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DIRECCIONAMIENTO IPV4

YESENIA SIERRA SÁENZ NELSON LEONARDO CUBILLOS CASTRO YOJHAN LEONARDO RODRÍGUEZ ASCENCIO DARIO SEBASTIAN LIMAS CANO

PROFESOR: ANDRES MONCADA ESPITIA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA INGENIERIA EN TELEMÁTICA BOGOTÁ D.C 2017

CONTENIDO

1.

INTRODUCCION

3

2.

OBJETIVOS

4

3.

Direccionamiento IPV4

5

4.

Clases de direcciones IP

5

5.

Tipos de direccionamiento IP

6

6.

5.1

Direccionamiento simple con máscaras fijas

6

5.2

Enmascaramiento variable (VLSM)

6

5.3

CIDR

6

Ejercicios de direccionamiento IP

7

6.1

Ejercicio 1

7

6.2

Ejercicio 2

8

6.3

Ejercicio 3

8

6.4

Ejercicio 4

9

6.5

Ejercicio 5

10

6.6

Ejercicio 6

10

6.7

Ejercicio 7

11

6.8

Ejercicio 8

12

6.9

Ejercicio 9

13

6.10

Ejercicio 10

13

6.11

Ejercicio 11

14

6.12

Ejercicio 12

15

6.13

Ejercicio 13

17 2

7.

CONLCUSIONES

19

BIBLIOGRAFÍA

3

1. INTRODUCCIÓN

En el presente documento se realizan distintos ejercicios de direccionamiento IP, incluyendo subnetting sencillo y la aplicación de distintas técnicas como enmascaramiento variable (VLSM) y enmascaramiento sin clase (CIDR). Realizando estos distintos ejercicios se busca comprender la importancia de dominar estas tres técnicas y la comprensión de su origen, de su uso y de su aplicación a la hora de buscar una solución a los distintos retos que se pueden presentar a la hora del diseño de una red de computadores y al aprovechamiento de direcciones lógicas. Por último, se realizan unas pequeñas conclusiones sobre el trabajo realizado y dando una reflexión de la importancia que estas técnicas tienes para el futuro profesional de las áreas de la computación y las redes.

4

2. OBJETIVOS General Comprender la importancia de usar el método de direccionamiento IP más adecuado para los diferentes casos posibles. Específicos 1. Analizar las diferentes maneras de realizar direccionamiento IPV4 2. Identificar la clase a la cual pertenece cada dirección IP

5

3. Direccionamiento IPV4

Para el funcionamiento de una red, todos sus dispositivos requieren una dirección IP única: La dirección MAC. Las direcciones IP están construidas de dos partes: el identificador de red (ID network) y el identificador del dispositivo (ID host). Por Host entenderemos que es cualquier dispositivo que tiene asignado una dirección IP. El sistema de direccionamiento IP consiste de números binarios de 32 bits. Estos números binarios, para su comprensión, están separados en 4 octetos (bytes) y se pueden representar también en forma decimal separados por puntos cada byte

4. Clases de direcciones IP

La principal diferencia entre estos tres tipos principales de dirección deriva en el número de octetos usados para identificar la red: ✔ La clase A utiliza sólo el primer octeto para identificar la red, dejando los 3 octetos (24 bits) restantes para identificar el host. La clase A es utilizada para grandes corporaciones internacionales (e.g. carriers como AT&T, IBM, GM,..) ya que provee 16, 777,214 (224-2) direcciones IP para los hosts, pero está limitada a sólo 127 redes de clase A. ✔ La clase B utiliza los primeros dos octetos para identificar la red, dejando los 16 bits restantes (2 octetos) para el host. La clase B es utilizada por grandes compañías que necesitan un gran número de nodos (e.g. universidades, GM, FORD,..). Los 2 octetos le dan cabida a 16,384 redes supliendo todas ellas un total de 65,534 (216-2) direcciones IP para los hosts. 6

✔ La clase C usa los primeros 3 octetos para el identificador de red, dejando los 8 bits restantes para el host. La clase C es utilizada por pequeñas redes, que suman un total de 2, 097,152 redes con un máximo de 254 (28 -2) hosts cada una.

5. Tipos de direccionamiento IP

5.1

Direccionamiento simple con máscaras fijas

Todas las subredes tienen la misma mascara e igual cantidad de hosts conectados.

5.2

Enmascaramiento variable (VLSM)

Si se utiliza una máscara de subred de tamaño fijo; es decir, la misma máscara para todas las subredes, todas las subredes van a tener el mismo tamaño. Así, por ejemplo, si la subred más grande necesita 200 equipos, todas las subredes tendrán un tamaño de 254 direcciones IP (utilizando 8 bits para 8 se le asigna también una dirección de subred con 254 direcciones IP, está desperdiciando las restantes 244 direcciones. Este derroche llega al extremo en los enlaces entre nodos de la red extensa (WAN), que sólo necesitan dos direcciones IP. Con la intención de paliar este problema, en el año 1987 surgió el estándar VLSM, Variable Length Subnet Mask (Máscara de subred con longitud variable), definido en el RFC 1009, que da soporte a subredes con máscaras de diferente longitud. Este estándar permite un direccionamiento IP más flexible. La misma máscara en toda la red divide el espacio de direcciones de manera uniforme en subredes con el mismo rango de direcciones IP. Utilizando múltiples máscaras, las subredes que se crean no tienen el mismo número de equipos, permitiendo tener una organización del espacio de direcciones más acorde con las necesidades reales, sin desaprovechar direcciones IP. En una misma red local habrá subredes con pocos equipos que tendrán pocas direcciones IP y subredes con muchos equipos que tendrán un mayor rango de direcciones IP. El concepto básico de VLSM es muy simple: Se toma una red y se divide en subredes fijas, luego se toma una de esas subredes y se vuelve a dividir en otras 7

subredes tomando más bits del identificador de máquina, ajustándose a la cantidad de equipos requeridos por cada segmento de la red.

5.3

CIDR

El Classless Interdomain Routing (CIDR) fue introducido para mejorar la utilización del espacio de la dirección y el scalability del encaminamiento en Internet. Era necesario debido al rápido crecimiento de Internet y al crecimiento de las tablas de ruteo IP contenidas en los routers de Internet. CIDR se aparta de las clases IP tradicionales (Clase A, Clase B, Clase C y así sucesivamente). En CIDR, una red IP se representa mediante un prefijo, que es una dirección IP y alguna indicación de la longitud de la máscara. Por longitud se entiende el número de bits de máscara contiguos del extremo izquierdo que están establecidos en uno. Por lo tanto, la red 172.16.0.0 255.255.0.0 se puede representar como 172.16.0.0/16. CIDR también representa una arquitectura de Internet más jerárquica, donde cada dominio toma sus direcciones IP de un nivel superior. Permite que se realice el resumen de los dominios al nivel más alto. Por ejemplo, si un ISP posee la red 172.16.0.0/16, el ISP puede ofrecer 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24, y así sucesivamente a los clientes. No obstante, cuando anuncia a otros proveedores, el ISP sólo necesita anunciar 172.16.0.0/16. Para más información sobre CIDR, se puede consultar los RFC 1518 y RFC 1519.

6. Ejercicios de direccionamiento IP

6.1

Ejercicio 1

Si un nodo de una red tiene la dirección 172.16.45.14/30, ¿Cuál es la dirección de la subred a la cual pertenece ese nodo? A.172.16.45.0 B.172.16.45.4 C.172.16.45.8 D.172.16.45.12 E.172.16.45.18 F. 172.16.0.0

8

Realizando el esquema de direccionamiento: Mascara 255.255.255.25 2 255.255.255.25 2 255.255.255.25 2 255.255.255.25 2 255.255.255.25 2

Subred

Host inicial

Host Final

Broadcast

172.16.45.0

172.16.45.1

172.16.45.2

172.16.45.3

172.16.45.4

172.16.45.5

172.16.45.6

172.16.45.7

172.16.45.8

172.16.45.9 172.16.45.1 3 172.16.45.1 7

172.16.45.10

172.16.45.11

172.16.45.14

172.16.45.15

172.16.45.18

172.16.45.19

172.16.45.12 172.16.45.16

Se observa que la dirección de Sub red a la cual pertenece el nodo 172.16.45.14 es la 172.16.45.12, por lo tanto la respuesta es la D.

6.2

Ejercicio 2

¿Cuáles de las que se mencionan a continuación son 2 direcciones IP que pueden ser asignadas a nodos de la subred 192.168.15.19/28? A.192.168.15.17 B.192.168.15.14 C.192.168.15.29 D.192.168.15.16 E.192.168.15.31 F. Ninguna de las que se menciona. Esquema: Mascara 255.255.255.24 0 255.255.255.24 0 255.255.255.24 0 255.255.255.24 0

Subred

Host inicial

192.168.15.0

192.168.15.1 192.168.15.1 7 192.168.15.3 3 192.168.15.4 9

192.168.15.16 192.168.15.32 192.168.15.48

9

Host Final 192.168.15.1 4 192.168.15.3 0 192.168.15.4 6 192.168.15.6 2

Broadcast 192.168.15.1 5 192.168.15.3 1 192.168.15.4 7 192.168.15.6 3

255.255.255.24 0 192.168.15.64

192.168.15.6 5

192.168.15.7 8

192.168.15.7 9

El rango de direcciones útiles, sin la subred y el Broadcast, 192.168.15.17 192.168.15.30.

-

Las direcciones que son asignadas son: A.192.168.15.17 C.192.168.15.29

6.3

Ejercicio 3

Usted se encuentra trabajando en una empresa a la que le ha sido asignada una dirección clase C y se necesita crear 10 subredes. Se le requiere que disponga de tantas direcciones de nodo en cada subred, como resulte posible. ¿Cuál de las siguientes es la máscara de subred que deberá utilizar? A.255.255.255.192 B.255.255.255.224 C.255.255.255.240 D.255.255.255.248 E. 255.255.255.242 Tomando una dirección de clase C 192.168.0.0: Para 10 subredes se necesitan 4 bits:

11000000

10101000 RED

00000000

HOSTS 00000000 SUB-RED

N° de subredes posibles: 2^4 – 2 = 14 N° de hosts por Subred: 2^4 – 2 = 14 Mascara: 11111111

11111111

11111111

11110000

RED

10

La máscara que debemos usar es 192.168.0.0/28 o C.255.255.255.240

6.4

Ejercicio 4

¿Cuántas subredes y nodos disponibles por subred se obtienen si usted aplica una máscara /28 a la red clase C 210.10.2.0? A.30 subredes y 6 nodos por subred. B.6 subredes y 30 nodos por subred. C.8 subredes y 32 nodos por subred. D.32 subredes y 8 nodos por subred. E.14 subredes y 14 nodos por subred. F. Ninguna de las anteriores. Mascara Subred 255.255.255.24 0 210.10.2.0

Para una máscara de /28 el número de subredes es de 16, solo 14 usables, y con 16 direcciones IP, 14 usables, para nodos por sub-red. F. Ninguna de las anteriores. 6.5 Ejercicio 5 ¿Cuál es la dirección de subred que corresponde al nodo 172.16.210.0/22? A. 172.16.42.0 B. 172.16.107.0 C. 172.16.208.0 D. 172.16.252.0 E. 172.16.254.0 F. Ninguna de las anteriores. Según el esquema de direccionamiento: Mascara

Subredes

255.255.252.0

172.16.204.0

255.255.252.0

172.16.208.0

255.255.252.0

172.16.212.0

Host inicial 172.16.204. 1 172.16.208. 1 172.16.212. 1

11

Host Final 172.16.207.25 4 172.16.211.25 4 172.16.215.25 4

Broadcast 172.16.207.25 5 172.16.211.25 5 172.16.215.25 5

172.16.216.0

La dirección de Sub red que corresponde al host 172.16.210.0 es la 172.16.208.0, la respuesta es la C.

6.6

Ejercicio 6

¿Cuál es la dirección de subred que corresponde a la dirección IP 201.100.5.68/28? A. 201.100.5.0 B. 201.100.5.32 C. 201.100.5.64 D. 201.100.5.65 E. 201.100.5.31 F. 201.100.5.80 Direccionamiento simple: Mascara 255.255.240.0

Subredes 201.100.5.0

255.255.240.0

201.100.5.16

255.255.240.0

201.100.5.32

255.255.240.0

201.100.5.48

255.255.240.0

201.100.5.64

255.255.240.0

201.100.5.80

255.255.240.0

201.100.5.96

Host inicial 201.100.5.1 201.100.5.1 7 201.100.5.3 3 201.100.5.4 9 201.100.5.6 5 201.100.5.8 1 201.100.5.9 7

Host Final 201.100.5.14

Broadcast 201.100.5.15

201.100.5.30

201.100.5.31

201.100.5.46

201.100.5.47

201.100.5.62

201.100.5.63

201.100.5.78

201.100.5.79

201.100.5.94 201.100.5.11 0

201.100.5.95 201.100.5.11 1

Como se puede ver, la dirección de Subred que corresponde al host 201.100.5.68/28 es la 201.100.5.64. Por lo tanto la respuesta es la C. 201.100.5.64.

12

6.7

Ejercicio 7

La empresa en la que se desempeña tiene asignada la dirección clase B 172.12.0.0. De acuerdo a las necesidades planteadas, esta red debería ser dividida en subredes que soporten un máximo de 459 nodos por subred, procurando mantener en su máximo el número de subredes disponibles ¿Cuál es la máscara que deberá utilizar? A. 255.255.0.0 B. 255.255.128.0 C. 255.255.224.0 D. 255.255.254.0 E. 255.255.248.0 F. 255.255.192.0 Para tener 459 Hosts por subred, necesitamos 9 bits (calculando el log (459)/log (2)), de los cuales tendríamos 510 direcciones IP asignables para hosts 10101100

00001100

RED

 RED

00000000 SUBRED

00000000 HOST

El número de subredes disponibles es de 2^7 -2, para un total de 126 subredes con 510 direcciones IP para hosts en cada una. Por lo tanto la máscara que nos da 9 bits para host y 7 bits para subredes es la D. 255.255.254.0

6.8

Ejercicio 8

La empresa BMG tiene asignada la dirección IP 200.1.1.0: De acuerdo a las necesidades comerciales se requieren 3 sedes principales, 3 edificios por sede, 4 departamentos por edificio y el departamento más grande no tiene más de 20 empleados.

13

. 727 hosts en total 10 bits necesarios con mascara 255.255.252.0 3 Sedes S1 S2 S3 Total de Hosts

240 240 240

+1 +1 +1

+2 +2

727 N° bits

Log S1 S2 S3

9,50581155 7,91288934 7,91288934 7,91288934

10 8 8 8

# S1 S2 S3 E1

Mascara 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.252.0

Subredes 200.1.1.0 200.1.2.0 200.1.3.0 200.1.4.0

Host inicial 200.1.1.1 200.1.2.1 200.1.3.1 200.1.4.1

Host Final 200.1.1.254 200.1.2.254 200.1.3.254 200.1.7.254

E2

255.255.252.0

200.1.8.0

200.1.8.1

200.1.11.254

14

Broadcast 200.1.1.255 200.1.2.255 200.1.3.255 200.1.7.255 200.1.11.25 5

6.9

Ejercicio 9

La empresa DMG’s requiere asignar IP a 500 host teniendo la dirección 197.1.1.1. Halle la máscara indicada y genere el esquema de direcciones. 500 host 9 bits necesarios Mascara 255.255.254.0 197.1.1.1/23 Mascara 255.255.254.0

Subred 197.1.1.1 197.1.3.1

Host Inicial 197.1.1.2

Host Final 197.1.2.255

Broadcast 197.1.3.0

6.10 Ejercicio 10 Dada la dirección 204.15.5.0/24, generar el subneteo con VLSM acorde a la gráfica:

4 Sedes S2 S4 S1 S3 Total Hosts

28 28 14 7 83

1 1 1 1

Calculando bits: Log S2 S4 S1

6,37503943 4,857981 4,857981 3,9068906

7 5 5 4 15

S3 Mascara general

# S2 S4 S1 S3 E1

3

3

255.255.254.0 204.15.5.0/23 bits

Mascara 255.255.255.224 255.255.255.224 255.255.255.240 255.255.255.248 255.255.255.252

Subred 204.15.5.0 204.15.5.32 204.15.5.64 204.15.5.80 204.15.5.88 204.15.5.92

16

Host Inicial 204.15.5.1 204.15.5.33 204.15.5.65 204.15.5.81 204.15.5.89

Host Final 204.15.5.30 204.15.5.62 204.15.5.78 204.15.5.86 204.15.5.90

Broadcast 204.15.5.31 204.15.5.63 204.15.5.79 204.15.5.87 204.15.5.91

6.11 Ejercicio 11 Dada la siguiente topología y la dirección IP 192.168.1.0/24, se nos pide que por medio de subneteo con VLSM obtengamos direccionamiento IP para los hosts de las 3 subredes, las interfaces Ethernet de los routers y los enlaces seriales entre los routers.

3 sedes S2 S3 S1 Total Hosts Calculand o bits Log S2 S3 S1 Mascara General

# S2 S3 S1 E1 E2 E3

100 50 20

1 1 1

2 2 2

179

7,48381578 6,65821148 5,67242534 4,39231742

8 7 6 5

255.255.255.0 192.168.1.0/24 bits

Mascara 255.255.255.12 8 255.255.255.19 2 255.255.255.22 4 255.255.255.25 2 255.255.255.25 2 255.255.255.25 2

Subred

Host Inicial

Host Final

Broadcast

192.168.1.0

192.168.1.1

192.168.1.126 192.168.1.190

192.168.1.127

192.168.1.128

192.168.1.129

192.168.1.192

192.168.1.193

192.168.1.222

192.168.1.223

192.168.1.224

192.168.1.225

192.168.1.226

192.168.1.227

192.168.1.228

192.168.1.229

192.168.1.230

192.168.1.231

192.168.1.232

192.168.1.233

192.168.1.234

192.168.1.235

17

192.168.1.191

6.12 Ejercicio 12 Supongamos que somos la ICANN (The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) y tenemos la dirección IP de red 64.0.0.0/8 para asignar rangos mediante subneteo con VLSM de direcciones a diferentes países. Calcule dichas subredes.

4 Países País 3 País 4 País 1 País 2 País 5

4000000 3000000 2000000 1000000 500000

Total Hosts

9000000

Observando la Tabla de direccionamiento CIDR Mascara general 255.0.0.0 64.0.0.0/8 bits Esquema VLSM: # País 3

Mascara 255.192.0.0

Subred 64.0.0.0

Host Inicial 64.0.0.1

Host Final 64.63.0.254

País 4

255.192.0.0

64.64.0.0

64.64.0.1

64.127.0.254

País 1

255.224.0.0

64.128.0.0

64.128.0.1

64.159.0.254

País 2

255.240.0.0

64.160.0.0

64.160.0.1

64.175.0.254

País 5

255.248.0.0

64.176.0.0 64.184.0.0

64.176.0.1

64.183.0.254

18

Broadcast 64.63.0.255 64.127.0.25 5 64.159.0.25 5 64.175.0.25 5 64.183.0.25 5

6.13 Ejercicio 13 Tenemos una red con IP 192.168.3.0/24 y nos piden una subred de 30 hosts, una con 80 hosts, una con 60 hosts y otra con 25 hosts. Diagrame la red y calcule las subredes usando VLSM

4 Sedes S2 S3 S1 S4

80 60 30 25

Total Hosts

205

1 1 1 1

2 2 2

N° bits Log S2 S3 S1 S4

7,6794801 6,33985 5,9307373 4 4,9541963 1 4,7004397 2

8 7 6 5 5

19

Mascara General

255.255.25 5.0

192.168.3.0/24

#

Mascara

S2

255.255.255.128 192.168.3.0 192.168.3.12 255.255.255.192 8 192.168.3.19 255.255.255.224 2 192.168.3.22 255.255.255.224 4 255.255.255.252 192.168.4.0 255.255.255.252 192.168.4.4 255.255.255.252 192.168.4.8

S3 S1 S4 E1 E2 E3

Subred

Host Inicial 192.168.3.1 192.168.3.129 192.168.3.193 192.168.3.225 192.168.4.1 192.168.4.5 192.168.4.9

20

Host Final 192.168.3.12 6 192.168.3.19 0 192.168.3.22 2 192.168.3.25 4 192.168.4.2 192.168.4.6 192.168.4.10

Broadcast 192.168.3.127 192.168.3.191 192.168.3.223 192.168.3.255 192.168.4.3 192.168.4.7 192.168.4.11

7. CONCLUSIONES

Como conclusión, es importante tener conocimientos claros y bases sólidas acerca de las direcciones IP y su funcionamiento previamente a la decisión del tipo de clase a implementar y que técnica de direccionamiento lógico utilizar ya que de esto depende en gran parte el éxito o el fracaso del proyecto a realizar. Además, conocer las técnicas de VLSM (Enmascaramiento Variable) y CIDR (Enmascaramiento sin clases) nos permite informar del tipo de soluciones que se dieron ante el problema de agotamiento de direcciones IP, las cuales aliviaron en gran parte el desperdicio de direcciones. Por último, como profesionales de las nuevas tecnologías y especialmente al ser nuestro campo de ejercicio las redes y la computación, es de carácter imperativo y obligatorio conocer y dominar correctamente estas tres técnicas para así poder dar resoluciones efectivas, dando el mayor aprovechamiento de las direcciones lógica y asimismo ejercer como profesionales sobresalientes.

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BIBLIOGRAFÍA

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Direccionamiento IPv4. Disponible en internet:< https://juannava64.files.wordpress.com/2012/02/redes-direccionamiento-ipv4.pdf > con acceso [24 de Septiembre 2017]

Redes Locales y globales. VLSM (Máscaras de longitud variable). Disponible en internet: con acceso [24 de Septiembre 2017]

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