Interconexión TCP-IP Clase 2

7/23/2019 Interconexión TCP-IP Clase 2

http://slidepdf.com/reader/full/interconexion-tcp-ip-clase-2 1/67

INTERCONEXION TCP/IP

Profesor: Víctor Hugo Benítez.



Extienden la funcionalidad de IP

Pude utilizarse hasta 40 bytes para opciones (es decir lacabecera puede tener un tamaño máximo de 60 bytes)

Utilizan un identificador con tres campos:

TIPO LONGITUD DATOS

Copy

(1 bit)

Tipo

(5 bits)Clase(2 bits)

Copy: dice si la opción debe ser copiadaa todos los fragmentos del datagramaClase: la clase 0 es para opciones decontrol de red y la 2 para depuración, la

1 y 3 están reservadasTipo: identifica la opción específica

TIPO: Identifica la opción específicaLONGITUD: indica el tamaños de laopción, incluyendo los campos tipo,longitud y los datosDATOS: Campo variable que llevala información de la opción

1 byte 1 byte variable

IPv4: Opciones en IP



Clase Tipo Longitud Descripción

0 0 0 Fin de lista de opciones

0 1 0 No operación0 2 11 Opciones de seguridad

0 7 variable Registro de ruta

0 3 variable Source routing

0 9 variable Source routing estricto

0 20 4 Alerta de ruta2 4 variable Timestamp

OPCIONES IPv4

IPv4: Opciones en IP



Cada interface de red (tarjeta de red) se le asigna una dirección

lógica única de 32 bits. La dirección consta de una parte que identifica la red y otra que

identifica el nodo:

La parte de nodo se asigna localmente

La parte de red la asigna Internic, su ISP ó su administrador dered

Los 32 bits están divididos partes: un prefijo y un sufijo. Así elenrutamiento se puede hacer mas eficientemente.

El prefijo identifica la dirección de la red a la cual un computadoresta conectado.

El sufijo identifica el computador individual en esa red.

IPV4: Direccionamiento



Existen básicamente dos esquemas de direccionamiento

en IPv4:

Direccionamiento global (Classful): utiliza “clases” de

direcciones para decir qué parte de la dirección IPv4representa la red y que parte representa el nodo

CIDR (Classless): utiliza un prefijo de red para decircuántos bits de la dirección IPv4 representan la red. Noutiliza clases.




6

Classful Addressing

Los routers aceptan determinadas longitudes de prefijos (clasesde direcciones IP y máscaras locales).

Los protocolos de ruteo no transmiten información acerca de losprefijos.

Para rutear un datagram, se busca en la tabla de rutas unadirección de red que coincida con el prefijo de la dirección dedestino.

Classless Addressing

Los routers aceptan longitudes de prefijo variables.

Los protocolos de ruteo transmiten información de longitud deprefijo, en forma de máscara, junto con cada dirección.

Para rutear un datagram, se utiliza el criterio de ruta másespecífica (“longest match” al buscar en las tablas).




7 Classless AddressingSubnetting (VLSM -Variable Length Subnet Masking-)

PREFIJO HOST Extiende el prefijo hacia la derecha

PREFIJO HOST Reduce el prefijo hacia la izquierda

Permite un mejor uso del espacio de direcciones, al soportar subredes

de longitud variable que se adaptan mejor a casos particulares.

Supernetting (sumarización)

Permite reducir tamaño de tablas de ruteo y tráfico de intercambio deinformación de ruteo al posibilitar que un router anuncie y tenga unaúnica entrada en la tabla para un conjunto de rutas.



UNICAST. Comunicación uno a uno. De usuario a usuario.

MULTICAST. Comunicación uno a muchos. De un usuario a un grupo de

individuos (clase D). Ejemplos: 224.0.0.9 Routers con RIPv2. Uso especial.

224.0.1.7 AudioNews. Conferencia / Teleconferencia.

BROADCAST. Comunicación uno a todos. Se hace a nivel local, importante la

segmentación de la red.

IPV4: Tipos de direcciones.



Unicast: Direcciones Punto a Punto

Nos proporcionan un efectivo uso del espacio dedireccionamiento.

Pueden ser usadas en comunicaciones punto apunto.

Ejemplo:

Cliente A: dirección=10.1.6.1/32 red=10.1.7.1Cliente B: dirección=10.1.7.1/32 red=10.1.6.1




11

Direcciones Multicast

Direccionamiento soportado por la clase D.

28 bits para direccionar grupos de equipos.

Los hosts periódicamente son preguntados acerca de su pertenencia a

los distintos grupos (protocolo IGMP) Se requieren routers especiales.

Ruteo especial utilizando spanning tree.

Grupos permanentes: 224.0.0.1 Todos los sistemas en una LAN

224.0.0.2 Todos los routers en una LAN

224.0.0.5 Todos los routers OSPF en una LAN

224.0.0.6 Todos los designated routers OSPF en una LAN




Direcciones Broadcast

La dirección de broadcast es usada para “hablar” contodos los clientes de la red.

La dirección broadcast es una dirección con la porción delhost (cliente) configurada solo con 1’s, por ejemplo:

128.192.10.255 para la red 128.192.10.0/24

128.192.10.191 para la red 128.192.10.128/26

Broadcasts son necesarios para: Establecer comunicación inicial con otro cliente, ejemplo, resolución

de direcciones

Para DHCP y asignación de direcciones




Direcciones Públicas y Privadas

Trabajo en grupo




En lugar de utilizar binarios para representar la dirección IPv4:10101000101100000000000100110010

Podemos separarlos en bytes (8 bits):

10101000101100000000000100110010y representarlos en forma decimal

168.176.1.50

La dirección mínima bajo este formato es 0.0.0.0 y la máximadirección es 255.255.255.255.

IPV4: Notación decimal con puntos



Trabajo Individual

Convierta00001010.10101001.00001011.10001011 adecimal?

1. 192.169.13.159

2. 10.169.11.139

3. 10.169.11.1414. 192.137.9.149



Trabajo Individual

Convierta 172.16.4.20 a binario?

1. 10101100000100000000010000010100

2. 101011000001100000000101000101003. 10101000000101000011010000010100

4. 11010100000111000000010000010100



1110 RESERVADA PARA MULTICASTD

0 RED NODOA

7 bits 24 bits

10 RED NODO

B

14 bits 16 bits

110 NODOREDC

21 bits 8 bits

También es llamado direccionamiento “Classful”

IPV4: Direccionamiento global IPv4



Una dirección de red la podemos subdividir en subredespidiendo prestados bits de la parte de identificación dehost para identificar la subred:

10 RED NODO

14 bits 16 bits

SUBRED

IPV4: Máscara de subred en IPv4



10101000.10110000.00000001.00110010

A la siguiente dirección IP (168.176.1.50):

Le coloco la máscara 255.255.255.0:

11111111.11111111.11111111.00000000

Y obtengo la parte de la dirección que identifica una subred:

10101000.10110000.00000001.00110010

RED NODO

Se hace un “AND” lógico entre la dirección IP y

la máscara para obtener la subred

IPV4: ¿Cómo funciona la máscara de subred?



Router HUBHUB

Interfaz 193.1.1.1 Interfaz 193.1.2.1

193.1.1.5 193.1.2.4

Red fuente: 193.1.1.0

Máscara: 255.255.255.0

Red destino: 193.1.2.0

Máscara: 255.255.255.0

193.1.1.5

255.255.255.0

193.1.1.0

193.1.2.4

255.255.255.0

193.1.2.0

¿Red fuente = Red destino ? Sí : Switch/HUB se encarga. No: Rutear.

Operación: AND bit por bit.

IPV4: ¿Cómo funciona la máscara de subred?



Calculo individual Calcula la dirección de red del cliente, si la

mascara es de 26 bits:

10000000 11000000 00001010 10100101 (h:128.192.10.169)

AND11111111 11111111 11111111 11000000 (s:255.255.255.____)

IGUAL A

10000000 11000000 00001010 ________ (n:128.192.10._____)



Trabajo Individual ¿cuales de las siguientes subredes no pertenece a

la misma red si se ha utilizado la mascara desubred 255.255.224.0?

A.172.16.66.24B.172.16.65.33C.172.16.64.42

D.172.16.63.51



Trabajo Individual A partir de la dirección IP 172.18.71.2/21 , ¿cual es la

dirección de red a la que pertece el host?

1. network ID = 172.18.64.0,

2. network ID = 172.18.72.0,3. network ID = 172.18.80.0,

4. network ID = 172.18.88.0,



IPV4: Clases de direcciones

Hay 4 clases de direcciones IP:

CLASE A

Compuesta por 8 bits para elnetid y 24 bits para el host id.

Rango:

Netid = 1 a 127, 126 redesHostid = 0.0.0 a 255.255.255 o16777214 hosts.

Aplicación: Para redes con grannúmero de Hosts. Por ejemplo unagran red Nacional




CLASE B

Compuesta por 16 bits para elnetid y 16 bits para el hostid.

Rango:

Netid = 128.0 a 191.255 o16382 redesHostid = 0.0 a 255.255 o65534 hosts

Aplicación: Para ambientes conequilibrio entre el número deredes y de hosts.




CLASE C

Compuesta por 24 bits para elnetid y 8 bits para el hostid

Rango:

Netid = 192.0.0 a 233.255.255o 2097152 redesHostid = 0 a 255 o 254 hosts

Aplicación: Para un sistema con

gran número de redes y cadauna de ellas con númeroreducido de hosts. Por ejemplo,una LAN.




CLASE D o MULTICAST

Compuesta por 28 bits.

Se utiliza para enviar el mismo frame a un grupo de direcciones de usuariosque son miembros de un grupo de multicast con la misma dirección IP.

CLASE E

Este tipo de dirección IP está reservada aún.

IPV6

En la versión IPV6 se aumenta el rango de direcciones a 128 bits. Pero los32 bits menos significativos corresponden a las direcciones IPV4 expuestas.



Clase Redes Rango de direcciones

A 0 - 127.0.0.0 0-127.XXX.XXX.XXX

B 128.xxx.0.0 -

191.xxx.0.0

128.0.0.0-

191.255.255.255C 192.xxx.yyy.0 -

223.xxx.yyy.0

192.0.0.0-

223.255.255.255

Dmulticast

224.xxx.yyy.zzz -239.xxx.yyy.zzz

224.0.0.0-239.255.255.255




Trabajo Individual ¿Cuales de los siguientes son direccionamientos

validos clase B?

1. 10011001.01111000.01101101.11111000

2. 01011001.11001010.11100001.011001113. 10111001.11001000.00110111.01001100

4. 11011001.01001010.01101001.00110011

5. 10011111.01001011.00111111.00101011



Trabajo Individual Es dirección privada clase A:

1. 00001010.01111000.01101101.11111000

2. 00001011.11111010.11100001.011001113. 00101010.11001000.11110111.01001100

4. 00000010.01001010.01101001.11110011



37

Notación Punto Se emplea para facilitar la lectura de direcciones.

Los 4 bytes son agrupados en grupos de 8 bits separados

por puntos.



38

Ejemplo sobre asignación de direcciones

Red Clase B

Max. #hots: 65536

Red Clase B

Red Clase AMax. #hots: 16777216 Red Clase C

Max. # Hosts: 256



39 Direcciones IP Especiales

Dirección de red: dirección de host = 0.

Ej.. Red: 128.211, reserva dirección 128.211.0.0 Dirección de broadcast directo: dirección de host = todos 1

Ej.. 128.211.255.255. Permite enviar mensajes a todos loscomputadores de una red. Si la red soporta broadcast, se usaesta trama para hacer llegar el mensaje a todos; de otramanera el mensaje debe ser enviado por separado a cadacomputador.

Dirección de broadcast limitado: todos los bits en 1. Dirección “este computador”: todos los bits en 0. Usada durante

el arranque cuando el computador aun no sabe su dirección IP.

Dirección de lazo de retorno (loopback) 127.x.x.x

Se puede usar para probar programas.



40 Resumen de Direcciones Especiales

A cada interfaz (no a cada computador) le correspondeuna dirección IP. Corolario: routers tienen más de unadirección IP.



41

Ejemplo Asignación de Direcciones en Routers

Computadores (Multi-Homed Hosts) son aquellos queposeen más de una tarjeta de red (para aumentar

confiabilidad o aumentar desempeño).



42

Subnetting

Objetivo:

Compartir una dirección de red IP entre varias redes físicas

Beneficios

Uso eficiente de direcciones IP (referido a nodesperdiciar direcciones)

Salvar limitaciones de hardware (distintos tipos de red,cantidad máxima de nodos soportados, distancia)

División en subredes de acuerdo a la estructura de laorganización



Cuando una red se vuelve muy grande, conviene dividirla ensubredes lógicas.

Algunos bits de la parte de host se “pasan” a la parte de red,quedando la dirección divida en Red-Subred-Host

Sirve para establecer una estructura jerárquica y poderadministrar la red de manera más manejable

Se utiliza un parámetro de 32 bits (máscara) para determinardónde está la frontera entre red y host

Subnetting



44

Subnetting

Características

Agregado de un nivel jerárquico en la dirección IP Invisible para los routers externos

Implementación a través de máscaras de subred

Mejoras

Restricción en el uso de máscaras para facilitar la

administracion al crecer la red (flexibilidad) VLSM (Variable Length Subnet Mask) para aprovechar

las direcciones



45

Se agrega un nivel jerárquico en la dirección, sólo interpretadolocalmente

Dirección IP (sin subnetting)

Dirección IP (con subnetting)

Significadoglobal

Significadolocal

Red Host

Red Subred Host

Cantidad de bits asignada al campo subred

No se hace especificación en la norma original (RFC 950) acerca de sitodas las subredes de una red deben tener la misma longitudGenera ambigüedades y protocolos que no lo soportan (RIPv1)

Posición del campo subredNo se especifica (RFC 950) la ubicación de los campos Subred y HostSe recomienda que dichos campos estén compuestos de bits contiguosEn la práctica, se utilizan de la manera que se ve en la figura

Subnetting



46

Subnetting: uso de máscaras

Máscara de subred

Utilizada para indicar cuáles bits de una dirección IPcorresponden a red y cuáles a host

Número de 32 bits, expresado en notación decimal conpuntos, como una dirección IP

Los bits en “1” de la máscara indican que loscorrespondientes bits de una dirección IP conforman ladirección de red, los bits en “0” indican host

El router tendrá en cuenta la máscara de subred para tomarlas desiciones de ruteo

Dada una dirección IP(D_IP):

Dir. de red = (D_IP) AND MASCARA



Subnetting – Ejemplo

Supongamos que queremos dividir la red 200.3.25.0 en 8

subredes

Red Original

Red Subdividida

Red (200.3.25)

Máscara de 24 bits 11111111 . 11111111 . 11111111 . 00000000

24 bits 8 bits

Red (200.3.25) SR

Máscara de 27 bits 11111111 . 11111111 . 11111111 . 111 00000

24 bits 3 bits 5 bits

Host

Host



Subnetting – Ejemplo (cont)

Red Rango Host Broadcast

200.3.25.0 200.3.25.1 200.3.25.30 200.3.25.31

200.3.25.32 200.3.25.33 200.3.25.62 200.3.25.63200.3.25.64 200.3.25.65 200.3.25.94 200.3.25.95

200.3.25.96 200.3.25.97 200.3.25.126 200.3.25.127

200.3.25.128 200.3.25.129 200.3.25.158 200.3.25.159

200.3.25.160 200.3.25.161 200.3.25.190 200.3.25.191200.3.25.192 200.3.25.193 200.3.25.222 200.3.25.223

200.3.25.224 200.3.25.225 200.3.25.254 200.3.25.255

La máscara de subred para este caso es 255.255.255.224. Las

subredes resultantes de la red 200.3.25.0/27 son:



49

Subnetting: uso de máscaras

Ejemplo:

Una red clase C es dividida de manera tal que se utilizan 3 bitspara subred y 5 bits para host.

Máscara: 255.255.255.248 (dec)FF FF FF F8 (hex)1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 (bin)

La dirección IP: 200.2.3.98, en este contexto significa: red200.2.3.96, host 2



50

Se conserva el significado de las direcciones especiales: No se

puede utilizar los valores 0 (todos ceros) ó -1 (todos unos) en loscampos subred o host

Pérdida de direcciones utilizables, dependiendo de la longitud demáscara utilizada

Direcciones especiales utilizadas<Red> <Subred> <Host>

< R > < 0 > < 0 > “este” Host en “esta” Subred (bootp)< R > < 0 > < H > Host H en “esta” Subred< R > < -1 > < -1 > Todos los hosts en todas las subredes. Broadcast en la Red, si los

routers internos lo permiten

< R > < S > < -1 > Todos los hosts de la Subred S. Broadcast en la Subred S.< R > < S > < H > Host H de la Subred S

Subnetting: direcciones especiales



51

Para las tres redes, se dispone de una única dirección clase C: 202.2.2.0Crecimiento previsto: hasta 5 subredes de no más de 20 hosts cada unaMáscara utilizada: 255.255.255.224 (FF.FF.FF.E0 ) (3 bits para subred = 6 subredes)

Subredes: 001 CA.02.02.20 202.2.2.32010 CA.02.02.40 202.2.2.64011 CA.02.02.60 202.2.2.96100 CA.02.02.80 202.2.2.128101 CA.02.02.A0 202.2.2.160110 CA.02.02.C0 202.2.2.192

Subredes utilizadas: 202.2.2.32, 202.2.2.64, 202.2.2.96

Subnetting: ejemplo



52

RED DEST D/I ROUTER MASCARA IF

202.2.2.32 D ----------- 255.255.255.224 eth0

202.2.2.64 D ----------- 255.255.255.224 eth1

202.2.2.96 I 202.2.2.66 255.255.255.224 eth1

default I 202.2.9.1 --------------------- sl0

ROUTER XRED DEST D/I ROUTER MASCARA IF

202.2.2.32 I 202.2.2.65 255.255.255.224 eth0

202.2.2.64 D ----------- 255.255.255.224 eth0

202.2.2.96 D ----------- 255.255.255.224 eth1

default I 202.2.2.65 --------------------- eth0

ROUTER Y

RED DEST D/I RO UTER M ASCARA IF

202.2.2.0 I 202.2.9.2 255.255.255.0 sl0

ROUTER INTERNETRED DEST D/I ROUTER MASCARA IF

202.2.2.32 D ----------- 255.255.255.224 eth0

202.2.2.64 I 202.2.2.33 255.255.255.224 eth0

202.2.2.96 I 202.2.2.33 255.255.255.224 eth0

default I 202.2.2.33 --------------------- eth0

HOST A ó B

Subnetting: ejemplo



53

Subnetting: Asignación de direcciones de subred

Asignación de números de subredDebe estimarse con exactitud el crecimiento de la

red

Si aumenta en más de lo previsto la cantidad desubredes o de hosts, se deberá reestructurar laasignación de subredes, con el consiguiente

overhead de administración



54

Subnetting: Asignación de direcciones de subred

Asignación alternativa

Permite variar la cantidad de bits asignados a loscampos subred y host, sin necesidad de modificardirecciones de subred

El campo host ocupa los bits de la derecha, loshosts se numeran de 1 en adelante, siendo los bitsmás significativos los de la izquierda

El campo subred ocupa los bits de la izquierda,utilizando una imagen “espejo” (se intercambia elbit de extrema derecha con el de extrema

izquierda y así sucesivamente)



VLSM El enrutamiento classful:

- Sólo permite una máscara de subred

para todas las redes VLSM y el enrutamiento

classless:

- Éste es el procesode dividir una subreden subredes

- Se puede usar más deuna máscara de subred

- Uso más eficaz de lasdirecciones IP en comparación

con el direccionamiento IP classful



VLSM VLSM: el proceso de dividir

una subred en subredes para

satisfacer sus necesidades- Ejemplo:

Para dividir en subredes

10.1.0.0/16, se toman prestados8 bits más, nuevamente, para crear256 subredes con una máscara /24

- La máscara permite 254direcciones host por subred

- Las subredes varían desde10.1.0.0 / 24 hasta 10.1.255.0 /

24

VLSM



VLSM

Máscara de Red de tamaño variable

Se utiliza cuando se desea dividir una red en subredes dedistintos tamaños

La máscara varía de una red a otra, es decir, las parte red yhost no es la misma para todas las subredes

Se debe tener especial cuidado para no solapar las direcciones

de las subredes

Lo que desde un sitio de la red se ve como una sola subred,desde otro sitio “más cercano” se puede dividir en subredesmás pequeñas

VLSM Ej l



VLSM - Ejemplo

Se tiene una red clase C cuya direcciónbase es 192.168.10.0. Se quiere dividirdicha red en 4 subredes. Subred Alfa

con 50 host, subred Beta con 20 host,subred Gamma con 10 host, y subred

Delta con 10 host. Determine unamanera de asignar direccionesutilizando VLSM.

Bl d Di i i t



Bloque de Direccionamiento

Agregando s bred Alfa



Agregando subred Alfa

Subred Dirección Base Bits SR – Host Máscara

Alfa 192.168.10.0/26 00 – XXXXXX 255.255.255.192

Disponible 192.168.10.64/26 01 – XXXXXX 255.255.255.192

Disponible 192.168.10.128/25 1 – XXXXXXX 255.255.255.128

Agregando subred Beta



Agregando subred Beta


Alfa 192.168.10.0/26 00 – XXXXXX 255.255.255.192

Beta 192.168.10.64/27 010 – XXXXX 255.255.225.224

Disponible 192.168.10.96/27 011 – XXXXX 255.255.255.224

Disponible 192.168.10.128/25 1 –XXXXXXX 255.255.255.128

Agregando subred Gamma



Agregando subred Gamma


Alfa 192.168.10.0/26 00 – XXXXXX 255.255.255.192

Beta 192.168.10.64/27 010 – XXXXX 255.255.255.224

Gamma 192.168.10.96/28 0110 – XXXX 255.255.225.240

Disponible 192.168.10.112/28 0111 – XXXX 255.255.255.240


Agregando subred Delta



Agregando subred Delta


Alfa 192.168.10.0/26 00 – XXXXXX 255.255.255.192

Beta 192.168.10.64/27 010 – XXXXX 255.255.255.224

Gamma 192.168.10.96/28 0110 – XXXX 255.255.225.240

Delta 192.168.10.112/28 0111 – XXXX 255.255.255.240


Distribución poco eficiente



Distribución poco eficiente


Gamma 192.168.10.0/28 0000 – XXXX 255.255.255.240

Disponible 192.168.10.16/28 0001 - XXXX 255.255.255.240


Beta 192.168.10.64/27 010 – XXXXX 255.255.225.224


Alfa 192.168.10.128/26 10 – XXXXXX 255.255.225.192


Disponible 192.168.10.224/28 1110 – XXXX 255.255.255.240

Delta 192.168.10.240/28 1111 – XXXX 255.255.225.240

VLSM – Ejemplo 2



VLSM – Ejemplo 2

Subred Máscara Subred/Bits

16 subredes de 256direcciones cada una

156.134.0.0 255.255.255.0 156.134.0.0/24

156.134.1.0 255.255.255.0 156.134.1.0/24

…… …… ……

156.134.15.0 255.255.255.0 156.134.15.0/24

16 subredes de 1024direcciones cada una 156.134.16.0 255.255.252.0 156.134.16.0/22156.134.20.0 255.255.252.0 156.134.20.0/22

…… …… ……

156.134.76.0 255.255.252.0 156.134.76.0/22

3 subredes de 4096

direcciones cada una

156.134.80.0 255.255.255.240 156.134.80.0/20

156.134.96.0 255.255.255.240 156.134.96.0/20

156.134.112.0 255.255.255.240 156.134.112.0/20

1 subred de 32768direcciones

156.134.128.0 255.255.255.128 156.134.128.0/17

Trabajo Individual



Trabajo Individual

Dada la red 192.168.0.0/24, desarrolle un esquema dedireccionamiento que cumpla con los siguientes requerimientos.

Use VLSM, es decir, optimice el espacio de direccionamientotanto como sea posible.

1. Una subred de 20 host para se asignada a la VLAN de

Profesores.2. Una subred de 80 host para se asignada a la VLAN de

Estudiantes.

3. Una subred de 20 host para ser asignada a la VLAN deinvitados.

4. Tres subredes de 2 host para ser asignada a los enlacesentre Routers.

Interconexión TCP-IP Clase 2

Documents

Transcript of Interconexión TCP-IP Clase 2