80 a 192.100.10.95 Subred 6: 192.100.10.96 a 192.100.10.111 Subred 7: 192.100.10.112 a 192.100.10.127 Subred 8: 192.100.10.128 a 192.100.10.143 Subred 9: 192.100.10.144 a 192.100.10.159 Subred 10: 192.100.10.160 a 192.100.10.175 Subred 11: 192.100.10.176 a 192.100.10.191 Subred 12: 192.100.10.192 a 192.100.10.207 Subred 13: 192.100.10.208 a 192.100.10.223 Subred 14: 192.100.10.224 a 192.100.10.239 Subred 15: 192.100.10.240 a 192.100.10.255 (Rango inválido)

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2.7. Ejemplo 3 Dada la dirección de red 220.10.15.0, indica qué máscara de subred deberías escoger para tener 2 subredes. Además, menciona las direcciones de subred y de broadcast, y el rango de direcciones IP asignables a cada subred.

Rangos válidos de direcciones para las subredes:

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Direccionamiento IP.

Obtención de la máscara de subred adaptada:

Operación lógica AND:

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Direccionamiento IP.

Rango de direcciones y potencial problema:

2.8. Ejemplo 4 Dada la dirección de red 128.10.0.0, indica qué máscara de subred deberías escoger para tener 254 subredes. Además, menciona las direcciones de subred y de broadcast, y el rango de direcciones IP asignables a cada subred.

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Direccionamiento IP.

Obtención de la máscara de subred adaptada:

Operación lógica AND:

2.9. Ventajas ¿Por qué interesa dividir una red en subredes? 

Flexibilidad de direccionamiento en la red.



Eficiencia. Permite que el administrador de la red brinde contención de broadcast. Los routers filtran los broadcast de nivel 2.



Seguridad de bajo nivel en una LAN. El acceso a las subredes se realiza sólo a través de routers. Éstos permiten controlar mejor el tráfico (ACL’s).



Fuente de ingresos. La división en subredes crea una fuente de ingresos a través del alquiler o venta de direcciones IP que no se utilizaban.

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Direccionamiento IP.

2.10. Conclusiones 

Se reasignan bits del campo de host original al campo de subred de la dirección IP.



La máscara de subred adaptada determinará la nueva subred creada = bits red original + bits subred.



La selección del número de bits de host a utilizar dependerá del número máximo de hosts por subred y del número de subredes necesarias.



Nº subredes = 2nº bits subred



Nº hosts/subred = 2nº bits restantes de host – 2



Se pueden utilizar todos los bits de host para crear subredes, excepto los dos últimos bits menos significativos. /29 → Nº de hosts = 23 - 2 = 6 IP’s /30 → Nº de hosts = 22 - 2 = 2 IP’s, justo para configurar un enlace serie. /31 → Nº de hosts = 21 - 2 = 0 IP’s



Al hacer subnetting, perdemos 2 direcciones por subred, que no son asignables a hosts, pero nos ajustamos mejor a las necesidades de cada red.

3. VLSM La máscara de subred de longitud variable (VLSM) se utiliza para crear esquemas de direccionamiento eficientes y escalables. VLSM se puede usar para dividir en subredes una dirección que ya está dividida en subredes. La utilización de VLSM permite a una organización tener subredes de diferentes tamaños, es decir, utilizar más de una máscara de subred dentro del mismo espacio de direccionamiento de red. VLSM permite adoptar un esquema de direccionamiento en función de las necesidades de la red. Con VLSM, un administrador de red puede usar: 

Una máscara larga en las redes con pocos hosts.



Una máscara corta en las subredes con muchos hosts.

Ejemplo: 

Máscaras de subred de 30 bits en conexiones seriales, con sólo dos direcciones de host válidas.



Máscaras de subred de 22 - 24 bits para 500 – 1.000 usuarios.

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Direccionamiento IP.

3.1. Ejemplo 1 Dada la red 192.168.0.0/24, desarrolla un esquema de direccionamiento IP que cumpla con los siguientes requerimientos. Para ello, usa VLSM, es decir, optimiza el espacio de direccionamiento tanto como sea posible. 

Una subred de 20 hosts para ser asignada a la LAN de Profesores.



Una subred de 80 hosts para ser asignada a la LAN de Estudiantes.



Una subred de 20 hosts para ser asignada a la LAN de Invitados.



Tres subredes de 2 hosts para ser asignada a los enlaces entre routers.

Pasos a seguir: 1) Ordenamos las subredes en orden decreciente: 80, 20, 20, 2, 2, 2. 2) Calculamos el número de bits a tomar de la parte del host para cada subred y las direcciones de red y de broadcast y el rango asignable. Para 80 hosts necesitamos 7 bits (27 = 128, menos las direcciones de red y de broadcast, 126 hosts como máximo), por lo tanto, el prefijo de subred del primer bloque sería /25 (8-7=1; 24+1=25). Tomando la subred 1, la primera dirección de subred sería 192.168.0.0/25, broadcast 192.168.0.127, por lo tanto, el rango asignable sería 1 hasta 126. Para 20 hosts necesitamos 5 bits (25 = 32, es decir, 30 hosts como máximo). Prefijo: /27 (85=3, 24+3=27). Dirección de subred: 192.168.0.128/27, broadcast: 192.168.0.159 y rango asignable: 129 - 158. La siguiente subred es del mismo tamaño y el prefijo es el mismo. Dirección de subred: 192.168.0.160/27, broadcast: 192.168.0.191 y rango asignable .161 - .190. Los enlaces entre routers sólo necesitan 2 bits (22 = 4, es decir, 2 hosts como máximo), por lo tanto, el prefijo debe ser /30 (8-2=6, 24+6=30). 

Dirección de enlace 1: 192.168.0.192, dirección de broadcast en enlace 1: 192.168.0.195, rango asignable: 193 - 194.



Dirección de enlace 2: 192.168.0.196/30, broadcast en enlace 2: 192.168.0.199, rango asignable: 197 - 198.



Dirección de enlace 3: 192.168.0.200/30, broadcast enlace 3: 192.168.0.203, rango asignable: 201 - 202. El resultado se puede ver en la siguiente tabla: Red

Dirección de red

Broadcast

Rango de IPs útiles

Máscara de subred

Estudiantes (80)

192.168.0.0/25

192.168.0.127

1 - 126

255.255.255.128

Profesores (20)

192.168.0.128/27

192.168.0.159

129 - 158

255.255.255.224

Invitados (20)

192.168.0.160/27

192.168.0.191

161 - 190

255.255.255.224

Enlace 1 (2)

192.168.0.192/30

192.168.0.195

193 - 194

255.255.255.252

Enlace 2 (2)

192.168.0.196/30

192.168.0.199

197 - 198

255.255.255.252

Enlace 3 (2)

192.168.0.200/30

192.168.0.203

201 - 202

255.255.255.252

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Direccionamiento IP.

Se puede observar que los rangos de direcciones asignados son continuos y que queda disponible para crecimiento futuro un rango de direcciones desde 204 en adelante.

3.2. Ejemplo 2 Dada la red 192.168.12.0/24, desarrolla un esquema de direccionamiento usando VLSM que cumpla los siguientes requerimientos: 

Una subred de 60 hosts para la LAN de Mercadeo.



Una subred de 80 hosts para la LAN de Ventas.



Una subred de 20 hosts para la LAN de Administrativos.



Cuatro subredes de 2 hosts para los enlaces entre routers.

Pasos a seguir: 1) Ordenamos las subredes en orden decreciente: 80, 20, 20, 2, 2, 2. 2) Calculamos el número de bits a tomar de la parte del host para cada subred y las direcciones de red y de broadcast y el rango asignable.



Ventas:

Dirección de red: 192.168.12.0/25 (27 = 128 – 2 = 126); Broadcast: 192.168.12.127; Rango asignable: 1 - 126; Máscara de subred: 255.255.255.128.



Mercadeo:

Dirección de red: 192.168.12.128/26 (26 = 64 – 2 = 62); Broadcast: 192.168.12.191; Rango asignable: 129 - 190; Máscara de subred: 255.255.255.192.



Administrativos:

Dirección de red: 192.168.12.192/27 (2 5 = 32 – 2 = 30); Broadcast: 192.168.12.223; Rango asignable: 193 - 222; Máscara de subred: 255.255.255.224.



Enlace 1: Dirección de red: 192.168.12.224/30; Broadcast: 192.168.12.227; Rango asignable: 225 – 226.



Enlace 2: Dirección de red: 192.168.12.228/30; Broadcast: 192.168.12.231; Rango asignable: 229 – 230.



Enlace 3: Dirección de red: 192.168.12.234/30; Broadcast: 192.168.12.237; Rango asignable: 235 – 236.



Enlace 4: Dirección de red: 192.168.12.238/30; Broadcast: 192.168.12.241; Rango asignable: 239 - 240.

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Direccionamiento IP.

El resultado se puede ver en la siguiente tabla: Red

Dirección de red

Broadcast

Rango de IPs útiles

Máscara de subred

Ventas (80)

192.168.0.0/25

192.168.0.127

1 - 126

255.255.255.128

Mercadeo (60)

192.168.0.128/26

192.168.0.191

129 - 190

255.255.255.192

Administrativos (20)

192.168.0.192/27

192.168.0.223

193 - 222

255.255.255.224

Enlace 1 (2)

192.168.0.224/30

192.168.0.227

225 - 226

255.255.255.252

Enlace 2 (2)

192.168.0.228/30

192.168.0.233

229 - 230

255.255.255.252

Enlace 3 (2)

192.168.0.234/30

192.168.0.237

235 - 236

255.255.255.252

Enlace 4 (2)

192.168.0.238/30

192.168.0.241

239 - 240

255.255.255.252

NOTA: Recuerda la verificación: 

La dirección de red debe tener la parte de host toda a ceros.



La dirección de broadcast debe tener la parte de host toda a unos.



Ningún rango de direcciones se debe traslapar (tener parte del rango dentro del rango de otra subred).

4. PUERTA

DE ENLACE

Una puerta de enlace o gateway es un equipo o elemento que perteneciendo a la red está configurado para dotar a los PCs que integran dicha red puedan salir al exterior, o dicho de otra manera, sirve de enlace entre dos redes. Efectivamente, la puerta de enlace es la “puerta” por la que saldremos de “casa” hacia Internet. Esta metafórica puerta está más cerca de lo que creemos y es que en realidad es nuestro router, es decir, el que hace el trabajo de comunicarnos con el exterior. También puede ser un servidor o un portátil. Todo router, al igual que el resto de dispositivos, tiene una dirección IP interna, y esa IP es la que debemos conocer y usarla para configurar el resto de nuestros ordenadores y demás. Por tanto, la puerta de enlace (gateway) es el número de IP por el que se accede a otra red, haciendo de puente entre la red privada y la red pública. Normalmente, la puerta de enlace será nuestro router ADSL (por ejemplo: la IP por defecto es 192.168.1.1). Ejemplo: Red local conectada con Internet a través del router.

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Direccionamiento IP.

La puerta de enlace deberá ser una IP del rango, ya que de lo contrario nuestro PC no será capaz de comunicarse con ella y no tendrá acceso a Internet. Lo normal es que todos los PCs de nuestra red tengan configurada la misma puerta de enlace. Si no sabemos la IP de nuestra puerta de enlace, podemos verla en otro PC que funcione correctamente la conexión de Internet. Ejemplo: Red local conectada con Internet a través del router ADSL (módemrouter).

Red LAN Clase C Dirección de red = 192.168.0.0 Dirección de broadcast = 192.168.0.255 Máscara de subred = 255.255.255.0 La puerta de enlace es la dirección IP privada del router y los ordenadores de la red local pueden tomar cualquier dirección IP que esté entre 192.168.0.1 hasta 192.168.0.253 y no 192.168.0.254, ya que está reservada para el router. El Proveedor de Servicios de Internet (ISP) asigna de forma dinámica al router la dirección IP externa 80.58.3.25 para que los ordenadores de la red local puedan comunicarse con otros hosts de la red WAN. NOTA: Cada ordenador de la red local debe tener puesto en su configuración TCP/IP la puerta de enlace, la máscara de subred y las DNSs para poder comunicarse con los ordenadores de la red privada y con los del exterior.

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Direccionamiento IP.

5. ENCAMINAMIENTO IP 5.1. Definición Se conoce con el nombre de encaminamiento o enrutamiento (o routing) el proceso que permite que los paquetes IP enviados por el host origen lleguen al host destino de forma adecuada.

En su viaje entre ambos hosts, los paquetes han de atravesar un número indefinidos de hosts o dispositivos de red intermedios, debiendo existir algún mecanismo capaz de direccionar los paquetes correctamente de uno a otro hasta alcanzar el destino final. Este mecanismo de ruteo es responsabilidad del protocolo IP, y lo hace de tal forma que los protocolos de las capas superiores, como TCP y UDP, no tienen constancia alguna del mismo, limitándose a preocuparse de sus respectivas tareas.

5.2. Reglas de encaminamiento Las reglas de encaminamiento para los equipos son simples: 

Si el destino de un paquete de datos está en la misma red local, los datos se envían directamente a él.



Si el destino está en otra red, los datos se envían a la dirección que figura como puerta de enlace (o pasarela o gateway) en la configuración de sus interfaces de red.

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Direccionamiento IP.

En los encaminadores o routers, las decisiones de encaminamiento para un paquete se toman de la siguiente manera: 

Si el destino está en una red local (a la que está directamente conectado el encaminador), el paquete de datos se envía directamente a él a través de la interfaz indicada en la tabla de encaminamiento.



Si el destino está en otra red, se selecciona la ruta adecuada de la tabla de encaminamiento y se envía el paquete al siguiente nodo que figura como próximo salto en la ruta.



Si no existe entrada en la tabla para ese destino, el paquete de datos se descarta y se envía un mensaje de error ICMP al origen del paquete.

5.3. Métodos de encaminamiento A partir de la dirección IP del destino de un paquete, cualquier dispositivo de la red (equipo o encaminador) debe determinar hacia dónde encaminarlo. Según cómo se encuentre un determinado prefijo dentro de un router, podemos diferenciar entre encaminamiento directo e indirecto.

5.3.1. Encaminamiento directo Si la dirección de la red destino es la misma que la dirección de la red actual (encaminamiento a un dispositivo situado en la misma red local o entrega inmediata), el paquete se entregará a nivel de enlace de datos utilizándose el protocolo ARP para traducir la dirección IP a dirección física (o dirección MAC). Cuando un host debe enviar datos a otro, lo primero que hace es comprobar si la dirección IP de éste se encuentra en su tabla ARP, en cuyo caso los datagramas le son enviados directamente mediante la dirección de su tarjeta de red, conocida como dirección MAC. En caso de que no conozca la misma, envía un mensaje de petición ARP, que será respondido por el host destino enviando su dirección MAC, con la que ya tiene los datos suficientes para la transmisión de las tramas. El encaminamiento directo es cuando un prefijo determinado se encuentra ubicado en el propio router, es decir, está conectado a algún puerto del equipo.

Características: 

El nodo fuente y el nodo destino pertenecen a la misma red lógica IP.



Se obtiene directamente la dirección MAC del destino, se encapsula el paquete en la trama del nivel de enlace y se envía.



No requiere la intervención del router.

Ejemplo:

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Direccionamiento IP.

5.3.2. Encaminamiento indirecto Pero si el destino se encuentra en cualquier otra red, el paquete se encaminará a través de la puerta de enlace (o pasarela o gateway) para que salga de la red local. La pasarela, que recibe los datos que se transmitirán a otra red, tendrá que determinar el encaminamiento que realizará, es decir, el próximo nodo que seguirán los datos basándose en la dirección IP del destino y en una tabla interna que contiene la información de encaminamiento. El encaminamiento indirecto es cuando el prefijo destino no está en el router y hay que especificar dónde se encuentra, esto se conseguirá mediante enrutamiento estático o dinámico. Por tanto, el encaminamiento indirecto es más complejo, ya que el host origen ha de identificar al router al que debe entregar el paquete, el primer router debe identificar cuál será el siguiente router al que debe enviar el paquete, esto también se denomina como “siguiente salto”.

Características: 

El nodo fuente y el nodo destino están en redes lógicas IP diferentes. Se le envía el datagrama al enrutador para que lo haga llegar al destino.



La dirección MAC obtenida por la fuente es la del router.



Luego, el router obtiene la dirección MAC del destino para mandar el paquete.



Cada host corre un protocolo de enrutamiento o tiene un enrutador por defecto (no es imprescindible).

Ejemplo:

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Direccionamiento IP.

NOTA: El host origen averigua si debe realizar encaminamiento directo o no, es decir, si el host destino está conectado o no directamente a su red física mediante el prefijo de red. El host origen extrae el número de red de la dirección IP del destino y la compara con el número de red de su propia dirección IP. Si ambas se corresponden, significa que se puede utilizar encaminamiento directo, sino se ha de utilizar encaminamiento indirecto.

Ejemplo: Supongamos dos redes unidas por un router.

Si el host B de la red A desea enviar un paquete al host H de la red B, lo primero que hará será comprobar si el host de destino aparece en su tabla ARP, y si no es así, realiza la correspondiente petición ARP usando broadcast. Como H no puede responder a la misma, al estar en otra red, B decide enviar los paquetes al router para que éste se encargue de su direccionamiento. Los paquetes que le pasa contienen la dirección IP de H y la dirección física del router.

Los routers poseen unas tablas de enrutamiento en las que almacenan información sobre el mejor camino que pueden seguir los paquetes para llegar a su destino. Cuando le llegan los paquetes, el router debe extraer de ellos la dirección de la red a la que pertenece H, para saber a cuál de las redes que une debe mandar los paquetes. Para ello, coge la dirección IP de destino y realiza con ella y las máscaras de red de cada una de las redes a las que pertenece una operación AND lógica, con lo que obtendrá la dirección de la red destino. Para realizar la operación AND, pasa las direcciones IP a formato binario.

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Direccionamiento IP.

NOTA: A la hora de determinar la red a la que pertenece el destino del mensaje caben dos posibilidades. Por un lado, se puede utilizar la máscara por defecto de la clase a la que pertenece la dirección de equipo destino; y por otro lado, se podría aplicar otra máscara diferente a la máscara de la clase. Dependiendo de la opción elegida, el encaminamiento será classfull (con clase) o classless (sin clase). Un encaminamiento classfull (o con clase) es aquel que no admite la utilización de máscaras diferentes a las de la propia clase. Mientras que un encaminamiento classless (o sin clase) puede utilizar máscaras diferentes.

5.4. Tabla de encaminamiento Todos los dispositivos de una red tienen que tomar decisiones de encaminamiento. Por ello, tanto los equipos de usuario como los encaminadores deben almacenar la información necesaria para encaminar los datos. Esta información se recoge en las tablas de encaminamiento. La información de las redes que se pueden alcanzar desde un equipo o un encaminador se almacena como entradas en la tabla de encaminamiento con las columnas siguientes: 

Red destino (dirección de red).



Máscara (máscara de subred).



Siguiente salto (ruta o gateway).



Interfaz de salida.



Coste (número de saltos).

Una ruta en la tabla sólo indica el “siguiente salto”, no incluye los pasos o nodos intermedios hacia la red destino. Un equipo confía en su puerta de enlace para enviar sus datos. Cada router intermedio de una red confía en el siguiente router (próximo salto) para que encamine con acierto los paquetes de datos. Cuando un paquete IP está siendo encaminado de red en red, finalmente alcanza un router que está directamente conectado a la red destino, entonces se envía el paquete directamente al equipo destino final. El envío se realizará ya a nivel de enlace de datos, por lo que se usará la resolución ARP si no se conoce su dirección MAC. En una tabla de encaminamiento puede haber tres tipos de entradas: 

Rutas de salto. Indican el siguiente salto para alcanzar una determinada red.



Rutas de host. Indican el siguiente salto para alcanzar un dispositivo concreto.



Rutas por omisión. Indican el siguiente salto si ninguna entrada de la tabla se corresponde con la red destino.

NOTA: La ruta por defecto es la dirección con todos los bits a cero (0.0.0.0), se conoce como dirección desconocida y se usa para enviar paquetes para los que no hay entrada en la tabla de enrutamiento para la red de destino. Los paquetes con una dirección de red de destino que no combinan con una ruta más específica en la tabla de enrutamiento son enviados al router del próximo salto asociados con la ruta por defecto. Si en la tabla de encaminamiento aparece la ruta por defecto, tanto la dirección de destino como la máscara de subred son todos ceros, es decir, 32 ceros.

Para todas las rutas que aparecen en una tabla de encaminamiento de un dispositivo, el siguiente nodo está en una red directamente conectada al nodo. Encarnación Marín Caballero

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NOTA: En la tabla de encaminamiento no aparecería la columna “Máscara”, si la red estuviera trabajando con encaminamiento classfull (o con clase) que no permite la utilización de otras máscaras diferentes a la máscara por defecto de la clase a la pertenece la dirección del destino. Este hecho no es habitual en las redes actuales.

Los comandos para ver la tabla de encaminamiento son: 

En un equipo Windows: route print y netstat –r.



En un equipo Linux: route y netstat –nr.

5.5. Ejemplos de encaminamiento 5.5.1. Ejemplo 1 Dado el esquema de red de la siguiente figura, las tablas de encaminamiento del equipo A y el encaminador con nombre Router2 son:

Tabla de encaminamiento del equipo A: Red destino

Máscara

Siguiente salto

Interfaz de salida

12.0.0.0

255.0.0.0

12.1.1.1 (entrega inmediata)

12.1.1.1

142.58.0.0

255.255.0.0

12.0.0.1 (Router1)

12.1.1.1

0.0.0.0 (defecto)

0.0.0.0

12.0.0.3 (Router2)

12.1.1.1

Tabla de encaminamiento del encaminador ROUTER 2:

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Red destino

Máscara

Siguiente salto

Interfaz de salida

15.0.0.0

255.0.0.0

15.0.0.3 (entrega inmediata)

15.0.0.3

12.0.0.0

255.0.0.0

12.0.0.3 (entrega inmediata)

12.0.0.3

142.58.0.0

255.255.0.0

12.0.0.1 (Router1)

12.0.0.3

96.0.0.0

255.255.0.0

15.0.0.6 (Router3)

15.0.0.3

5.5.2. Ejemplo 2 En la siguiente figura, se presenta un esquema de red y la tabla de encaminamiento del router indicado.

5.5.3. Red formada por tres routers que encaminan paquetes entre tres redes

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Direccionamiento IP.

En este ejemplo, las redes 10.0.0.0/24, 11.0.0.0/30 y 12.0.0.0/30 tienen encaminamiento directo en el Router A, las redes 13.0.0.0/24 y 11.0.0.0/30 tienen encaminamiento directo en el Router B y las redes 15.0.0.0/24 y 12.0.0.0/24 tienen encaminamiento directo en el Router C. Además, el Router A tiene dos rutas estáticas (encaminamiento indirecto) para conocer el destino de las redes 13.0.0.0/24 y 15.0.0.0/24 a través de los siguientes saltos (o rutas) 11.0.0.2 y 12.0.0.2, respectivamente. De esta forma, con la información anterior se compone la tabla de encaminamiento del router A como aparece en la figura de arriba.

5.6. Tipos de encaminamiento Atendiendo a la forma en que se crean estas tablas, existen dos tipos de encaminamiento: 

Encaminamiento estático.



Encaminamiento dinámico.

5.6.1. Encaminamiento estático Las tablas de encaminamiento se crean de forma manual. El administrador de la red configura manualmente las tablas de encaminamiento en los routers con la información de cómo alcanzar las diferentes redes remotas. El administrador es responsable de que todas las redes sean accesibles y de que la configuración esté libre de bucles e inconsistencias. Cualquier cambio en la topología de la red requiere que el administrador agregue o elimine las rutas afectadas por dichos cambios.

En una red de gran tamaño, el mantenimiento manual de las tablas de encaminamiento requiere de mucho tiempo de administración. En redes pequeñas, con pocos cambios, las rutas estáticas requieren muy poco mantenimiento. Ventajas: 

No se consume ancho de banda de la red para enviar mensajes entre routers.



Permiten la configuración manual de las tablas de enrutamiento.

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

No son necesarios las cargas y los procesos asociados a un protocolo de descubrimiento de rutas.



Es fácil establecer barreras de seguridad bajo este modelo.

Inconvenientes: 

El mantenimiento es complicado.



Las tablas no podrán ser modificadas en forma dinámica.



Los routers no pueden reenrutar ante fallos de enlace.



Falta de flexibilidad frente a fallos de los enlaces.

5.6.2. Encaminamiento dinámico En el encaminamiento dinámico la información necesaria para crear y mantener actualizadas las tablas de encaminamiento se obtiene de los demás routers de la red. Los routers utilizan los protocolos de encaminamiento para intercambiar información de sus tablas de encaminamiento con sus routers vecinos.

El protocolo de encaminamiento define el conjunto de reglas y mecanismos mediante los cuales los routers intercambian esta información.

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En el enrutamiento dinámico tenemos dos protocolos: el protocolo vector-distancia y el protocolo estado del enlace.

Diferencias entre los protocolos Vector-Distancia y Estado del Enlace: Protocolo Vector-Distancia

Protocolo Estado del Enlace

Las distancias son calculadas en base a lo que los otros le cuenten.

Una vez completo el mapa se utiliza el algoritmo Dijsktra para encontrar la mejor ruta.

Consume menos memoria y capacidad de procesamiento del router que el protocolo estado de enlace.

Consume más memoria y capacidad de procesamiento del router que el protocolo vectordistancia.

Las actualizaciones de las tablas de enrutamiento se hacen periódicamente o cuando cambia la topología de la red.

Las actualizaciones de las tablas de enrutamiento son desencadenadas por eventos.

Los routers envían toda su tabla de enrutamiento a los routers vecinos.

Los routers envían sólo los cambios de sus tablas de enrutamiento a los routers vecinos.

La convergencia de la red depende del período con que se actualizan las tablas de enrutamiento.

La convergencia de la red es más rápida, dado que ante un cambio, éste se anuncia inmediatamente.

En la práctica, una implementación del protocolo vector-distancia es RIP (Routing Information Protocol) y una implementación del protocolo estado de enlace es OSPF (Open Shortest Path First). Se basan en métricas para la selección de rutas. 



RIP (Routing Information Protocol): o

Especificado en el RFC 1058.

o

Se basa en la filosofía de vector – distancia.

o

Utiliza como métrica el concepto de salto (o hop).

o

El número máximo de saltos permitidos es 15.

o

Se actualiza cada 30 segundos.

IGRP (Interior Gatway Routing Protocol): o

Desarrollado por CISCO.

o

Se basa en la filosofía de vector – distancia.

o

Utiliza una mezcla de criterios para determinar la métrica.

o

Ancho de banda del canal.

o

Retardos.

o

Carga.

Encarnación Marín Caballero

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Direccionamiento IP.







o

Confiabilidad.

o

Se actualiza cada 90 segundos.

OSPF (Open Shortest Path First): o

Especificado en el RFC 1131 y en el RFC 1247.

o

Se basa en la filosofía de estado del enlace.

o

Utiliza el concepto de costo para determinar la métrica.

o

Diseñado para ser usado en un único sistema autónomo.

EGP (Exterior Gateway Protocol): o

Especificado en los RFC 827 y RFC 904.

o

Rutea en base a los routers vecinos.

o

No utiliza métrica.

o

Los routers se comunican el estado de los enlaces.

BGP (Border Gateway Protocol): o

Especificado en los RFC 1105, RFC 1163 y RFC 1267.

o

Utiliza conexiones del tipo TCP.

o

Realiza medidas periódicas para determinar las mejores rutas.

El administrador debe poner en marcha el encaminamiento dinámico. Pero, después, las tablas de encaminamiento de los routers se ajustan automáticamente ante cambios en la red. Ventajas: 

El encaminamiento dinámico es más fácil de mantener que en el encaminamiento estático.



Se basa en la comunicación, a través de broadcasts, entre los routers.



Para descubrir las mejores rutas los routers emplean el concepto de métrica.



No es necesario mantener manualmente las tablas de rutas.



El sistema se vuelve más flexible y autónomo frente a caídas de los enlaces.

Inconveniente: 

Consume mucho ancho de banda en los enlaces entre los routers, debido a los mensajes que se intercambian los routers para configurarse automáticamente.

5.6.3. Diferencias entre enrutamiento estático y dinámico Enrutamiento Estático

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Enrutamiento Dinámico

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Direccionamiento IP.

Genera carga administrativa y consume tiempo del administrador de red en redes grandes. El administrador debe configurar el enrutamiento en cada router de la red.

No genera mucha carga administrativa porque los routers aprenden a enrutarse de los demás routers de la red.

El router no comparte su tabla de enrutamiento con los routers vecinos.

El router comparte su tabla de enrutamiento con los routers vecinos.

Los routers no tienen capacidad de reacción ante un fallo en la red.

Los routers tienen capacidad de reacción ante un fallo en la red.

6. VLAN VLAN (Virtual LAN, Red de área local virtual) es un método para crear redes lógicas independientes dentro de una misma red física. Varias VLANs pueden coexistir en una única red física. Este tipo surgió como respuesta a la necesidad de poder estructurar las conexiones de equipos de un edificio por medio de software, permitiendo dividir un conmutador en varios virtuales. Efectivamente, la comunicación entre los diferentes equipos en una red de área local está regida por la arquitectura física. Gracias a las redes virtuales (VLANs), es posible liberarse de las limitaciones de la arquitectura física (limitaciones geográficas, limitaciones de dirección, etc.), ya que se define una segmentación lógica basada en el agrupamiento de equipos según determinados criterios (direcciones MAC, números de puertos, protocolos, etc.). Son útiles para reducir el tamaño del dominio de difusión y ayudan en la administración de la red, separando segmentos lógicos de una red de área local (los departamentos de una empresa, por ejemplo) que no deberían intercambiar datos usando la red local. Ejemplo: Se trata de pequeñas redes virtuales (los departamentos de una empresa) dentro de una red de área local (LAN).

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Direccionamiento IP.

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