Capitulo 2 - Direccionamiento

INTERNETWORKINGCapitulo 2: DireccionamientoProf. Nstor Bautista

FACULTAD DE INGENIERIA DE SISTEMAS, CMPUTO Y TELECOMUNICACIONES

Prof. Nstor Bautista INTERNETWORKING

ContenidoProtocolo IP version 4Protocolo ICMPClases de DireccionesSubnettingVLSMProblemas


Protocolo IPv4El protocolo de red IPv4 de la arquitectura TCP/IP se caracteriza por:Realizar el mejor esfuerzo Best-effort de entregar los datos correctamente, pero no lo garantiza.No garantiza la capacidad mnima, ni retardo mximo, ni variaciones mximas de los retardos o jitter.No garantiza la entrega, ni el orden de dicha entrega.IPv4 confa en las aplicaciones flexibles y sistemas finales inteligentes.


Protocolo IPv4Es un protocolo de entrega sin conexin y no confiableSin conexin.- cada paquete es tratado de manera independiente de todos los dems. No se mantiene informacin de datos sucesivos.No confiable.- la entrega de los paquetes no se garantiza por errores en la transmisin o perdidas por mal enrutamiento.Sin embargo establece la Unidad Bsica para la transferencia de datos a travs de TCP/IP.IPv4 implementa la funcin de ruteo para el encaminamiento de los paquetes de datos entre las redes.


Protocolo IPv4


Campos de la Cabecera IPv4Versin.- indica la versin del protocolo IP.HLEN.- mide la longitud de la cabecera en grupo de 4 bytes.Longitud total.- indica la longitud del paquete IP en bytes, mximo terico 65,535 bytes.


*Campos de la Cabecera IPv4Tipo de Servicio.- indica como debe ser tratado el paquete de datos por los routers.Inicialmente se determinaba a travs de prioridades marcadas en los paquetes y recientemente se establece usando Servicios Diferenciados


FragmentacinLa fragmentacin es un proceso necesario cuando un paquete debe ser enviado a travs de una red que admite tamao de paquetes mas pequeos.Esto se determina a travs del MTU, que es la Unidad Mxima de Transferencia que una tecnologa de red pueda transportar.Ethernet: 1472 bytes (20 bytes IP + 8 bytes ICMP)PPPoE: 1492 bytesATM (AAL5): 8190 bytesFDDI: 4470 bytesPPP: 576 bytesEl mximo valor terico para IP es 65,535 bytes, pero esto puede ser determinado dependiendo de la tecnologa de red, y en la practica para redes Ethernet es 1500 bytes


*Campos para la fragmentacinIdentificador.- identifica un paquete en particular. Los fragmentos que tambin son paquetes IP tienen el mismo identificador y as el receptor puede ensamblarlos.Indicador o flags.- indica:No fragmentar, en 1 no se debe fragmentarMas fragmentos, indica que no es el final.Desplazamiento de fragmento.- es la posicin en bytes del fragmento en el paquete de datos original.


*Ejemplo de fragmentacin


*Campos de la Cabecera IPv4TTL.- es el tiempo de vida y especifica la duracin en segundos de un paquete en la red. Cada router decrementa en 1 el valor del TTL, si el valor llega a ser 0 este es descartado.Protocolo.- indica el numero de protocolo de la capa superior. (TCP:6, UDP:17)Checksum.- asegura la integridad de la cabecera, suma de verificacin en complemento a 1 en tamaos de 16 bits.


*Valores del campo Protocolo


Datos*Campos de la Cabecera IPv4


CLASES DEDIRECCIONES*


ID de RedID de HostIP Address = *Formato de la direccin IPv4


Direcciones de Clase A


Direcciones de Clase B


Direcciones de Clase C


Multicast Clase D y E


Direcciones Privadas

Bloque deRango de direcciones IPNmero de IPsDescripcin de la claseMayor bloque de CIDR (mascara de subred)Definido en 24 bits10.0.0.0 10.255.255.25516.777.216red simple clase A10.0.0.0/8 (255.0.0.0)RFC 1597 (obsoleto), RFC 1918 20 bits172.16.0.0 172.31.255.2551.048.57616 redes clase B continuas172.16.0.0/12 (255.240.0.0) 16 bits192.168.0.0 192.168.255.25565.536256 redes clase C continuas192.168.0.0/16 (255.255.0.0) 8 bits169.254.0.0 169.254.255.25565.536red simple clase B169.254.0.0/16RFC 3330, RFC 3927


Direcciones ReservadasDireccin Desconocida.- sirve para representar cualquier direccin de red que no podamos definirla especficamente, como la red de Internet. La direccin es 0.0.0.0 y su mascara 0.0.0.0.APIPA.- es un rango de direcciones de configuracin automtica usada cuando un host o interface no logra obtener una direccin a travs de un DHCP server. Su direccin es 169.254.0.0/16.


Direcciones ReservadasLoopback.- 127.0.0.1 tambin se le llama direccin de bucle invertido, y esta previsto para verificar el estado operacional entre las capas de aplicacin, la capa de transporte y la capa de red, de la arquitectura TCP/IP, a fin de que los datos fluyan a travs de los puertos y sean direccionados hacia la red.


Direcciones ReservadasBroadcast limitado.- tambin definido como broadcast dirigido hacia una red especifica, como por ejemplo, 192.168.1.255/24, 10.255.255.255/8.Broadcast extendido.- es una direccin reservada y usada para muchos propsitos como direccin destino cuando un cliente DHCP se inicia, cuando se ejecuta del ARP en bsqueda de una MAC destino, etc. Su direccin mascara es la siguiente.255.255.255.255 255.255.255.255


Si el campo de host de una direccin IPest en CEROS significa la direccin de la red:*Identificando las direcciones ReservadasSi el campo de host de una direccin IPest en UNOS significa todos los hosts o Broadcast de esa red:


*Ejemplo de identificacinCaso contrario es una IP de la red.


*Identificando la Clases


ARIN American Registry for Internet NumberRIPENCC Reseaux IP Europeens Network Coordination CentreAPNIC Asia Pacific Network Information CentreLACNIC Latin American and Caribbean Network Information CenterSepara la responsabilidad en la asignacin de los dos campos:*Ventajas de la Estructura IPAFRINIC Africa Network Information Center


Registros Regionales de Internet


1100 1000 0010 0101 1000 0011 0011 0001Notacin decimal con puntoso dotted-decimal*Notacin de la direccin IP


[user@localhost]$ ping 127.0.0.1PING 127.0.0.1 (127.0.0.1): 56 data bytes64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=0 ttl=255 time=0.2 ms64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=1 ttl=255 time=0.1 ms64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=2 ttl=255 time=0.1 ms64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=3 ttl=255 time=0.1 ms64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=4 ttl=255 time=0.1 ms--- 127.0.0.1 ping statistics ---5 packets transmitted, 5 packets received, 0% packet lossround-trip min/avg/max = 0.1/0.1/0.2 msComando ping.*Uso de la direccin de prueba


200.37.131.4200.40.100.7Una direccin IPespecifica unaconexin de redPC multi-homedDIRECCIONAMIENTO DE UNA INTERFAZ*


ASIGNACION DE UNA DIRECCION IPAsignacin Esttica.- es una direccin configurada en un host y no cambia, y es UNICO y no debe reasignarse a otro host del mismo segmento.Asignacin Dinmica.- cuando en la red existeUn servidor DHCP que asigne dinmicamenteA solicitud de cada host. Este servidor usualmente alquila esta direccin por 24 horas.Se requiere como mnimo una direccin IP, su mascara, puerta de enlace y DNS para que un host acceda a Internet.


SUBNETTINGVLSM*


Crisis del direccionamiento IPIPv4 fue introducido en los inicios de la dcada del 80Por su estructura genera una distribucin inconveniente:1992Se agotan las direcciones IPv4 por asignar.Se incrementa rpidamente el tamao de las tablas de enrutamientoIETF decide reformular IPv4 para generar un nuevo IPIPv6, resuelve la crisis implementando una direccin de 128 bits


IPv4 CIDRClassless InterDomain RoutingLa reformulacin del IETF plantea el direccionamiento sin clase, por lo que se ve obligado a enrutar las nuevas direcciones incluyendo las mascaras, y en consecuencia:Se elimina el direccionamiento ClassfulSe posibilita la agregacin de rutas o supernetting.


SupernettingUtiliza la mscara de subredNo la clase para determinar la porcin de redMscara por defecto: 11111111 11111111 00000000 00000000CIDR: 11111111 11111000 00000000 00000000

Red1 octeto2 octeto3 octeto4 octeto172.24.0.0/1610101100000110000000000000000000172.25.0.0/1610101100000110010000000000000000172.26.0.0/1610101100000110100000000000000000172.27.0.0/1610101100000110110000000000000000172.28.0.0/1610101100000111000000000000000000172.29.0.0/1610101100000111010000000000000000172.30.0.0/1610101100000111100000000000000000172.31.0.0/1610101100000111110000000000000000


207.21.54.0/23SupernettingResultados:Mayor eficiencia en el enrutamiento.Reduce el procesamiento para recalcular las tablas de enrutamiento.Reduce los requerimientos de memoria de los routers.207.21.0.0/16Internet


Estrategias en la SegmentacinVariable Length Subnet Masks VLSMUso de direcciones IP privadas (RFC 1918)Uso de IP sin numerar


IPv4 VLSMVariable-Length Subnet Masks Permite a una organizacin utilizar ms de una mscara de subred en el mismo espacio de direcciones.

Subnet #Direccin de SubredSubred 0207.21.24.0/27Subred 1207.21.24.32/27Subred 2207.21.24.64/27Subred 3207.21.24.96/27Subred 4207.21.24.128/27Subred 5207.21.24.160/27Subred 6207.21.24.192/27Subred 7207.21.24.224/27

Sub-subred 0207.21.24.0/30Sub-subred 1207.21.24.4/30Sub-subred 2207.21.24.8/30Sub-subred 3207.21.24.12/30Sub-subred 4207.21.24.16/30Sub-subred 5207.21.24.20/30Sub-subred 6207.21.24.24/30Sub-subred 7207.21.24.28/30


IPv4 VLSM207.21.24.32/27207.21.24.64/27207.21.24.96/27207.21.24.128/27207.21.24.4/30207.21.24.8/30207.21.24.12/30


IPv4 VLSMSumarizacin de rutasProvider200.199.48.0/20200.199.48.0/22200.199.52.0/22200.199.56.0/21200.199.48.0/24200.199.49.0/24200.199.50.0/24200.199.51.0/24200.199.52.0/24200.199.53.0/24200.199.54.0/24200.199.55.0/24200.199.56.0/24200.199.57.0/24200.199.58.0/24200.199.59.0/24200.199.60.0/24 200.199.61.0/24 200.199.62.0/24 200.199.63.0/24


Calculo de SubredesConsideremos obtener 6 subredes a partir de la red 192.168.1.0/24. Si esta red tiene mascara 255.255.255.0, su prefijo es 24, entonces los bits de hosts de esta red inicial son 32-24=8.Se toman prestados algunos bits de estos, suficientes para obtener al menos 6 subredesPero cuantos bits son necesarios ?6 2sDonde s es la cantidad de bits prestados y deber ser al menos 3. Si bien con s=3 pueden generarse hasta 8 subredes, se obtienen 2 en exceso y estos no afectan el calculo, y estos podrn ser asignados para solicitudes futuras.


Calculo de SubredesLas combinaciones de estos 3 bits son las siguientes:192.168.1.ssshhhhh 000 001 010 011 100 101 110 111 Los bits restantes son 5 y la nueva mascara de estas nuevas subredes ser un prefijo incrementado en 3. sea 27, escrito en notacin decimal punto es 255.255.255.224.Cada nueva subred tendr 30 IP utilizables cada uno.IPs utilizables = 25 -2 = 30La tercera subred se escribir as: 192.168.1.010hhhhh/27Poniendo los bits del campo de host a 0 tenemos 192.168.1.64/27


Cuando escribimos las primeras direcciones obtenidas nos damos cuenta que los resultados entre una subred y otra, tienen nmeros que forman un patrn de formacin y lo observamos en la siguiente tabla.Calculo de Subredes

NSubredPrimer IPUltimo IPBroadcast1192.168.1.0192.168.1.1192.168.1.30192.168.1.312192.168.1.32192.168.1.33192.168.1.62192.168.1.633192.168.1.64192.168.1.65192.168.1.94192.168.1.954192.168.1.96192.168.1.97192.168.1.126192.168.1.1275192.168.1.128192.168.1.129192.168.1.158192.168.1.1596192.168.1.160192.168.1.161192.168.1.190192.168.1.1917192.168.1.192192.168.1.193192.168.1.222192.168.1.2238192.168.1.224192.168.1.225192.168.1.254192.168.1.255


Calculo de VLSMDe la siguiente tabla de direcciones disponibles elija una calculando previamente el mximo prefijo para distribuir las direcciones de red solicitadas para 9 clientes. Luego escriba las subredes L3 , L4, L7 y L8.L1 : 188L2 : 122L3 : 982L4 : 75L5 : 264L6 : 888L7 : 320L8 : 143L9 : 244

SubredPrefijo162.24.64.01867.254.160.019136.212.112.02098.120.168.021124.74.108.022156.38.218.023


Calculo de VLSMEl procedimiento a seguir es determinar primero el tamao de red de cada uno de los 9 clientesLuego agruparemos las subredes mas pequeas, medianas y grandes en ese orden tratando de resumirla en una sola.Cliente TamaoL1 : 1888L2 : 1227L3 : 98210L4 : 757L5 : 2649L6 : 88810L7 : 3209L8 : 1438L9 : 2448


Calculo de VLSM


Calculo de VLSMDel resumen anterior se deduce que el tamao de la red inicial ser: 32-12=20Por lo que elegimos de la tabla la red 136.212.112.0/20Donde la porcin de subred inalterable despus de aplicado VLSM seguir siendo136.212.01110000.0/20Luego nos solicitan escribir las direcciones de las subredes L3 , L4, L7 y L8Los bits en azul se toman de izquierda a derecha de la topologa anterior.L3 :136.212.011110hh.hhhhhhhh : 136.212.220.0/22L4 :136.212.01110000.1hhhhhhh : 136.212.112.128/25L7 :136.212.0111011h.hhhhhhhh : 136.212.118.0/23L8 :136.212.01110010.hhhhhhhh : 136.212.114.0/24


Calculo de VLSMLaboratorio

*Nstor Bautista20/12/2014UIGV

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