Ul rc_cap3_el nivel de red en internet

1341: Redes de Computadoras
Facultad de Ingeniería de Sistemas
Sesión: 3
Ing. José C. Benítez P.
El nivel de Red en Internet

Redes de Computadoras - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 2
Sesión 3. Temas
Introducción
Comparación de modelos
Formato de datos en el RM-OSI
Elementos de datos en el modelo TCP/IP
Nivel de red en internet
El Datagrama IP
Cabecera de IP
TOS
DS
Protocolos
Opciones
Fragmentación en IP
El MTU
Path MTU discovery
Bit DF
Direccionamiento IP
Clases de direccionamiento
Configuración de asignación de direcciones
Sub redes y superedes

Sesión 3. Temas
Introducción
El Datagrama IP
Cabecera de IP
TOS
DS
Protocolos
Opciones
El MTU
Path MTU discovery
Bit DF
Direccionamiento IP

Introducción
Comparación de los Modelos OSI, TCP/IP e Hibrido:
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
Aplicación
Transporte
Internet
Host-red
L5:
Aplicación
L4:
Transporte
L3: Red
L2:
Enlace
LLC
MAC
L1: Física
WAN LAN
Hardware
Firmware
Software
Sist.OperativoProgr.deusuario

Introducción
Protocolos y redes del modelo Hibrido
Telnet FTP DNS SMTP
UDPTCP
IP
ARPANET SATNET LANPacket
Aplicación
Transporte
Red
Enlace y
Física
Protocolos
Redes
Capa
(M. Hibrido)

Introducción
Formato de datos en el RM OSI
APDU Unidad de datos en la
capa de aplicación (Capa 7).
PPDU Unidad de datos en la
capa de presentación (Capa 6).
SPDU Unidad de datos en la
capa de sesión (Capa 5).
TPDU (segmento) Unidad de
datos en la capa de transporte
(Capa 4).
Paquete o Datagrama Unidad
de datos en el nivel de red
(Capa 3).
Trama Unidad de datos en la
capa de enlace (Capa 2).
Bits Unidad de datos en la capa
física (Capa 1).

Introducción
Elementos de datos en el modelo Hibrido
Cabecera
de enlace
Datagrama
IP
Cola de
enlace
Cabec.
IP
Segmento
TCP
Cabec.
TCP
Datos
aplicación
Segmento
TCP (L4:Transporte)
Datagrama
IP (L3: Red)
Trama
(L2: Enlace)
20
bytes
20
bytes
14
bytes
4
bytes
Los valores que aparecen para el nivel de enlace se aplican al caso de Ethernet.
Según el tipo de red puede haber pequeñas variaciones
Ethernet
Capa
(Modelo Hibrido)

Introducción
Protocolos del modelo TCP/IP
Aplicación
Transporte
Internet
Host-red

El Nivel de Red en Internet está formado por:
o el protocolo IP
o protocolos auxiliares:
• Protocolos de control: ICMP e IGMP (multicast)
• Protocolos de resolución de direcciones: ARP,
RARP, BOOTP y DHCP
• Protocolos de routing: RIP, OSPF, IS-IS, IGRP,
EIGRP, BGP, etc.
Todos los protocolos auxiliares hacen uso de IP para
transmitir la información. La única excepción a esta
regla son los protocolo ARP y RARP

Versiones de IP
• Actualmente el 99,9% de la Internet utiliza la
versión 4 del protocolo IP, llamada IPv4
• El 0,1% restante utiliza la versión 6 (IPv6)
• Se prevé que en el futuro toda la Internet
evolucione hacia IPv6.
• No se está utilizando ninguna otra versión del
protocolo IP

Sesión 3. Temas
Introducción
El Datagrama IP
Cabecera de IP
TOS
DS
Protocolos
Opciones
El MTU
Path MTU discovery
Bit DF
Direccionamiento IP

Cabecera de un datagrama IPv4
Versión: siempre vale 4
Longitud Cabecera: en palabras de 32 bits (mínimo 5, máximo 15)
DS (Differentiated Services): Para Calidad de Servicio
Longitud total: en octetos, máximo 65535 (incluye la cabecera)
Campos de Fragmentación: Identificación, DF, MF, Desplaz. Fragmento
Tiempo de vida (TTL): cuenta saltos hacia atrás (se descarta cuando es cero)
Protocolo: indica a que protocolo pertenece el contenido del paquete (los datos)
Checksum: sirve para comprobar la integridad de la cabecera, pero no de los datos
Direcciones de origen y destino: De 32 bits, se mantienen inalteradas durante la vida del paquete
Opciones: si las hay deben tener una longitud múltiplo de 4 octetos. Max 40.
32 bits
Versión Lon. Cab. DS (DiffServ) Longitud Total
Identificación Res. DF MF Desplazam. de Fragmento
Tiempo de vida (TTL) Protocolo Checksum
Dirección de origen
Dirección de destino
Opciones (de 0 a 40 octetos)

Cabeceras de un datagrama IPv4
32 bits
Antigua Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Versión Lon. Cab. TOS Longitud Total
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474, 12/1998)

Campo TOS (obsoleto)
• Precedencia: establece una prioridad
(3 bits = ocho niveles posibles)
• D, T, R, C: flags para indicar que se quiere
utilizar la ruta:
– de mínimo retardo (Delay),
– máximo rendimiento (Throughput),
– máxima fiabilidad (Reliability) o
– mínimo costo (Cost)
• X: bit reservado
Precedencia
Campo
TOS
D T R C
X

Campo DS (RFC 2474)
• DSCP: Differentiated Services CodePoint.
• Seis bits (total 64) que indican el
tratamiento que debe recibir este paquete
en los routers
• CU: Currently Unused (reservado)
DSCP CUCampo DS

Algunos de los posibles valores del campo Protocolo
Valor Protocolo Descripción
1 ICMP Internet Control Message Protocol
2 IGMP Internet Group Management Protocol
3 GGP Gateway-to-Gateway Protocol
4 IP IP en IP (encapsulado)
5 ST Stream
6 TCP Transmission Control Protocol
8 EGP Exterior Gateway Protocol
17 UDP User Datagram Protocol
29 ISO-TP4 ISO Transport Protocol Clase 4
80 CLNP Connectionless Network Protocol
88 IGRP Interior Gateway Routing Protocol
89 OSPF Open Shortest Path First

Opciones de la cabecera IP
Opción Función Máx. Ej.
Windows
Ej.
Linux
Record route Va anotando en la cabecera IP la
ruta seguida por el datagrama
9 Ping –r Ping -R
Timestamp Va anotando la ruta y además pone
una marca de tiempo en cada salto
4 Ping –s
Strict source
routing
La cabecera contiene la ruta paso a
paso que debe seguir el datagrama
9 Ping –k
Loose source
routing
La cabecera lleva una lista de routers
por los que debe pasar el datagrama,
pero puede pasar además por otros
9 Ping -j
El límite de 9 direcciones lo fija el tamaño máximo del campo opciones.
En la opción Timestamp este valor se reduce a 4 porque cada salto
anotado ocupa 8 octetos (4 de la dirección y 4 del timestamp)

Sesión 3. Temas
Introducción
El Datagrama IP
Cabecera de IP
TOS
DS
Protocolos
Opciones
El MTU
Path MTU discovery
Bit DF
Direccionamiento IP

• El nivel de red (L3) ha de acomodar cada datagrama en una trama del nivel de enlace
(L2).(en ruta/en origen)
• Cada tecnología de nivel de enlace tiene un valor máximo de paquete que puede aceptar, Ej.:
o Ethernet: 1500 bytes (DIX), 1492 (LLC-SNAP).
o Token Ring: 4440 bytes (4 Mb/s, THT 8 ms).
• Este valor es la MTU (Maximum Transfer Unit).
• Si el datagrama no cabe se ha de fragmentar. Ejemplos:
– Datagrama de 4000 bytes creado en red Token Ring que pasa a Ethernet. El router ha de
fragmentar.
• A veces el host ha de fragmentar de entrada pues genera datagramas demasiado grandes,
ej: NFS construye datagramas de 8 KB, incluso en Ethernet
Cabecera
de enlace
Datagrama
IP
Cola de
enlace
Cabec.
IP
Segmento
TCP
Datagrama
IP (L3: Red)
20
bytes
14
bytes
4
bytes
Ethernet
Trama
(L2: Enlace)

MTU de algunos medios a nivel de enlace
Nivel de enlace MTU (bytes)
PPP (valor defecto) 1500
PPP (bajo retardo) 296
X.25 1600 (RFC 1356)
Frame Relay 1600 normalmente
Ethernet DIX 1500
Ethernet LLC-SNAP 1492
Token Ring 4 Mb/s 4440 (THT 8ms)
Classical IP over ATM 9180

Fragmentación múltiple de un datagrama IP
Cab. ABCDEF GHIJKL MNOP
Cab. ABCDEF
Token Ring
(4440 bytes)
Ethernet DIX
(1500 bytes)
Cab. GHIJKL Cab. MNOP
PPP Bajo
Retardo
(296 bytes)
Cab. M Cab. N Cab. O Cab. P

• Los fragmentos reciben la misma cabecera que el datagrama original
salvo por los campos MF y ‘Desplazamiento del Fragmento’.
• Los fragmentos de un mismo datagrama se identifican por el campo
‘Identificación’.
• Todos los fragmentos, menos el último, tienen a 1 el bit MF (More
Fragments).
• La unidad básica de fragmentación es 8 bytes (bloque). Los datos se
reparten en tantos fragmentos como haga falta, todos múltiplos de 8
bytes (salvo quizá el último).
• Toda red debe aceptar un MTU de al menos 68 bytes (60 bytes de
cabecera y 8 bytes de datos). Recomendado 576-
Identificación Res. DF MF Desplazam. del Fragmento

Ejemplo de fragmentación múltiple
Id Long DF MF Desplaz. Datos
Fragmento 1 XXX 1500 0 1 0 ABCDEF
Fragmento 2 XXX 1500 0 1 185 GHIJKL
Fragmento 3 XXX 1060 0 0 370 MNOP
Datagrama
Original
XXX 4020 0 0 0 ABCDEF GHIJKL MNOP
Fragm. 3a XXX 292 0 1 370 M
Fragm. 3b XXX 292 0 1 404 N
Fragm. 3c XXX 292 0 1 438 O
Fragm. 3d XXX 244 0 0 472 P
Token Ring
E-net DIX
PPP Bajo
Retardo
Los bytes se cuentan en grupos de 8 bytes

Bit DF (Don’t Fragment)
Identificación Res. DF MF Desplazam. del Fragmento
• Indica que ese datagrama no se debe fragmentar. Ej.: ping –f (windows).
• Se usa:
– Cuando un host no está capacitado para reensamblar (ej.: estaciones ‘diskless’).
– En la técnica de descubrimiento de la MTU del trayecto o ‘Path MTU discovery’.
• Enviar datagrama con DF=1 y MTU máxima
• Si pasa ya está, si no probar con MTU menor
– Generalmente si se rechaza el mensaje de error indica la MTU máxima que se
aceptaría.

Funcionamiento del ‘Path MTU discovery’
A
B
Ethernet
1: A envía a B un paquete de
4020 bytes con DF=1.
4020 DF
X
2: X descarta el paquete y responde a
A con un ICMP ‘destino inaccesible’
indicando que si hubiera sido de 1500
o menos habría pasado.
Max 1500
3: A fragmenta la información y
a partir de ahora no mandará a
B paquetes de más de 1500
bytes. Sigue usando el bit DF.
1060 DF 1500 DF1500 DF
Paquete normal
Mensaje ICMP

Preguntas sobre fragmentación
¿Cual es el tamaño mínimo
posible de MTU en una
red para que puedan pasar
por ella datagramas IPv4?
En caso de fragmentación las opciones
de la cabecera IP (record route,
timestamp, strict source route y loose
source route), ¿han de copiarse en
todos los fragmentos o solo en uno?
Cuando se emite un datagrama
IP, ¿se ha de marcar siempre el
campo Identificación, o solo
cuando el datagrama se vaya a
fragmentar?

Preguntas sobre fragmentación
Si un fragmento se pierde el host receptor no podrá
reensamblar el datagrama original; ¿cuanto tiempo
esperará el host antes de considerar que se ha perdido
y descartar los demás fragmentos?
Un datagrama de 4020 bytes pasa de una red Token Ring
con THT 8 ms (MTU 4400) a una Ethernet (MTU 1500) y
después pasa por un enlace PPP con bajo retardo (MTU
296). Si ese mismo datagrama pasara directamente de la
red Token Ring al enlace PPP (sin pasar por la red
Ethernet) ¿habría alguna diferencia en la forma como se
produce la fragmentación?

Sesión 3. Temas
Introducción
El Datagrama IP
Cabecera de IP
TOS
DS
Protocolos
Opciones
El MTU
Path MTU discovery
Bit DF
Direccionamiento IP

Formato de las direcciones IPv4
• Las direcciones IPv4 están formadas por:
– 4 bytes (32 bits),
– se representan por cuatro dígitos decimales (uno x byte).
– Ej.: 147.156.135.22
• Las direcciones tienen dos partes:
– la parte red y
– la parte host.
• Las direcciones se dividen en tres clases normales (A, B ó C).
La clase establece que parte de la dirección es de la red y que
parte al host.
• Existen dos clases especiales, D y E, que no se asignan nunca
a hosts. Las direcciones de clase D se utilizan para transmisiones
multicast y las E no se utilizan, están reservadas.

Clases de direcciones IPv4
Red (128) Host (16777216)
10 Red (16384) Host (65536)
110 Red (2097152) Host (256)
1111 Reservado
1110 Grupo Multicast (268435456)
Clase
A
B
C
D
E
Rango
0.0.0.0
127.255.255.255
128.0.0.0
191.255.255.255
192.0.0.0
223.255.255.255
224.0.0.0
239.255.255.255
240.0.0.0
255.255.255.255
32 bits
0

Asignación de direcciones IP
• Existen direcciones IP publicas y privadas.
• Las IP publicas son obtenidas del PST.
• Las IP privadas son obtenidas localmente del AR
• Las empresas y organizaciones obtienen sus IPP
del PST correspondiente
• Los PST los obtienen de los NIC (Network
Information Center):
– www.internic.net: América
– www.ripe.net: Europa
– www.apnic.net Asia Pacifico

Direcciones IP especiales
Dirección Significado Ejemplo
255.255.255.255 Broadcast en la propia red o subred
0.0.0.0 Identifica al host que envía el datagrama Usado en BOOTP
Parte Host a ceros Identifica una red 147.156.0.0
Parte Host a unos Broadcast en una red 147.156.255.255
Parte Red a ceros Identifica un host en la red en que
estamos (la que sea)
0.0.1.25
127.0.0.1 Dirección Loopback (para pruebas)
La primera y la última direcciones de una red están siempre reservadas

Direcciones IP reservadas y privadas (RFC 1918)
Reservado (ppio. Clase D)224.0.0.0
Reservado (fin clase B)191.255.0.0
Privado (intranet)192.168.0.0 – 192.168.255.0
Privado (intranet)172.16.0.0 – 172.31.0.0
Privado (intranet)10.0.0.0
Reservado (clase E)240.0.0.0 – 255.255.255.254
Reservado (ppio. Clase C)192.0.0.0
Reservado (ppio. Clase B)128.0.0.0
Reservado (fin clase A)127.0.0.0
UsoRed o rango

Configurando una LAN
IP: 147.156.145.17
MR: 255.255.0.0
LAN
147.156.0.0
(Clase B)
IP: 147.156.24.12
MR: 255.255.0.0
La dirección IP de este host
Mascara de red
Depende de la clase.
Requisitos:
(En cada PC)
- SO red
- Dirección IP
- Mascara de red
- Cable
serial/paralelo/USB
cruzado
Verificación A-B:
Desde A:
ping 147.156.24.17
O desde B:
ping 147.156.24.12
A B
Cable
serial / paralelo / USB
crossover

IP: 147.156.145.17
MR: 255.255.0.0
LAN
147.156.0.0
(Clase B)
IP: 147.156.24.12
MR: 255.255.0.0
Mascara de red
Requisitos:
(En cada PC)
- NIC
- SO red
- Dirección IP
- Mascara de red
- Patch cord cruzado
Verificación A-B:
Desde A:
ping 147.156.24.17
O desde B:
ping 147.156.24.12
A B
Patch cord
crossover

IP: 147.156.145.17
MR: 255.255.0.0
LAN
147.156.0.0
(Clase B)
IP: 147.156.24.12
MR: 255.255.0.0
Mascara de red
IP: 147.156.145.50
MR: 255.255.0.0
IP: 147.156.24.15
MR: 255.255.0.0
Requisitos:
(En cada PC)
- NIC
- SO red
- Dirección IP
- Mascara de red
- Patch cord directo
SWITCH / HUB
Verificación A-D:
Desde A:
ping 147.156.145.50
O desde D:
ping 147.156.24.12
A B
C D
Patch cord
directo

Un router conectando tres LANs
147.156.0.1
IP: 147.156.145.17
Rtr: 147.156.0.1
LAN A
147.156.0.0
(Clase B)
LAN C
193.146.62.0
(Clase C)
LAN B
213.15.1.0
(Clase C)
193.146.62.1
IP: 213.15.1.2
Rtr: 213.15.1.1
IP: 213.15.1.3
Rtr: 213.15.1.1
El router encamina los paquetes según su
dirección de destino. El router podría ser un PC
con tres tarjetas Ethernet que tienen asignadas
esas direcciones y con capacidad de conmutar
paquetes entre ellas (en Linux esto se consigue
activando el ‘IP forwarding’).
αααα
ββββ
γγγγ
IP: 147.156.24.12
Rtr: 147.156.0.1
Su router por defecto.
Puerto de enlace predeterminado
Default gateway
213.15.1.1
IP: 193.146.62.10
Rtr: 193.146.62.1
IP: 193.146.62.5
Rtr: 193.146.62.1

Un router conectando tres LANs
147.156.0.1
IP: 147.156.145.17
Rtr: 147.156.0.1
LAN A
147.156.0.0
(Clase B)
LAN C
193.146.62.0
(Clase C)
LAN B
213.15.1.0
(Clase C)
193.146.62.1
213.15.1.1
IP: 213.15.1.2
Rtr: 213.15.1.1
IP: 213.15.1.3
Rtr: 213.15.1.1
El router encamina los paquetes según su
dirección de destino. El router podría ser un PC
con tres tarjetas Ethernet que tienen asignadas
esas direcciones y con capacidad de conmutar
paquetes entre ellas (en Linux esto se consigue
activando el ‘IP forwarding’).
αααα
ββββ
γγγγ
IP: 147.156.24.12
Rtr: 147.156.0.1
Su router por defecto.
Puerto de enlace predeterminado
Default gateway

Dos routers conectando tres LANs
202.1.1.2
Rtr 202.1.1.1 202.1.1.1
202.1.1.3
Rtr 202.1.1.1
203.1.1.2
203.1.1.3
Rtr 203.1.1.1
203.1.1.1
203.1.1.4
Rtr 203.1.1.1
204.1.1.1
204.1.1.2
Rtr 204.1.1.1
204.1.1.3
Rtr 204.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
LAN A
202.1.1.0
(Clase C)
LAN B
203.1.1.0
(Clase C)
LAN C
204.1.1.0
(Clase C)
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
X
Y
H1
H2
Las rutas son
necesarias para
que X e Y sepan
como llegar a la
LAN remota (C
para X, A para Y)

Host ‘multihomed’
LAN B
203.1.1.0
LAN A
202.1.1.0
LAN C
204.1.1.0
202.1.1.2
Rtr 202.1.1.1
202.1.1.3
Rtr 202.1.1.1
203.1.1.3
204.1.1.2
Rtr 204.1.1.1
204.1.1.3
Rtr 204.1.1.1
202.1.1.1
203.1.1.1 203.1.1.2
204.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2 A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
202.1.1.4 204.1.1.4
Rtr 202.1.1.1
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
X Y
H6 no enrutará paquetes entre A y C porque
no es un router (no tiene activado el ‘IP
forwarding’). Cuando envíe un paquete a H1,
H2 ó H5 lo mandará por α. Cuando lo envíe a
H3 ó H4 lo mandará por ββββ
H1
H2
H4
H5
H3
H6
ααααββββ
αααα ββββ
αααα ββββ

Red mallada (con caminos alternativos)
LAN B
203.1.1.0
LAN A
202.1.1.0
LAN C
204.1.1.0
202.1.1.2
Rtr 202.1.1.1
202.1.1.3
Rtr 202.1.1.4
203.1.1.3
204.1.1.2
Rtr 204.1.1.1
204.1.1.3
Rtr 204.1.1.4
202.1.1.1
203.1.1.1 203.1.1.2
204.1.1.1
204.1.1.4202.1.1.4
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2 A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
A 203.1.1.0 por 202.1.1.1
A 202.1.1.0 por 203.1.1.1
A 204.1.1.0 por 203.1.1.2
ααααββββ
αααα
ββββ
αααα ββββ
H1
H2
H4
H5
H3
X Y
ping 204.1.1.2
Z

Enlace WAN: conexión mediante una línea serie o punto a punto
165.12.0.2
Rtr 165.12.0.1
165.12.0.1
165.12.0.3
Rtr 165.12.0.1
192.168.2.1
A 213.1.1.0 por 192.168.2.2
LAN A
165.12.0.0
LAN B
213.1.1.0
213.1.1.1
213.1.1.2
Rtr 213.1.1.1
213.1.1.3
Rtr 213.1.1.1
192.168.2.2
A 165.12.0.0 por 192.168.2.1
Red 192.168.2.0
X
Y

Ejemplo de uso de la ruta por defecto
165.12.0.1 192.168.2.1
A 207.1.1.0 por 192.168.1.2
A 213.1.1.0 por 192.168.2.2
A 215.1.1.0 por 192.168.3.2
LAN A
165.12.0.0
LAN C
213.1.1.0
213.1.1.1192.168.2.2
A 0.0.0.0 por 192.168.2.1
LAN B
207.1.1.0
LAN D
215.1.1.0
A 0.0.0.0 por 192.168.3.1
A 165.12.0.0 por 192.168.1.1
A 213.1.1.0 por 192.168.1.1
A 215.1.1.0 por 192.168.1.1
192.168.3.1
192.168.3.2
192.168.1.1
192.168.1.2
207.1.1.1
215.1.1.1 Ruta por
defecto
X
Y
W
Z

Conexión de cuatro routers IP en una red multiacceso
165.12.0.1 192.168.2.1
A 207.1.1.0 por 192.168.2.3
A 213.1.1.0 por 192.168.2.2
A 215.1.1.0 por 192.168.2.4
LAN A
165.12.0.0
LAN B
213.1.1.0
213.1.1.1192.168.2.2
LAN C
207.1.1.0
192.168.2.4
192.168.2.3
207.1.1.1
215.1.1.1
A 165.12.0.0 por 192.168.2.1
A 213.1.1.0 por 192.168.2.2
A 215.1.1.0 por 192.168.2.4
A 165.12.0.0 por 192.168.2.1
A 207.1.1.0 por 192.168.2.3
A 215.1.1.0 por 192.168.2.4
A 165.12.0.0 por 192.168.2.1
A 207.1.1.0 por 192.168.2.3
A 213.1.1.0 por 192.168.2.2
Conexión de cuatro routers IP en una
red multiacceso (RDSI, X.25, Frame
Relay o ATM) con conectividad total
PVC o SVC
LAN D
215.1.1.0

Conexión a Internet de una oficina principal y su sucursal
193.146.62.7
Rtr 193.146.62.1
193.146.62.1
193.146.62.12
Rtr 193.146.62.1
147.156.13.5
Rtr 147.156.0.1
147.156.0.1
147.156.24.12
Rtr 147.156.0.1
192.168.0.1
192.168.0.2
192.168.1.2
A 0.0.0.0 por 192.168.0.2
A 193.146.62.0 por 192.168.0.1
A 0.0.0.0 por 192.168.1.1
192.168.1.1
Oficina
Principal
147.156.0.0
Sucursal
193.146.62.0
A 147.156.0.0 por 192.168.1.2
A 193.146.62.0 por 192.168.1.2
.................................................
.................................................
X
Y
Z
A 0.0.0.0 por 192.168.1.2

Subredes
• Dividen una red en partes más pequeñas.
• Nivel jerárquico intermedio entre red y host,
• ‘Roban’ unos bits de la parte host para la subred.
• La separación red/host ahora ya no viene marcada por
la clase
• Sirven para establecer una estructura jerárquica. Una
red compleja (con subredes) es vista desde fuera como
una sola red.
• Para indicar donde está la frontera red/host se utiliza
un parámetro de 32 bits denominado máscara.

Ejemplo 1 de división en subredes
Vamos a dividir la red 147.156.0.0 (clase B) en 4 subredes.
Red original:
Red (147.156) Host(0.0)
16 bits 16 bits
Máscara de 16 bits: 11111111 . 11111111 . 00000000 . 00000000
255 . 255 . 0 . 0
Red subdividida:
Red (147.156) Subred Host
16 bits 8 bits
Máscara de 18 bits: 11111111 . 11111111 . 11000000 . 00000000
255 . 255 . 192 . 0
8 bits

Red subdividida:
16 bits 8 bits
Máscara de 18 bits: 11111111 . 11111111 . 11000000 . 00000000
255 . 255 . 192 . 0
8 bits
11 (192)
10 (128)
01 (64)
00 (0)
Bits
subred
147.156.192.0 – 147.156.255.255
147.156.128.0 – 147.156.191.255
147.156.64.0 – 147.156.127.255
147.156.0.0 – 147.156.63.255
Rango
255.255.192.0147.156.192.0
255.255.192.0147.156.128.0
255.255.192.0147.156.64.0
255.255.192.0147.156.0.0
MáscaraSubred

Vamos a dividir la red 140.140.0.0 (clase B) en 256 subredes.
Red original:
Red (140.140) Host(0.0)
16 bits 16 bits
Máscara de 16 bits: 11111111 . 11111111 . 00000000 . 00000000
255 . 255 . 0 . 0
Red subdividida:
16 bits 8 bits
Máscara de 24 bits: 11111111 . 11111111 . 11111111 . 00000000
255 . 255 . 255 . 0
8 bits

Subredes
• La máscara identifica que parte de la dirección es red-
subred y que parte es host.
• Si la parte host es cero la dirección es la de la propia subred
• La dirección con la parte host toda a unos esta reservada
para broadcast en la subred
• En cada subred hay siempre dos direcciones reservadas,
la primera y la última.
• Ejemplo:
– Red 156.134.0.0, máscara 255.255.255.0.
– 256 subredes identificadas por el tercer byte:
156.134.subred.host
– 156.134.subred.0 identifica la subred
– 156.134.subred.255 es el broadcast en la subred.

Subredes
Red 156.134.0.0, máscara 255.255.255.0
256 subredes (de 156.134.0.0 a 156.134.255.0) pero
¿Dirección 156.134.0.0 identifica red o subred?
¿Dirección 156.134.255.255 identifica broadcast en la
red o en la subred?
Solución: no utilizar la primera y la última subred (las que
tienen el campo subred todo a ceros o todo a unos).
Esta norma se puede infringir (se hace a menudo) con la
declaración de ‘subnet zero’.
Permite aprovechar mejor el espacio disponible (p. Ej. Red
147.156.0.0 con máscara 255.255.128.0).

El problema de la primera y la
última direcciones de cada subred
• Red 140.140.0.0/16 máscara 255.255.0.0.
• Si la dividimos con máscara /24 obtenemos 256 subredes, cada una
con 256 direcciones. En cada subred:
– La primera dirección identifica cada subred
– La última dirección es la de broadcast en esa subred.
• Para evitar conflictos no se deben asignar a hosts ni la primera ni la
• En realidad disponemos pues de 254 direcciones por subred, no 256.
• Esta restriccíón es SIEMPRE DE OBLIGADO CUMPLIMIENTO
Subred Dir. Subred Dir. Broadcast Rango asignable
140.140.0.0/24 140.140.0.0 140.140.0.255 140.140.0.1 – 140.140.0.254
140.140.1.0/24 140.140.1.0 140.140.1.255 140.140.1.1 – 140.140.1.254
140.140.2.0/24 140.140.2.0 140.140.2.255 140.140.2.1 – 140.140.2.254
… … … …
140.140.255.0/24 140.140.255.0 140.140.255.255 140.140.255.1 – 140.140.255.254

El problema de la primera y la
• Red 140.140.0.0/16 máscara 255.255.0.0.
• Si la dividimos con máscara /24 obtenemos 256 subredes. De estas:
– La primera subred se identifica por la dirección 140.140.0.0, la
misma que la red completa
– La dirección de broadcast de la última subred es 140.140.255.255,
que coincide con la dirección de broadcast de la red completa
• Para evitar ambigüedades la norma dice que la primera y última
subredes no se deben utilizar
• Sin embargo esta regla NO SIEMPRE ES DE OBLIGADO
CUMPLIMIENTO.
• Los equipos actuales (routers y hosts) normalmente permiten utilizar la
primera y la última subred. A veces lo permiten por defecto, otras hay
que indicarlo en la configuración. Por ejemplo el software de Cisco
(IOS) antes de la versión 11 requería poner en la configuración el
comando ‘subnet-zero’ para poder usar la primera y la última subred.
A partir de la versión 11 lo tiene puesto por defecto

Máscaras que no son múltiplo de 8
Las máscaras de subred pueden no ser bytes enteros. Por ejemplo si
usamos dos bits de subred dividiremos la red en cuatro subredes:
140 . 140 Subred Host
16 bits 2 bits 14 bits
Bits subred Subred Máscara Rango asignable
00 (0) 140.140.0.0/18 255.255.192.0 140.140.0.1 – 140.140.63.254
01 (64) 140.140.64.0/18 255.255.192.0 140.140.64.1 – 140.140.127.254
10 (128) 140.140.128.0/18 255.255.192.0 140.140.128.1 – 140.140.191.254
11 (192) 140.140.192.0/18 255.255.192.0 140.140.192.1 – 140.140.255.254
Máscara: 11111111 . 11111111 . 11 000000 . 00000000
255 . 255 . 192 . 0
Estas solo son utilizables si se aplica ‘subnet-zero’

Subredes que se pueden crear con una red clase C
11111111
11111110
11111100
11111000
11110000
11100000
11000000
10000000
00000000
Máscara binaria
(último byte)
255.255.255.255002562548
255.255.255.254011281267
255.255.255.2522264626
255.255.255.2486332305
255.255.255.24014416144
255.255.255.224305863
255.255.255.192626422
255.255.255.1281267201
255.255.255.02548000
Máscara
Nº
hosts
Bits
host
Nº
subredes
(subnet
zero)
Nº
subredes
Bits
subred

Ejercicio
Internet
Madrid Barcelona
Sevilla
Bilbao
128 Kb/s
256 Kb/s 128 Kb/s
128 Kb/s
50
PCs.
20
PCs.
50
PCs.
25
PCs.
Red 194.100.100.0/24

Ejercicio
Oficina Subred Máscara Rango Direcc.
útiles
Madrid 194.100.100.0/25 255.255.255.128 194.100.100.0-127 126
Barcelona 194.100.100.128/26 255.255.255.192 194.100.100.128-191 62
Bilbao 194.100.100.192/27 255.255.255.224 194.100.100.192-223 30
Sevilla 194.100.100.224/27 255.255.255.224 194.100.100.224-255 30
Reparto de las direcciones (subnet-zero)

Ejercicio
Internet
Ma Ba
Se
Bi
194.100.100.1/25 192.168.1.2/24
192.168.2.1/24
192.168.3.1/24
Red 194.100.100.0/25
Red 194.100.100.224/27
Red 194.100.100.128/26
A 194.100.100.128/26 por 192.168.2.2
A 194.100.100.192/27 por 192.168.2.2
A 194.100.100.224/27 por 192.168.3.2
A 0.0.0.0/0 por 192.168.1.1
192.168.2.2/24
192.168.3.2/24
192.168.1.1/24
Red 194.100.100.192/27
192.168.3.1/24
192.168.3.2/24

Superedes
Problema: agotamiento del espacio de
direcciones IP.
Causa: Clase B excesiva, C demasiado pequeña.
Muchas organizaciones solicitaban clases B y
usaban solo una pequeña parte.
Solución: asignar grupos de clases C a una
organización.
Nuevo problema: explosión de las tablas de
rutas.
Nueva solución: considerar un grupo contiguo de
clases C como una sola red. Hacer superredes.

Superedes
Las ‘superredes’ se definen mediante máscaras.
Ej.: Red 195.100.16.0/21 (máscara 255.255.248.0)
Incluye desde 195.100.16.0 hasta 195.100.23.0
También se puede asignar a diferentes organizaciones partes
de una clase A. Por eso esta técnica se llama CIDR
(Classless InterDomain Routing).
HostRed
SubredesSuperredes

CIDR
• El uso de un rango de direcciones de clase C en vez de
una sola de clase B acarrea un gran problema: cada red
ha de ser direccionada por separado.
• El encaminamiento IP estándar sólo comprende las
clases A, B y C.
• Dentro de cada uno de estos tipos de red, se puede usar
"subnetting" para proporcionar mejor granularidad del
espacio de direcciones en cada red, pero no hay forma
de especificar que existe una relación real entre múltiples
redes de clase C.
• El resultado de esto se denomina el problema de la
explosión de la tabla de encaminamiento: una red
de clase B de 3000 host requiere una entrada en la tabla
de encaminamiento para cada "router" troncal, pero si la
misma red se direccionase como un rango de redes de
clase C, requeriría 16 entradas.

CIDR
• La solución a este problema es un método llamado
CIDR("Classless Inter-Domain Routing").
• El CIDR es un protocolo propuesto como estándar con status
electivo.
• El CIDR no encamina de acuerdo a la clase del número de
red(de ahí el término "classless": sin clase) sino sólo según
los bits de orden superior de la dirección IP, que se
denominan prefijo IP.
• Cada entrada de encaminamiento CIDR contiene una
dirección IP de 32 bits y una máscara de red de 32 bits, que
en conjunto dan la longitud y valor del prefijo IP.
• Esto se puede representar como <dir_IP máscara_red>.
• Por ejemplo, <194.0.0.0 254.0.0.0> representa el prefijo de
7 bits (1100 0000 1111 1110) B'1100 001'.

CIDR
• CIDR maneja el encaminamiento para un grupo de redes con un
prefijo común con una sola entrada de encaminamiento.
• Esta es la razón por la que múltiples números de red de clase C
asignados a una sola organización tienen un prefijo común.
• Al proceso de combinar múltiples redes en una sola entrada se le
llama agregación de direcciones o reducción de
direcciones.
• También se le llama supernetting (Super redes) porque el
encaminamiento se basa en máscaras de red más cortas que la
máscara de red natural de la dirección IP, en contraste con el
subnetting, donde las máscaras de red son más largas que la
máscara natural.
• A diferencia de las máscaras de subred, que normalmente son
contiguas pero pueden tener una parte local no contigua, las
máscaras de superred son siempre contiguas

Superedes
• Además de asignar grupos de redes C a las
organizaciones se hace un reparto por continentes y
países:
– Multi regional: 192.0.0.0 - 193.255.255.255
– Europa: 194.0.0.0 - 195.255.255.255
– Otros: 196.0.0.0 - 197.255.255.255
– Noteamérica: 198.0.0.0 - 199.255.255.255
– Centro y Sudamérica: 200.0.0.0 - 201.255.255.255
– Anillo Pacífico: 202.0.0.0 - 203.255.255.255
– Otros: 204.0.0.0 - 205.255.255.255
– Otros: 206.0.0.0 - 207.255.255.255
• Así se pueden ir agrupando entradas en las tablas de
rutas

Sesión 3. El nivel de red en internet
Redes de Computadoras

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