Direccionamiento IPv4

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Resumen sobre el direccionamiento Ipv4 y subneteo

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  • Direcciones IPv4

    El direccionamiento es una funcin clave de los protocolos de capa de red. El direccionamiento habilita

    la comunicacin de datos entre los hosts en la misma red o en redes diferentes. El protocolo de internet

    (IP) proporciona una direccionamiento jerrquico de los paquetes que transportan sus datos.

    Cada dispositivo en una red debe estar definido en exclusiva por una direccin de capa de red. Con IPv4

    y una direccin tiene 32 bits que se representan por decimales, aunque los dispositivos siguen usando la

    lgica binaria.

    Por ejemplo:

    10101100000100000000010000010100 se expresa como 172.16.4.20

    Porciones de red y de host

    Las direcciones tienen dos partes: la porcin de red y la porcin de host. Para cada direccin IPv4,

    alguna porcin de los bits ms significativos, o bits de orden superior, representa la direccin de red.

    172.16.4.20

    Porcin porcin

    Red host

    Tipos de direccionamiento de comunicacin: unicast, broadcast, y multicast.

    Comunicacin y direcciones unicast

    El tipo de comunicacin ms comn es el tipo unicast. Es la comunicacin normal de host a host tanto

    en una red cliente/servidor como en una red peer-to-peer. En una comunicacin unicast, las direcciones

    de host asignadas a los dos dispositivos se utilizan como direcciones IPv4 de origen y destino. Por

    ejemplo: la computadora A con la direccin 172.16.4.1 a la impresora con la direccin 172.16.4.253.

  • 172.16.4.253

    Origen: 172.16.4.1

    Destino:172.16.4.253

    172.16.4.2

    172.16.4.1

    Comunicacin y direcciones broadcast

    Las comunicacin broadcast de capa 4 es el proceso de enviar un paquete de un host a todos los host de

    la red. Las comunicaciones broadcast y multicast utilizan direcciones especiales como direccin de

    destino. Esta direccin especial, denominada direccin de broadcast, permite que todos los host

    acepten el paquete.

    A continuacin unos ejemplos:

    - Asignacin de direcciones de capa superior a direcciones de capa inferior

    - Solicitud de una direccin

    - Intercambio de informacin de enrutamiento por protocolos de enrutamiento

    Cuando un host necesita informacin, enva una solicitud, denominada consulta, a la direccin de

    broadcast. Todos los host de la red reciben y procesan esta consulta. Responder uno o ms de los host

    con la informacin solicitada, normalmente usando unicast.

    Broadcast dirigida

    Una broadcast dirigida se enva a todos los host de una red especfica. Este tipo de broadcast resulta til

    para enviar una broadcast a todos los host de una red no local. La broadcast dirigida utiliza una direccin

    de destino IPv4 wue es la direccin ms alta de una red: se trata de la direccin de red con todos los bits

    de host a 1. Aunque los routers no envan broadcasts dirigidas de forma predeterminada, es posible

    configurarlos para que lo hagan. Por ejemplo: en una red 172.16.4.0/24 la direccin de destino sera

    172.16.4.255.

  • Broadcast limitada.

    La broadcast limitada se utiliza para una comunicacin que est limitada a los host de la red local. Estos

    paquetes utilizan una direccin IPv4 de destino con todas las posiciones establecidas a 1.

    (255.255.255.255). Los routers no envan esta broadcast.

    172.16.4.253

    Origen: 172.16.4.1

    Destino:255.255.255.255

    172.16.4.2

    172.16.4.1

    Comunicacin y direcciones multicast

    La transmisin multicast est diseada para conservar el ancho de banda de la red IPv4. Reduce el

    trfico al permitir a un host enviar un paquete un conjunto de host seleccionados. A continuacin tiene

    algunos ejemplos de transmisin multicast:

    - Difusiones de audio y video

    - Informacin de enrutamiento intercambiada por algunos protocolos de enrutamiento

    - Distribucin de software

    - News feeds

    Los host que quieren recibir datos particulares de multicast se denominan clientes multicast. Los clientes

    multicast utilizan servicios iniciados por un programa cliente para suscribirse algrupo multicast. Cada

    grupo multicast est representado por una sola direccin de destino multicast IPv4. IPv4 tiene apartdo

  • un bloque especial de direcciones desde 224.0.0.0 hasta 239.255.255.255 como direcciones para grupos

    multicast. Las direcciones multicast 224.0.0.0 a 224.0.0.255 son las direcciones de enlace local

    reservadas. Estas direcciones se utilizan para los grupos multicast en una red local. Las direcciones

    224.0.1.0 hasta la 238.255.255.255 se pueden utilizar para difundir datos a travs de Internet, por

    ejemplo: 224.0.1.1 se ha reservado para NTP(Protocolo de hora de red).

    El mbito del trfico multicast est a menudo limitado a la red local o se enruta a travs de una

    internetwork.

    172.16.4.253

    224.10.10.5

    Origen: 172.16.4.1

    Destino:224.10.10.5

    172.16.4.2

    224.10.10.5

    172.16.4.1

    Tipos de direcciones en un rango de red IPv4

    Direccin de red

    La direccin de red es una forma estndar de referirse a una red. Esta direccin no se puede asignar a un

    dispositivo y, por tanto, no se puede utilizar como una direccin para la comunicacin en la red. Solo se

    utiliza como referencia de la red. Esta direccin tiene un 0 para cada bit de host en su porcin de host.

    Direccin de broadcast

    La direccin de broadcast dentro de una red es la direccin de broadcast dirigida. A diferencia de la

    direccin se utiliza para comunicarse con todos los host de una red. La direccin ms alta del rango de

    red. Es la direccin en la que todos los bits de la porcin de host son 1.

  • Direcciones de host

    Cada dispositivo final requiere una direccin de unicast nica para entregar un paquete a ese host. Se

    puede asignar los valores entre la direccin de red y la direccin de broadcast a los dispositivos de red.

    Red Host

    Direccin de red

    10 0 0 0

    00001010 00000000 00000000 00000000

    Direccin de broadcast

    10 0 0 255

    00001010 00000000 00000000 11111111

    Direccin de host

    10 0 0 1

    00001010 00000000 00000000 00000001

    Prefijos de red

    Cuando se expresa una direccin de red IPv4, se aade una longitud de prefijo a la direccin de red. Esta

    longitud de prefijo es el nmero de bits de la direccin que proporcionan la porcin de red, y se escribe

    en formato de barra inclinada (/) seguida del nmero de bits de red. Por ejemplo: 172.16.4.0/24, indica

    que 24 bits son la direccin de red y los 8 bits restantes son la porcin de red.

    Mscara de subred.

    El prefijo y la mscara de subred son formas diferentes de representar la misma informacin: la porcin

    de red y una direccin. La mscara de subred se utiliza en las redes de datos para definir esa porcin de

    red para los dispositivos. La mscara de subred es un valor de 32 bits que se utiliza con la direccin IPv4

    y especifica la porcin de red de la direccin a los dispositivos de red. La mscara de subred se crea

    colocando un 1 binario en cada posicin de bit apropiada que representa un bit de red de la direccin, y

    colocando un 0 binario en el resto de posiciones de bit que representan la porcin de host de la

    direccin. Por ejemplo: un prefijo /24 representa una mascar de subred 255.255.255.0

    (11111111.11111111.11111111.00000000)

    Rango de direcciones experimentales IPv4

    El bloque de direcciones de 224.0.0.0 a 239.255.255.255 est reservado para el direccionamiento de

    grupos multicast, exceptuando la direccin de broadcast limitada 255.255.255.255.

    Estas direcciones actualmente aparecen como reservadas para el futuro, sin embargo estas

    direcciones se utilizan para la investigacin o la experimentacin.

  • Direcciones pblicas y privadas.

    Hay bloques de direcciones que se utilizan en redes que requieren un acceso a Internet limitado o

    simplemente no tener acceso a Internet. Estas direcciones se denominan direcciones privadas y son:

    - 10.0.0.0/8 (10.0.0.0 a 10.255.255.255) (1 red)

    - 172.16.0.0/12 (172.16.0.0 a 172.31.255.255) (16 redes)

    - 192.168.0.0/16 (192.168.0.0 a 192.168.255.255) (256 redes)

    El uso de estas direcciones no necesita ser nico ntrelas redes externas. Los host que no requieren

    acceso a Internet en general pueden usar sin restricciones las direcciones privadas.

    Como los paquetes con direcciones de destino del espacio privado no son enrutables a travs de

    Internet, se necesitan unos servicios que conviertan los paquetes de host que utilizan direcciones

    privadas. Estos servicios se llaman NAT(Traduccin de direcciones de red, Network Address Translation),

    se pueden implementar en un dispositivo en el contorno de la red privada. En el router de contorno,

    NAT cambia las direcciones del espacio privado en la cabecera del paquete IPv4 por una direccin del

    espacio pblico.

    Direcciones IPv4 unicast especiales

    Adems delas direcciones que no se pueden asignar a los host, las direcciones especiales tambin se les

    pueden asignar pero con restricciones relativas a cmo esos hosts pueden interactuar dentro de la red.

    Ruta predeterminada

    La ruta predeterminada IPv4 es 0.0.0.0. Esta ruta predeterminada es una ruta del tipo alcanzar todo

    para enrutar paquetes cuando no hay disponible una ruta ms especfica.

    Loopback

    Otro bloque de direcciones reservadas es 127.0.0.0/8 (127.0.0.