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Universidad Galileo LIATE Protocolos de Telecomunicaciones Lic. Noe Martinez Lunes 20:00 Hrs

Mascara de subred y Datagrama IP

Noe Benjamin Herrera – IDE09214020

Contenido Introducción ................................................................................................................................... 3 Máscara de red ............................................................................................................................. 4 Funcionamiento ............................................................................................................................ 4 Clases de máscaras en subredes.............................................................................................. 9 Datagrama IP .............................................................................................................................. 10 Partes del Datagrama IP ........................................................................................................... 11

Introducción En el siguiente trabajo de investigación explicaremos el concepto de Datagrama IP y Mascaras de Subred. Esto con el fin de aprender mas sobre el funcionamiento de estos, como se componen y la utilidad y aplicación de los conceptos para la clase de Protocolos de telecomunicaciones.

Máscara de red La máscara de red o redes es una combinación de bits que sirve para delimitar el ámbito de una red de computadoras. Su función es indicar a los dispositivos qué parte de la dirección IP es el número de la red, incluyendo la subred, y qué parte es la correspondiente al host. Funcionamiento Básicamente, mediante la máscara de red una computadora (principalmente la puerta de enlace, router...) podrá saber si debe enviar los datos dentro o fuera de las redes. Por ejemplo, si el router tiene la dirección IP 192.168.1.1 y máscara de red 255.255.255.0, entiende que todo lo que se envía a una dirección IP que empiece por 192.168.1 va para la red local y todo lo que va a otras direcciones IP, para afuera (internet, otra red local mayor...). Supongamos que tenemos un rango de direcciones IP desde 10.0.0.0 hasta 10.255.255.255. Si todas ellas formaran parte de la misma red, su máscara de red sería: 255.0.0.0. También se puede escribir como 10.0.0.0/8 Como una máscara consiste en una seguidilla de unos consecutivos, y luego ceros (si los hay), los números permitidos para representar la secuencia son los siguientes: 0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254 y 255. La representación utilizada se define colocando en 1 todos los bits de red (máscara natural) y en el caso de subredes, se coloca en 1 los bits de red y los bits de host usados por las subredes. Así, en esta forma de representación (10.0.0.0/8) el 8 sería la cantidad de bits puestos a 1 que contiene la máscara en binario, comenzando desde la izquierda. Para el ejemplo dado (/8), sería 11111111.00000000.00000000.00000000 y en su representación en decimal sería 255.0.0.0. Una máscara de red representada en binario son 4 octetos de bits (11111111.11111111.11111111.11111111).

La mascara normalmente es escrita después de un / Ejemplo: 192.168.1.0/24 en los cálculos matemáticos llevados a teoría

Ejemplo 8bit x 4 octetos = 32 bit. (11111111.11111111.11111111.11111111 = 255.255.255.255) 8bit x 3 octetos = 24 bit. (11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0) 8bit x 2 octetos = 16 bit. (11111111.11111111.00000000.00000000 = 255.255.0.0) 8bit x 1 octetos = 8 bit. (11111111.00000000.00000000.00000000 = 255.0.0.0) En el ejemplo 10.0.0.0/8, según lo explicado anteriormente, indicaría que la máscara de red es 255.0.0.0 Las máscaras de redes , se utilizan como validación de direcciones realizando una operación AND lógica entre la dirección IP y la máscara para validar al equipo, lo cual permite realizar una verificación de la dirección de la Red y con un OR y la máscara negada se obtiene la dirección del broadcasting. == Tabla de máscaras de red == no

MÁSCARAS DE RED Binario

Decimal

11111111.11111111.11111111.1111111 1 11111111.11111111.11111111.1111111 0 11111111.11111111.11111111.1111110 0 11111111.11111111.11111111.1111100 0 11111111.11111111.11111111.1111000 0 11111111.11111111.11111111.1110000 0 11111111.11111111.11111111.1100000

255.255.255.25 5 255.255.255.25 4 255.255.255.25 2 255.255.255.24 8 255.255.255.24 0 255.255.255.22 4 255.255.255.19

CID R

Nº Hosts

/32

1

/31

2

/30

4

/29

8

/28

16

/27

32

/26

64

Clas e

0 11111111.11111111.11111111.1000000 0 11111111.11111111.11111111.0000000 0 11111111.11111111.11111110.0000000 0 11111111.11111111.11111100.0000000 0 11111111.11111111.11111000.0000000 0 11111111.11111111.11110000.0000000 0 11111111.11111111.11100000.0000000 0 11111111.11111111.11000000.0000000 0 11111111.11111111.10000000.0000000 0 11111111.11111111.00000000.0000000 0 11111111.11111110.00000000.0000000 0 11111111.11111100.00000000.0000000 0 11111111.11111000.00000000.0000000 0 11111111.11110000.00000000.0000000 0 11111111.11100000.00000000.0000000 0 11111111.11000000.00000000.0000000 0 11111111.10000000.00000000.0000000 0 11111111.00000000.00000000.0000000 0 11111110.00000000.00000000.0000000 0 11111100.00000000.00000000.0000000 0 11111000.00000000.00000000.0000000

2 255.255.255.12 /25 8

128

255.255.255.0

/24

256

255.255.254.0

/23

512

255.255.252.0

/22

1024

255.255.248.0

/21

2048

255.255.240.0

/20

4096

255.255.224.0

/19

8192

255.255.192.0

/18

16384

255.255.128.0

/17

32768

255.255.0.0

/16

65536

255.254.0.0

/15

131072

255.252.0.0

/14

262144

255.248.0.0

/13

524288

255.240.0.0

/12

1048576

255.224.0.0

/11

2097152

255.192.0.0

/10

4194304

255.128.0.0

/9

8388608

255.0.0.0

/8

16777216

254.0.0.0

/7

33554432

252.0.0.0

/6

67108864

248.0.0.0

/5

134217728

C

B

A

0 11110000.00000000.00000000.0000000 0 11100000.00000000.00000000.0000000 0 11000000.00000000.00000000.0000000 0 10000000.00000000.00000000.0000000 0 00000000.00000000.00000000.0000000 0

240.0.0.0

/4

268435456

224.0.0.0

/3

536870912

192.0.0.0

/2

128.0.0.0

/1

0.

/0

107374182 4 214748364 8 429496729 6

Como se ve en el ejemplo anterior, la fila binaria de la máscara de subred determina que todas las direcciones IP de esa subred incluido el Gateway deben ser iguales hasta la línea y distintas después de la línea. La dirección IP completa se calcula realizando un AND lógico sólo con aquellos bits que indique la máscara de subred (MS). El número total de direcciones IP que tiene esa subred es inversamente proporcional al número de bits encendidos en la máscara de red. Esa subred suele llamarse LAN La puerta de enlace puede ser cualquier dirección IP dentro de ese rango (subred) pero algunos adoptan la norma de que cumplan el que (IP & MS)+1 = GW (Gateway, puerta de enlace). Algunos controladores de protocolo tcp/IP rechazan todos los paquetes que no cumplen esta norma. La puerta de enlace la utilizan los protocolos de tcp/IP para enviar aquellos paquetes cuyo destino se encuentra fuera del rango de la subred definida por la máscara de red (si el paquete va destinado a algún ordenador cuya dirección IP se encuentre fuera del rango establecido por la máscara de red, utilizarán la puerta de enlace, que generalmente es un router o enrutador que se encarga de enviarlos a otras redes .De esta manera se optimiza el trabajo que realiza el PC. A veces llamamos o confundimos router (ruteador) con puerta de enlace: La puerta de enlace es en definitiva la dirección IP del router. Dirección que ha de estar dentro de la subred. La dirección IP del router se programa en el mismo router. La mayoría de los router vienen con una dirección de fábrica, modificable a través de un puerto serie o por red mediante http, telnet u otros protocolos. Esta dirección modificable es la puerta de enlace de la red. El router generalmente tiene dos direcciones IP, cada una en un rango distinto. Por ejemplo, una en el rango de una subred pequeña de

16 ordenadores y otra en otra subred más grande cuyo Gateway o puerta de enlace nos da acceso a Internet. Sólo se ven entre sí los equipos de cada subred o aquellos que tengan enrutadores y puertas de enlace bien definidas para enviar paquetes y recibir respuestas. De este modo se forman y definen las rutas de comunicación entre ordenadores de distintas subredes. Los enrutadores además realizan varias funciones, entre ellas la denominada NAT, que consiste en llevar la cuenta del origen de los paquetes para que cuando lleguen las respuestas sean enviadas al ordenador que procede. Cuando un router comunica con un ISP o proveedor de servicios de Internet generalmente se les asigna una dirección pública o externa, la cual no es modificable sino asignada por la empresa suministradora (ISP) de ADSL/RDSI. En resumen, la máscara lo que determina es qué paquetes que circulan por la LAN se aceptan por algún ordenador de la LAN o y qué paquetes han de salir fuera de la LAN (por el router). De esta manera, si se escribe en el navegador una dirección IP: 182.23.112.9, el equipo enviará la petición web, ftp, etc.) directamente a la dirección especificada por la puerta de enlace (es decir, el router) ningún equipo de la subred (LAN) atenderá estos paquetes por no estar dentro de su subred (LAN). En el ejemplo anterior, la máscara da 6 bits (los que quedan a 0, es decir, 64 posibilidades, no de 1 a 64 sino 64 posibilidades) para programar las direcciones IP y la puerta de enlace de la LAN, es decir, el último byte para la dirección IP y la puerta de enlace, en nuestro ejemplo debería tomarse entre 10000000 y 10111111, es decir, entre 128 y 191. Lo normal es darle a la puerta de enlace (router) la dirección más baja, indicando que es el primer equipo que se instala en la LAN. Hay ciertos programas (p.e. Ethereal) que programan la tarjeta en un modo llamado 'promiscuo' en el que se le dice a la tarjeta de red que no filtre los paquetes según la norma explicada, aceptando todos los paquetes para poder hacer un análisis del tráfico que circula por la subred y puede ser escuchado por el PC. Las máscaras 255.0.0.0 (clase A), 255.255.0.0 (clase B) y 255.255.255.0 (clase C) suelen ser suficientes para la mayoría de las redes privadas. Sin embargo, las redes más pequeñas que podemos formar con estas máscaras son de 254 hosts y para el caso de direcciones públicas, su contratación tiene un coste alto. Por esta razón suele ser habitual dividir las redes públicas de clase C en subredes más

pequeñas. A continuación se muestran las posibles divisiones de una red de clase C. La división de una red en subredes se conoce como subnetting.

Clases de máscaras en subredes

Clase Bits IP Subred

IP Broadcast

Máscara en decimal

127.255.255.255 255.0.0.0

CIDR

A

0

0.0.0.0

/8

B

10

128.0.0.0 191.255.255.255 255.255.0.0

C

110 192.0.0.0 223.255.255.255 255.255.255.0

/24

D

1110 224.0.0.0 239.255.255.255 sin definir

sin definir

E

1111 240.0.0.0 255.255.255.254 sin definir

sin definir

/16

Datagrama IP Hay dos formas de encaminar los paquetes en una red conmutación de paquetes. Estas son: datagrama y circuito virtual. En la técnica de datagrama cada paquete se trata de forma independiente, conteniendo cada uno la dirección de destino. La red puede encaminar (mediante un router) cada fragmento hacia el Equipo Terminal de Datos (ETD) receptor por rutas distintas. Esto no garantiza que los paquetes lleguen en el orden adecuado ni que todos lleguen al destino. Protocolos basados en datagramas: IPX, UDP, IPoAC, CL. Los datagramas tienen cabida en los servicios de red no orientados a la conexión (como por ejemplo UDP o Protocolo de Datagrama de Usuario). Los datagramas IP son las unidades principales de información de Internet. Los términos trama, mensaje, paquete de red y segmento también se usan para describir las agrupaciones de información lógica en las diversas capas del modelo de referencia OSI y en los diversos círculos tecnológicos. Estructura La estructura de un datagrama es: cabecera y datos. Un datagrama tiene una cabecera que contiene una información de direcciones de la capa de red. Los encaminadores examinan la dirección de destino de la cabecera, para dirigir los datagramas al destino. Internet es una red de datagramas. La conmutación de los paquetes puede ser orientada a conexión y no orientada a conexión. En el caso orientado a conexión, el protocolo utilizado para transporte es TCP. Este garantiza que todos los datos lleguen correctamente y en orden. En el caso no orientado a conexión, el protocolo utilizado para transporte es UDP. UDP no tiene ninguna garantía, sin embargo esta propiedad de los UDP; es básicamente, la que hacen tan preferido los protocolos SNMP (Simple Network Management Protocol), aportándole la baja carga a la red que posee y su absoluta independencia al hardware entre los que facilita el intercambio de información. Opción que debe aumentar en el tiempo, si tenemos en cuenta que las primeras versiones de los SNMP datan de la era de los microprocesadores de 8 bits. Datagrama

Partes del Datagrama IP VERS Es la versión del protocolo IP, ya que existen varias y es conveniente saber con que versión se a generado el datagrama

LEN Es la longitud de la cabecera IP en palabras de 32 bits. Esto no incluye el campo de datos. SERVICIO El tipo de servicio es una indicación de la calidad del servicio solicitado para este datagrama IP. Su formato se divide en: PRIO. Es la prioridad del datagrama. D. Dar prioridad al retardo T. Dar prioridad al through put R. Dar prioridad a la fiabilidad C. Dar prioridad al costo LONGITUD TOTAL La longitud total del datagrama, cabecera y datos, especificada en bytes. Permite hasta 65535 octetos. IDENTIFICADOR Un número único que asigna el emisor para ayudar a re ensamblar un datagrama fragmentado. Los fragmentos de un datagrama tendrán el mismo número de identificación. FLAGS Aquí entran varias banderas de control. OFFSET Ayudar al re ensamblado de todo el datagrama. El valor es el número de partes de 64 bits(no se cuentan los bytes de la cabecera) contenidas en fragmentos anteriores. En el primer(o único) fragmento el valor es siempre cero. FUNCIONES TTL( Time To Live) Sirve para limitar el tiempo que un paquete vive en la red. Cada vez que un paquete pasa por un router debe decrementarse. Si llega a cero, el datagrama debe ser descartado,esto es para evitar un exceso de tráfico y que se bloqueen los enlaces hacia el exterior, que son bastante más lentos, Se han definido una serie de valores umbrales para el TTL de manera que si el TTL del paquete es menor que este umbral, el datagrama se desecha y no se transmite:

TTL 0 Tráfico restringido al mismo host TTL 1 Tráfico restringido a la misma subred TTL 32 Tráfico restringido a la misma organización TTL 64 Tráfico restringido a la misma región TTL 128 Tráfico restringido al mismo continente TTL 255 Tráfico sin restricciones PROTO Indica el protocolo de alto nivel al que IP debería entregar los datos del datagrama. CHECKSUM El checksum proporciona la seguridad de que el datagrama no ha sido dañado ni modificado. Este campo tiene una longitud de 16 bits. El checksum incluye todos los campos de todos los campos de la cabecera IP, incluido el mismo, cuyo valor es cero a efectos de calculo.Consistente en el complemento a uno de 16 bits de la suma en complemento a uno de una pseudocabecera IP, la cabecera UDP y los datos del datagrama UDP.

DIRECICON FUENTE Este campo contiene un identificador de red (Netid) y un identificador de host (Hostid). El campo tiene una longitud de 32 bits. La direccion puede ser de clase A, B, C. DIRECCION DESTINO Este campo contiene el Netid y el Hostid del destino. El campo tiene una longitud de 32 bits. La direccion puede ser de clase A, B, C o D (ver PARTE OPCIONAL DEL DATAGRAMA IP Se determina por la longitud de la cabecera. Si esta es mayor de cinco, por lo menos existe una opcion. Aunque un host no esta obligado a poner opcciones, puede aceptar y procesar opciones recibidas en un datagrama. Esta campo es de longitud variable. Cada octeto esta formado por los campos Copia, Clase de Opcion y Numero de Opcion. · El campo Copia sirve para que cuando un datagrama va a ser fragmentado y viaja a traves de nodos o Gateways. Cuando tiene valor 1, las opciones son las mismas para todos los fragmentos, pero si toma valor 0, las opciones son eliminadas. · Clase de Opcion es un campo que cuando tiene valor 0, indica datagrama o control de red; Cuando tiene valor 2, indica depuracion o medida. Los valores 1 y 3 estan reservados para un uso futuro. · El Numero de Opcion indica una accion especifica.