Octava Semana Arquitectura de Redes y Comunicaciones DIRECCIONAMIENTO IP Una dirección IP es un número que identifica de manera lógica y jerárquica a una interfaz de un dispositivo (habitualmente una computadora) dentro de una red que utilice el protocolo IP (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red o nivel 3 del modelo de referencia OSI. Dicho número no se ha de confundir con la dirección MAC que es un número hexadecimal fijo que es asignado a la tarjeta o dispositivo de red por el fabricante, mientras que la dirección IP se puede cambiar. La dirección IP consta de cuatro números separados por puntos y cada número es menor de 256; por ejemplo 192.200.44.69. Definición de Subredes: Una subred es un rango de direcciones lógicas. Cuando una red de computadoras se vuelve muy grande, conviene dividirla en subredes, por los siguientes motivos: • Reducir el tamaño de los dominios de broadcast. • Hacer la red más manejable, administrativamente. Entre otros, se puede controlar el tráfico entre diferentes subredes, mediante ACLs. Existen diversas técnicas para conectar diferentes subredes entre sí, se pueden conectar: • A nivel físico (capa 1 OSI) mediante repetidores o concentradores. • A nivel de enlace (capa 2 OSI) mediante puentes o conmutadores. • A nivel de red (capa 3 OSI) mediante routers. • A nivel de transporte (capa 4 OSI). • A nivel de aplicación (capa 7 OSI) mediante pasarelas. CLASES DE DIRECCIONES Para una mejor organización en el reparto de rangos las redes se han agrupado en cinco clases, de manera que según el tamaño de la red se optará por un tipo u otro. Clase A: La dirección Clase A se diseñó para admitir redes de tamaño extremadamente grande, de más de 16 millones de direcciones de host disponibles. Las direcciones IP Clase A utilizan sólo el primer octeto para indicar la dirección de la red. Los tres octetos restantes son para las direcciones host. El primer bit de la dirección Clase A siempre es 0. Con dicho primer bit, que es un 0, el menor número que se puede representar es 00000000, 0 decimal. El valor más alto que se puede representar es 01111111, 127 decimal. Estos números 0 y 127 quedan reservados y no se pueden utilizar como direcciones de red. Cualquier dirección que comience con un valor entre 1 y 126 en el primer octeto es una dirección Clase A. La red 127.0.0.0 se reserva para las pruebas de loopback. Los Routers o las máquinas locales pueden utilizar esta dirección para enviar paquetes nuevamente hacia ellos mismos. Por lo tanto, no se puede asignar este número a una red. Clase B: La dirección Clase B se diseñó para cumplir las necesidades de redes de tamaño moderado a grande. Una dirección IP Clase B utiliza los primeros dos de los cuatro octetos para indicar la dirección de la red. Los dos octetos restantes especifican las direcciones del host. Los primeros dos bits del primer octeto de la dirección Clase B siempre son 10. Los seis bits restantes pueden poblarse con unos o ceros. Por lo tanto, el menor número que puede representarse en una dirección Clase B es 10000000, 128 decimal. El número más alto que puede representarse es 10111111, 191 decimal. Cualquier dirección que comience con un valor entre 128 y 191 en el primer octeto es una dirección Clase B. Ing. Marcos Huerta Sagástegui -1- Octava Semana Arquitectura de Redes y Comunicaciones Clase C: El espacio de direccionamiento Clase C es el que se utiliza más frecuentemente en las clases de direcciones originales. Este espacio de direccionamiento tiene el propósito de admitir redes pequeñas con un máximo de 254 hosts. Una dirección Clase C comienza con el binario 110. Por lo tanto, el menor número que puede representarse es 11000000, 192 decimal. El número más alto que puede representarse es 11011111, 223 decimal. Si una dirección contiene un número entre 192 y 223 en el primer octeto, es una dirección de Clase C. Clase D: La dirección Clase D se creó para permitir multicast en una dirección IP. Una dirección multicast es una dirección exclusiva de red que dirige los paquetes con esa dirección destino hacia grupos predefinidos de direcciones IP. Por lo tanto, una sola estación puede transmitir de forma simultánea una sola corriente de datos a múltiples receptores. El espacio de direccionamiento Clase D, en forma similar a otros espacios de direccionamiento, se encuentra limitado matemáticamente. Los primeros cuatro bits de una dirección Clase D deben ser 1110. Por lo tanto, el primer rango de octeto para las direcciones Clase D es 11100000 a 11101111, o 224 a 239. Una dirección IP que comienza con un valor entre 224 y 239 en el primer octeto es una dirección Clase D. Clase E: Se ha definido una dirección Clase E. Sin embargo, la Fuerza de tareas de ingeniería de Internet (IETF) ha reservado estas direcciones para su propia investigación. Por lo tanto, no se han emitido direcciones Clase E para ser utilizadas en Internet. Los primeros cuatro bits de una dirección Clase E siempre son 1s. Por lo tanto, el rango del primer octeto para las direcciones Clase E es 11110000 a 11111111, o 240 a 255. Ing. Marcos Huerta Sagástegui -2- Octava Semana Arquitectura de Redes y Comunicaciones DIRECCIONES PÚBLICAS Son visibles en todo Internet. Para conectarse a Internet es necesario tener una dirección IP pública. CLASES RANGO DE DIRECCIONES SUBREDES DIRECCIONES IP X SUBRED MASCARA A B C 1.xxx.xxx.xxx – 126.xxx.xxx.xxx 128.xxx.xxx.xxx – 191.254.xxx.xxx 192.000.001.xxx – 223.255.254.xxx 124 16,382 2,097,152 16,777,214 65,534 254 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 DIRECCIONES PRIVADAS Son visibles únicamente por otros hosts de su propia red o de otras redes privadas interconectadas por routers. Se utilizan en las empresas para los puestos de trabajo. Ellos pueden salir a Internet por medio de un router (o proxy) que tenga una IP pública. Sin embargo, desde Internet no se puede acceder a ordenadores con direcciones IP privadas. Las direcciones privadas son: CLASES RANGO DE DIRECCIONES MASCARA A B 10.0.0.0 – 10.255.255.255 172.16.0.0 – 172.31.255.255 192.68.0.0 – 192.168.255.255 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 C MASCARA DE RED La máscara de red es un número con el formato de una dirección IP que nos sirve para distinguir cuando una máquina determinada pertenece a una subred dada, con lo que podemos averiguar si dos máquinas están o no en la misma subred IP. Las máscaras de subred además pueden representarse con un número decimal, que la resume y éste está en función a la clase de la dirección. Utilidad e Importancia: Los host y encaminadores conectados a una subred se configuran con la máscara de la subred. Suele ser común usar una única máscara de subred en toda una red de la organización. Hay excepciones a esta práctica, y algunas organizaciones usan varios tamaños diferentes de subred. Por ejemplo, si una red tiene muchas líneas punto a punto, no sería conveniente usar los números de subred ya que sólo hay dos sistemas en cada subred punto a punto. Una organización podría decidir usar máscaras de 14 bits (255.255.255.252) para sus líneas punto a punto. Abreviaturas empleadas: Normalmente las máscaras de subred se expresan en notación decimal con puntos. La máscara de Clase C se puede escribir: 255.255.255.0 DIRECCIONAMIENTO BASICO Ventajas: Dividir una red en subredes significa utilizar una máscara de subred para dividir la red y convertir una gran red en segmentos más pequeños, más eficientes y administrables o subredes. Desventajas: Una desventaja de una subred es la capacidad desperdiciada cuando múltiples host intentan acceder al canal al mismo tiempo. DIVISIÓN BÁSICA DE SUBREDES CLASE C Determinar el número de subredes: Existe una fórmula que se puede aplicar para determinar el número de subredes que se desea y es la siguiente: Calculo de Subredes = 2 − 2 = Numero de Subredes n = numero de bits prestados. n Ing. Marcos Huerta Sagástegui -3- Octava Semana Arquitectura de Redes y Comunicaciones Ejemplo: Se tiene la siguiente dirección IP 192.168.10.0 /24 1. Se desea obtener 13 subredes. 2. Cada subred deberá tener 12 IP validas. Desarrollo: Calculo de las subredes: 24 − 2 = 16 – 2 = 14 subredes n = 4 bits prestados. Calculo de las IP por subred: Como se prestó 4 bits para las subredes nos quedan nuevamente 4 bits que serán para los hosts, así que: 24 − 2 = 16 – 2 = n = 4 bits prestados. 14 IPs Entonces los rangos y las subredes son: 192.168.10.0 0) 192.168.10.00000000 1) 192.168.10.00010000 2) 192.168.10.00100000 3) 192.168.10.00110000 4) 192.168.10.01000000 5) 192.168.10.01010000 6) 192.168.10.01100000 7) 192.168.10.01110000 8) 192.168.10.10000000 9) 192.168.10.10010000 10) 192.168.10.10100000 11) 192.168.10.10110000 12) 192.168.10.11000000 13) 192.168.10.11010000 14) 192.168.10.11100000 15) 192.168.10.11110000 => => => => => => => => => => => => => => => => SUBREDES 192.168.10.0 192.168.10.16 192.168.10.32 192.168.10.48 192.168.10.64 192.168.10.80 192.168.10.96 192.168.10.112 192.168.10.128 192.168.10.144 192.168.10.160 192.168.10.176 192.168.10.192 192.168.10.208 192.168.10.224 192.168.10.240 IP INICIO IP FINAL 192.168.10.1 192.168.10.14 192.168.10.17 192.168.10.30 192.168.10.33 192.168.10.46 192.168.10.49 192.168.10.62 192.168.10.65 192.168.10.78 192.168.10.81 192.168.10.94 192.168.10.97 192.168.10.110 192.168.10.113 192.168.10.126 192.168.10.129 192.168.10.142 192.168.10.145 192.168.10.158 192.168.10.161 192.168.10.174 192.168.10.177 192.168.10.190 192.168.10.193 192.168.10.206 192.168.10.209 192.168.10.222 192.168.10.225 192.168.10.238 192.168.10.241 192.168.10.254 BROADCAST 192.168.10.15 192.168.10.31 192.168.10.47 192.168.10.63 192.168.10.79 192.168.10.95 192.168.10.111 192.168.10.127 192.168.10.143 192.168.10.159 192.168.10.175 192.168.10.191 192.168.10.207 192.168.10.223 192.168.10.239 192.168.10.255 Para llegar a comprender cómo funciona todo esto podríamos hacer un ejercicio práctico. EJERCICIO DE CLASE C Ejemplo 01: La empresa XYZ tiene una LAN de 500 equipos y desea dividirlos en 5 segmentos (subredes). Se le pide al Administrador de red que realice el Subneteo respectivo de las tres subredes utilizando cualquier dirección IP de Clase C que sea privada. Elabore la respectiva tabla de direccionamiento de las tres subredes. Desarrollo: Calculo de las IP por subred: Como se prestó 4 bits para las subredes nos quedan nuevamente 4 bits que serán para los hosts, así que: 27 − 2 = 128 – 2 = n = 7 bits prestados. Subred 0) 192.168.50.0 1) 192.168.50.128 2) 192.168.51.0 3) 192.168.51.128 4) 192.168.52.0 5) 192.168.52.128 6) 192.168.53.0 7) 192.168.53.128 8) 192.168.54.0 . . . 192.168.255.128 126 IPs IP Inicio 192.168.50.1 192.168.50.129 192.168.51.1 192.168.51.129 192.168.52.1 192.168.52.129 192.168.53.1 192.168.53.129 192.168.54.1 . . . 192.168.255.129 Ing. Marcos Huerta Sagástegui IP Final 192.168.50.126 192.168.50.254 192.168.51.126 192.168.51.254 192.168.52.126 192.168.52.254 192.168.53.126 192.168.53.254 192.168.54.126 . . . 192.168.255.254 Broadcast 192.168.50.127 192.168.50.255 192.168.51.127 192.168.51.255 192.168.52.127 192.168.52.255 192.168.53.127 192.168.53.255 192.168.54.127 . . . 192.168.255.255 -4- Octava Semana Arquitectura de Redes y Comunicaciones Respuesta: La tabla de direccionamiento es de las subredes 2, 3, 4,5 y 6 la cual vemos en la siguiente: Subred 0) 192.168.50.0 1) 192.168.50.128 2) 192.168.51.0 3) 192.168.51.128 4) 192.168.52.0 5) 192.168.52.128 IP Inicio 192.168.50.1 192.168.50.129 192.168.51.1 192.168.51.129 192.168.52.1 192.168.52.129 IP Final 192.168.50.126 192.168.50.254 192.168.51.126 192.168.51.254 192.168.52.126 192.168.52.254 Broadcast 192.168.50.127 192.168.50.255 192.168.51.127 192.168.51.255 192.168.52.127 192.168.52.255 La subred 1 es el identificador de red de todas las redes por lo tanto no se emplea. Ejemplo 02: Sea la dirección de una subred 192.168.100.0, con una máscara de red 255.255.255.192 Comprobar cuáles de estas direcciones son validas para direcciones de equipo (hosts): 1) 192.168.100.64 2) 192.168.101.192 3) 192.168.102.129 4) 192.168.104.128 Desarrollo: Primero deberá convertirlo a binario los números: 1) 192.168.100.64 => 11000000.10101000.01100100.01000000 2) 192.168.101.192 => 11000000.10101000.01100101.11000000 3) 192.168.102.129 => 11000000.10101000.01100110.10000001 4) 192.168.104.128 => 11000000.10101000.01101000.10000000 5) 255.255.255.192 => 11111111.11111111.11111111.11000000 Se puede observar que se prestó 2 bits para la parte de subredes (saltos de 64 en 64) Los bits restantes son 6 bits aplicando la formula so tendrá 62 IP por cada subred. Primero aplicamos AND a la primera IP 192.168.100.64 255.255.255.192 192.168.100.64 => => => 11000000.10101000.01100100.01000000 11111111.11111111.11111111.11000000 11000000.10101000.01100100.01000000 (Identificador de Red) 192.168.101.192 255.255.255.192 192.168.101.192 => => => 11000000.10101000.01100101.11000000 11111111.11111111.11111111.11000000 11000000.10101000.01100101.11000000 (Identificador de Red) 192.168.102.129 255.255.255.192 192.168.102.128 => => => 11000000.10101000.01100110.10000001 11111111.11111111.11111111.11000000 11000000.10101000.01100110.10000000 192.168.104.128 255.255.255.192 192.168.104.128 => => => 11000000.10101000.01101000.10000000 11111111.11111111.11111111.11000000 11000000.10101000.01101000.10000000 (IP valida) (Identificador de Red) (Identificador de Red) Respuesta: La IP válida para equipo (hosts) es: 192.168.102.129 Ing. Marcos Huerta Sagástegui -5- Octava Semana Arquitectura de Redes y Comunicaciones Ejemplo 03: Se tiene la siguiente dirección 192.168.200.64/27. ¿Cuál es la dirección Broadcast de la tercera subred? Desarrollo: Se puede observar que es una dirección de Clase C y que se prestó 3 bits para las subredes. Los bits restantes son 5 bits aplicando la formula so tendrá 32 IP por cada subred. Subred 0) 192.168.200.64 1) 192.168.200.96 2) 192.168.200.128 3) 192.168.200.160 IP Inicio 192.168.200.65 192.168.200.97 192.168.200.129 192.168.200.161 IP Final 192.168.200.94 192.168.200.126 192.168.200.158 192.168.200.190 Broadcast 192.168.200.95 192.168.200.127 192.168.200.159 192.168.200.191 Respuesta: La dirección de Broadcast de la tercera subred es: 192.168.200.159 Ing. Marcos Huerta Sagástegui -6-