Direcciones ip

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Direcciones ip

  1. 1. Redes  de  computadores  I   M.Sc. Carlos Eduardo Gómez Montoya M.Sc. Luis Eduardo Sepúlveda Rodríguez
  2. 2. •  El  direccionamiento  IP  es  uno  de  los  componentes  principales  en   el  estudio  de  la  capa  de  red.    •  Las  direcciones  IP  están  especificadas  en  los  RFC  791  (IPv4)  y   2460  (IPv6).  •  Especifica  ciertas  normas  que  deben  ser  respetadas  en  el   proceso  de  asignación  de  direcciones  a  los  hosts.  •  Proporciona  un  esquema  de  idenJficación  lógica  usado  para   enviar  y  recibir  paquetes  de  datos  a  través  de  una  red  IP.  
  3. 3.  •  Las  direcciones  IP  son  únicas  para  cada  host,  es  decir,  no  se   pueden  repeJr  en  un  mismo  ámbito  de  aplicación.  •  Cada  dirección  IP  es  única  para  cada  una  de  las  interfaces  de  red   (NIC)  de  cada  host.  •  Es  posible  uJlizar  diferentes  direcciones  IP  en  una  misma   interfaz  de  red  IP  (concepto  de  sobrecarga).    
  4. 4.  •  Ejemplo  de  configuración   manual  de  la  dirección  IP  en   MicrosoS  Windows  XP  
  5. 5. Direccionamiento  IP    •  Ejemplo  de  configuración  manual  de  la  dirección  IP  en  GNU/ Linux.  
  6. 6. Qué  es  una  dirección  IP    •  Una  dirección  IPv4  es  un  número  de  32  bits  (4  bytes).  Por  ejemplo:   192.168.0.2.  Usualmente  cada  byte  es  representado  como  su  equivalente   decimal  y  se  separan  por  puntos.  •  Una  dirección  IPv6  es  un  número  de  128  bits  (16  bytes).  Por  ejemplo:   8000:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEF.  Usualmente  cada  byte  es   representado  por  su  equivalente  hexadecimal  y  cada  dos  bytes  se  uJliza  el   símbolo  “:”  como  separador.   * Hay excepciones a este concepto.
  7. 7. Qué  es  una  dirección  IP  
  8. 8. Qué  es  una  dirección  IP    •  Una  interfaz  de  red  es  una  conexión  entre  un  host  y  un  enlace  esico   conectado  a  la  red.    •  En  un  host  la  interfaz  de  red  es  la  NIC  (Network  Interface  Card),  conocida   como  tarjeta  de  red.    •  Existen  NIC  especiales     –  Duo.   –  Quad.   –  Balance  de  carga.    
  9. 9. Qué  es  una  dirección  IP    •  Por  lo  general,  un  computador  de  escritorio  Jene  una  única  interfaz  de  red,   mientras  que  los  computadores  portáJles  de  hoy  en  día  Jenen  una  interfaz   de  red  adicional  (inalámbrica).      
  10. 10. Qué  es  una  dirección  IP    •  Los  routers  Jenen  varias  interfaces  de  red.   * Hay excepciones a este concepto.
  11. 11. Qué  es  una  dirección  MAC  •  Cada  tarjeta  de  red  (NIC)  Jene  una  dirección    de  acceso  al  medio  (MAC),   también  llamada  dirección  esica.  •  La  tecnología  dominante  en  redes  alambradas  es  Ethernet  y  en  redes   inalámbricas  es  802.11  conocida  como  WiFi.  •  En  ambas  clases  de  tecnología,  la  tarjeta  de  red  Jene  una  dirección  MAC.  •  Una  dirección  MAC  es  especificada  por  48  bits  (12  dígitos  hexadecimales).  •  Cada  tarjeta  de  red  Jene  una  única  dirección  MAC  configurada  en  el   hardware,  aunque  es  posible  modificarla  por  soSware  
  12. 12. Qué  es  una  dirección  MAC  
  13. 13. Relación  entre  el  nombre  de  host,  la   dirección  IP  y  la  dirección  MAC    •  Existe  una  correspondencia  entre  un  nombre    de  host  y  una  o  varias   direcciones  IP.  •  Las  personas  recordamos  más  fácilmente  los  nombres  de  hots  que  las   direcciones  IP.  •  Las  direcciones  MAC  dependen  del  fabricante  y  no  se  puede  controlar  el   lugar  en  el  cual  una  tarjeta  de  red  va  a  estar  conectada.  Por  lo  tanto,  la   dirección  IP  permite  crear  compaJbilidad  entre  diferentes  interfaces  de  red   de  una  manera  lógica.  •  Las  direcciones  IP  son  usadas  para  el  la  entrega  indirecta  entre  routers   mientras  que  la  dirección  MAC  es  usada  para  la  entrega  final  en  el  proceso   de  enrutamiento.  
  14. 14. Jerarquía  de  las  direcciones  IP    •  Una  dirección  IP  se  divide  en  dos  segmentos  (prefijo  y   sufijo),  formando  una  jerarquía  de  dos  niveles,  con  el  fin   de  hacer  más  eficiente  el  enrutamiento  de  paquetes.    •  El  prefijo  idenJfica  la  red  (netId)  y  el  sufijo  idenJfica  al   host  (hostId)  en  esa  red.  
  15. 15. Jerarquía  de  las  direcciones  IP    •  Dos  redes  diferentes  no  pueden  tener  el  mismo  netId,  y   de  la  misma  forma,  dos  hosts  en  la  misma  red  no  pueden   tener  el  mismo  hostId.    •  Un  mismo  hostId  puede  ser  asignado  a  un  host  en  otra  red   (que  tenga  un  netId  diferente).    •  Facilita  la  administración.  
  16. 16. Direccionamiento  con  clases  (classful)   Figura 1. Clases de direcciones IP
  17. 17. Clases  de  direcciones  •  Dado  que  en  la  Clase  A,  el  bit  más  significaJvo  es  0   (constante)  y  los  7  bits  siguientes  idenJfican  la  red,  sólo   pueden  exisJr  128  (27)  redes  clase  A.  •  De  forma  similar,  existe  un  límite  de  224  direcciones  para   los  hosts  de  una  red  clase  A.  
  18. 18. Notación  decimal    •  Aunque  las  direcciones  IP  son  números  de  32  bits,  los   usuarios  casi  nunca  las  ingresan  o  las  leen  en  binario.  •  Una  dirección  IP  se  puede  expresar  en  formato  decimal,   agrupando  cada  8  bits  y  separando  cada  uno  de  estos   grupos  por  un  punto.    •  La  notación  decimal  con  puntos  es  mucho  más  fácil  de   leer  y  recordar  que  el  formato  binario.  
  19. 19. Notación  decimal  •  Dado  que  para  expresar  la  dirección  IP  se  forman  grupos   de  8  bits,  cada  uno  de  los  cuatro  números  decimales  que   representa  una  dirección  IP  Jene  un  valor  mínimo  de  0  y   un  máximo  de  255.    
  20. 20. Notación  decimal  •  Teniendo  en  cuenta  que  algunos  bits  están  predefinidos   de  acuerdo  a  la  clase  de  dirección,  se  puede  idenJficar  la   clase  de  una  dirección  al  examinar  el  primer  número  en  la   notación  decimal  con  puntos  de  una  dirección  IP.    
  21. 21. Autoridad  para  las  direcciones  •  Para   Internet,   con   alcance   global,   una   organización   obJene   las   direcciones   IP   a   través   de   un   Internet   Service   Provider  (ISP).  •  Un   rango   de   direcciones   es   asignado   por   el   proveedor   para   que   el   administrador   de   la   red   asigne   en   forma   individual  o  automáJca  las  direcciones  para  cada  interfaz   de  red.  •  Los   ISPs   coordinan   con   ICANN   (Internet   CorporaJon   Assigned   Number   and   Names),   una   enJdad   que   asegura   que  cada  prefijo  de  red  es  único.  
  22. 22. Direcciones  IP  públicas  •  ICANN  es  la  organización  responsable  de  la  asignación  de   direcciones  IP  a  los  disJntos  proveedores  con  el  fin  de   mantener  la  estabilidad  de  Internet.  Además,  en  ICANN   administra  y  coordina  el  sistema  de  nombres  de  dominio  y   resuelve  los  conflictos  de  nombre  cuando  se  presentan.    
  23. 23. Direcciones  IP  privadas  •  Para  una  intranet,  la  organización  puede  escoger  su   prefijo,  mientras  no  se  conecte  a  Internet.    •  Debe  exisJr  un  administrador  único  que  asigne  prefijos   únicos  a  las  redes  de  la  compañía,  para  asegurarse  que  no   habrán  números  duplicados.  •  Para  ayudar  a  las  organizaciones  a  escoger  las  direcciones   IP,  los  RFC  1597  y  1918  recomiendan  direcciones  clase  A,   B,  y  C  que  pueden  ser  usadas  en  un  entorno  privado.    
  24. 24. Direcciones  IP  privadas  •  Son  uJlizadas  para  asignar  direcciones  a  cualquier  red   sin  necesidad  de  solicitarlas  a  un  proveedor.  •  Son  direcciones  IP  no  reconocidas  por  los  enrutadores   para  la  conexión  a  Internet.  •  Para  conectar  una  red  con  direcciones  IP  privadas  a   Internet  se  usan  los  servicios  NAT  o  proxy.      
  25. 25. Problemas  con  el  esquema  de   direccionamiento  con  clases    •  En  algunas  organizaciones  pequeñas,  el  esquema  de  direccionamiento  con   clases  funcionaba  sin  problemas,  pero  en  las  grandes  organizaciones  con   divisiones  internas  este  esquema  de  direccionamiento  no  era  conveniente.  •  Los  problemas  más  significaJvos  del  direccionamiento  con  clases  son:   •  Falta  de  flexibilidad  en  el  direccionamiento  interno  en  las  organizaciones.   •  Uso  ineficiente  del  espacio  de  direcciones  IP.  •  Proliferación  de  entradas  en  las  tablas  de  enrutamiento  de  los  routers.    
  26. 26. Subredes  y  direccionamiento  sin  clases  •  El  esquema  de  direccionamiento  con  clases  se  ha   converJdo  en  una  limitación  debido  al  crecimiento  de   Internet,  las  direcciones  IP  se  han  agotado,  especialmente   por  el  desperdicio  de  direcciones  IP  (no  todas  las  redes  se   pueden  acomodar  en  uno  de  los  tres  tamaños   preestablecidos).  •  Dos  nuevos  mecanismos  surgieron  para  superar  el   problema:  las  subredes  y  el  direccionamiento  sin  clases.  
  27. 27. Máscara  de  subred  •  Tanto  las  subredes  como  el  direccionamiento  sin  clases   necesitan  una  información  adicional  a  la  dirección  IP  de  32   bits  la  cual  consiste  en  un  número  de  32  bits  (similar  a  una   dirección  IP)  que  especifica  el  límite  entre  el  prefijo  y  el   sufijo,  llamado  máscara  de  subred.    •  La  máscara  de  subred  es  usada  para  ayudar  a  los  routers  y   hosts  a  determinar  si  el  host  desJno  está  ubicado  en  la   misma  red  o  en  otra.    
  28. 28. Máscara  de  subred  •  La  máscara  de  subred  es  un  número  especial  formado  por   una  secuencia  de  bits  en  1  seguida  por  otra  secuencia  de   bits  en  cero.  Hay  tres  notaciones  que  se  pueden  usar  para   representar  una  máscara  de  subred,  la  notación  binaria,  la   notación  decimal  o  una  representación  resumida.  •  Por  ejemplo:   •  Notación  binaria    11111111      11111111      11111111      00000000   •  Notación  decimal    255.255.255.0   •  Notación  resumida  /24  
  29. 29. Máscara  de  subred  •  Cada  bit  de  la  máscara  de  subred  corresponde  a  un  bit  de   la  dirección  IP.    •  Los  bits  que  ocupan  las  posiciones  del  idenJficador  de  la   red  y  del  idenJficador  de  la  subred  en  la  dirección  IP,  son   bits  en  1  en  la  máscara  de  subred,  mientras  que  los  bits   que  ocupan  las  posiciones  del  idenJficador  del  host  en  la   dirección  IP,  son  bits  en  0  en  la  máscara  de  subred.    
  30. 30. Máscara  de  subred  •  Para  que  un  disposiJvo  conozca  la  dirección  de  la  subred   aplica  la  operación  AND  booleana  entre  la  dirección  IP  y  la   máscara  de  subred.    •  Cuando  se  aplica  la  máscara  de  subred  a  la  dirección  IP,  se   ponen  en  0  los  bits  del  sufijo  de  host.  La  máscara  de   subred  fija  los  bits  del  prefijo  de  red  y  de  subred.    •  Esta  operación  es  realizada  por  los  routers  para  tomar   decisiones  de  enrutamiento.    
  31. 31. Máscara  de  subred   Operación  AND  •  x  &  1  =  x   –  0  &  1  =  0   –  1  &  1  =  1  •  x  &  0  =  0   –  0  &  0  =  0   –  1  &  0  =  0    •  IP  de  host  &  Mascara  =  IP  de  red  
  32. 32. Máscara  de  subred  •  174.23.18.4  &  255.255.255.0  =  174.23.18.0    •  185.243.79.45  &  255.255.192.0  =  185.243.64.0   79  =      0100  1111          79  &  192  =  0100  0000  =  64   192  =  1100  0000    •  35.48.175.17  &  255.255.224.0  =  35.48.160.0   175  =  1010  1111        175  &  224  =  1010  0000  =  160   224  =  1110  0000  
  33. 33. Máscara  de  subred  •  Ejercicio     –  Obtener  la  dirección  de  red  para  la  siguiente  dirección  IP:   184.35.77.15/22     –  R:/  La  dirección  de  la  red  es:  184.35.76.0    
  34. 34. Direccionamiento  sin  clases  •  El  formato  de  las  direcciones  IP  sin  clase  es:   a.b.c.d/x,  donde  x  es  el  número  de  bits  del  prefijo   de  la  red.     prefijo sufijo 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/23
  35. 35. Ejercicio  1  •  Considere  la  dirección    IP  para  la  red  128.211.0.32  /28.   •  Cuál  es  la  máscara  de  subred  en  formato  decimal?   •  Cuántos  bits  idenJfican  la  red?   •  Cuántos  bits  idenJfican  los  hosts?   •  Cuántos  hosts  se  pueden  idenJficar  en  esta  red?   •  Cuál  es  el  rango  de  direcciones  para  asignar  a  los  hosts?      
  36. 36. Ejercicio  1  •  Considere  la  dirección    IP  para  la  red  128.211.0.32  /28.   •  Cuál  es  la  máscara  de  subred  en  formato  decimal?     /28  =  255.255.255.240.   •  Cuántos  bits  idenJfican  la  red?  28.   •  Cuántos  bits  idenJfican  los  hosts?  4.   •  Cuántos  hosts  se  pueden  idenJficar  en  esta  red?  16.   •  Cuál  es  el  rango  de  direcciones  para  asignar  a  los  hosts?   128.211.0.33  –  128.211.0.46.      
  37. 37. Ejercicio  1  128.211.0.32  /28    Rango  de  direcciones:  •  32  =  0010  0000   •  …  •  33  =  0010  0001   •  44  =  0010  1100  •  34  =  0010  0010   •  45  =  0010  1101  •  35  =  0010  0011   •  46  =  0010  1110  •  …   •  47  =  0010  1111      
  38. 38. Ejercicio  2  •  Considere  la  dirección    IP  para  la  red  128.211.0.96  /28.   •  Cuál  es  la  máscara  de  subred  en  formato  decimal?   •  Cuántos  bits  idenJfican  la  red?   •  Cuántos  bits  idenJfican  los  hosts?   •  Cuántos  hosts  se  pueden  idenJficar  en  esta  red?   •  Cuál  es  el  rango  de  direcciones  para  asignar  a  los  hosts?      
  39. 39. Ejercicio  3  •  Considere  la  dirección    IP  para  la  red  128.211.0.64  /26.   •  Cuál  es  la  máscara  de  subred  en  formato  decimal?   •  Cuántos  bits  idenJfican  la  red?   •  Cuántos  bits  idenJfican  los  hosts?   •  Cuántos  hosts  se  pueden  idenJficar  en  esta  red?   •  Cuál  es  el  rango  de  direcciones  para  asignar  a  los  hosts?      
  40. 40. Solución  Ejercicio  3  •  1000  0000      1101  0011      0000  0000      0100  0000        128.211.0.64    •  1111  1111      1111  1111      1111  1111      1100  0000          255.255.255.192    •  De  dónde  sale  el  192?  128  +  64  (los  dos  úlJmos  bits  de  la  máscara  de  subred  –  en   el  cuarto  octeto).    •  Cuántos  bits  idenJfican  la  red?  26  •  Cuántos  bits  idenJfican  el  host?  6    •  Cuántas  posibles  direcciones  IP  hay  para  los  hosts?  64  =  26,  donde  6  es  el  número   de  bits.  
  41. 41. Solución  Ejercicio  3  64  posibles  combinaciones  de  seis  bits:    000000  =  0  000001  =  1  000010  =  2  000011  =  3  …  111100  =  60  111101  =  61  111110  =  62  111111  =  63    
  42. 42. Solución  Ejercicio  3  Entonces,  al  reemplazar  los  úlJmos  6  bits  de  la  dirección  IP,  se  obJene  el  rango  de  direcciones  posibles:    1000  0000      1101  0011      0000  0000      0100  0000          128.211.0.64        primera  dirección  del  rango  1000  0000      1101  0011      0000  0000      0111  1111          128.211.0.127    úlJma  dirección  del  rango  
  43. 43. Ejercicio  4  •  Considere  la  dirección    IP  para  la  red  173.34.64.0  /19.   •  Cuál  es  la  máscara  de  subred  en  formato  decimal?   •  Cuántos  bits  idenJfican  la  red?   •  Cuántos  bits  idenJfican  los  hosts?   •  Cuántos  hosts  se  pueden  idenJficar  en  esta  red?   •  Cuál  es  el  rango  de  direcciones  para  asignar  a  los  hosts?      
  44. 44. Ejercicio  4  •  Considere  la  dirección    IP  para  la  red  173.34.64.0  /19.   •  Cuál  es  la  máscara  de  subred  en  formato  decimal?  255.255.224.0.   •  Cuántos  bits  idenJfican  la  red?  19.   •  Cuántos  bits  idenJfican  los  hosts?  13.   •  Cuántos  hosts  se  pueden  idenJficar  en  esta  red?  8192.   •  Cuál  es  el  rango  de  direcciones  para  asignar  a  los  hosts?   173.34.64.1  –  173.34.95.254.      
  45. 45. Ejercicio  5  •  Considere  la  dirección    IP  para  la  red  214.37.96.0  /20.   •  Cuál  es  la  máscara  de  subred  en  formato  decimal?   •  Cuántos  bits  idenJfican  la  red?   •  Cuántos  bits  idenJfican  los  hosts?   •  Cuántos  hosts  se  pueden  idenJficar  en  esta  red?   •  Cuál  es  el  rango  de  direcciones  para  asignar  a  los  hosts?      
  46. 46. •  Además  de  asignar  direcciones  a  cada  computador,  es  conveniente  tener   unas  direcciones  IP  especiales  que  son  usadas  para  denotar  una  red  o  un   conjunto  de  computadores.  •  El  protocolo  IP  define  una  serie  de  direcciones  especiales  las  cuales  están   reservadas  y  no  pueden  ser  asignadas  a  los  hosts.   •  Dirección  de  la  red   •  Dirección  de  broadcast  dirigido   •  Dirección  de  broadcast  limitado   •  Dirección  de  “este  computador”   •  Dirección  de  Loopback  
  47. 47. •  Es  conveniente  tener  una  dirección  que  pueda  ser  usada  para   denotar  el  prefijo  de  la  red  para  una  red  dada.  •  El  protocolo  IP  reserva  la  dirección  de  host  0.  •  Ejemplo:  128.211.0.0  /  16    denota  una  red  que  Jene  asignado   el  prefijo  128.211.  •  La  dirección  de  la  red  se  refiere  a  la  red  en  sí  misma  y  no  a  los   host  conectados  a  ella.    •  La  dirección  de  la  red  nunca  debe  aparecer  como  la  dirección   de  desJno  en  ningún  paquete.  
  48. 48. •  Para  enviar  una  copia  de  un  paquete  a  todos  los   host  en  una  red  se  usa  la  dirección  de  broadcast.  •  Cuando  un  paquete  es  enviado  a  la  dirección  de   broadcast  dirigido,  una  única  copia  del  paquete  viaja   a  través  de  la  red  hasta  que  alcanza  la  red   especificada.  Luego  el  paquete  es  entregado  a  todos   los  hosts  en  la  red.  •  La  dirección  de  broadcast  dirigido  Jene  todos  los   bits  en  1  en  el  sufijo  y  es  una  dirección  reservada   por  el  protocolo  IP.  
  49. 49. ¡  El  término  “broadcast  limitado”  se  refiere  a  un   broadcast  en  la  red  local.  ¡  Es  usado  durante  el  proceso  de  arranque  por   un  computador  que  aún  no  conoce  su   dirección  IP.  ¡  IP  reserva  la  dirección  que  consta  de  32  bits  en   1  para  el  broadcast  limitado  (255.255.255.255)  
  50. 50. ¡  Un  computador  necesita  saber  su  dirección  IP  para  enviar  o   recibir  paquetes  (cada  paquete  contiene  la  dirección  origen   y  la  dirección  destino).  ¡  El  conjunto  de  protocolos  TCP/IP  contiene  protocolos  que   un  computador  puede  usar  para  obtener  su  dirección  IP   automáticamente  en  el  proceso  de  arranque.  ¡  Los  protocolos  de  arranque  usan  el  protocolo  IP  para   comunicarse  pero  el  computador  no  puede  suministrar   correctamente  su  dirección  IP  .  ¡  Para  manejar  estos  casos,  el  protocolo  IP  reserva  una   dirección  con  32  bits  en  0  la  cual  hace  referencia  a  “este   computador”.  
  51. 51. ¡  Los  programadores  usan  la  dirección  de  loopback  para  la   realización  de  pruebas  preliminares  y  depuración  en  las   aplicaciones  distribuidas.  ¡  Las  aplicaciones  distribuidas  pueden  probarse  en  un  único   computador  usando  la  dirección  de  loopback  en  lugar  de  tener   que  hacerlo  en  varias  máquinas  al  mismo  tiempo.  ¡  Cuando  una  aplicación  envía,  los  datos  viajan  hacia  abajo  en  la   pila  de  protocolos,  y  luego  se  reenvía  de  nuevo  hacia  el  origen.   Durante  el  proceso  la  prueba  con  loopback,  los  paquetes  nunca   salen  del  computador.  ¡  El  protocolo  IP  reserva  el  prefijo  127  /  8  ,  sin  embargo,  por   convención,  la  dirección  127.0.0.1  es  la  dirección  de  loopback   usada  con  mayor  frecuencia.  ¡  También  es  usada  para  verificar  la  correcta  configuración  de  una   interfaz  de  red.  
  52. 52. ¡   Existen  ciertas  direcciones  IP  que  son   especiales  y  no  se  pueden  asignar  a  ninguna   interfaz  de  red.  
  53. 53. Múlples  direcciones  IP  en  un  host    •  Un  host  puede  tener  varias  direcciones  IP,  una  por  cada   tarjeta  de  red  que  tenga  conectada  o  sobrecargar  una   misma  interfaz  con  varias  direcciones.  •  Un  host  con  varias  direcciones  IP  puede  ser  usado  para   aumentar  la  confiabilidad  y  el  desempeño,  en  casos   parJculares.  •  También  puede  ser  usado  como  router,  firewall  o  como   proxy.  
  54. 54. Asignación  de  direcciones  IP  •  Después  de  conocer  el  rango  de  direcciones  disponible,  el   administrador  de  la  red  determina  si  las  direcciones  IP   serán  asignadas  en  forma  estáJca  o  dinámica.  •  La  dirección  IP  estáJca  se  asigna  a  cada  máquina  (una  por   una).  •  La  dirección  IP  dinámica  es  asignada  automáJcamente  por   un  servicio  conocido  como  DHCP.  
  55. 55. DHCP  •  Protocolo  de  configuración  dinámica  de  host  DHCP,  es     especificado  en  el  RFC  2131.  •  Se  uJliza  para  asignar  las  direcciones  IP  a  los  host  de  una   red  en  forma  dinámica.  •  También  asigna  otros  parámetros  como  son  la  máscara  de   subred,  la  puerta  de  enlace  (gateway)  y  el  servidor  DNS.  •  La  asignación  de  la  dirección  IP  es  por  un  Jempo   determinado  (concesión).  •  Cuando  el  Jempo  expira,  el  host  solicita  de  nuevo  la   dirección  y  puede  obtener  una  disJnta  a  la  asignada  en  el   Jempo  anterior,  dependiendo  de  la  configuración  del   servidor  DHCP.  
  56. 56. DHCP  •  Es  una  ventaja  desde  el  punto  de  vista  del  trabajo  del   administrador  de  la  red  porque  evita  la  configuración   manual  de  cada  computador  en  la  red,  evita  errores  en  la   asignación  y  evita  el  mantenimiento  de  una  base  de  datos   con  las  direcciones  asignadas  a  los  hosts.  •  Otra  ventaja  es  la  posibilidad  de  reuJlización  de  las   direcciones  IP  y  el  soporte  a  la  movilidad  de  los  usuarios   dentro  de  la  red.  •  Una  desventaja  es  que  el  servidor  DHCP  es  un  punto  único   de  fallo  (si  hay  sólo  un  servidor  DHCP).  •  Otra  desventaja  es  que  el  proceso  para  determinar  la   máquina  que  tuvo  una  dirección  IP  en  un  instante  de   Jempo  es  más  engorroso.  
  57. 57. DHCP  •  Cada  host  que  desea  obtener  una  dirección  IP  envía  un   mensaje  “DHCP  discover”  en  broadcast.  •  El  servidor  DHCP  responde  con  un  mensaje  “DHCP   offer”.  •  El  host  solicita  la  dirección  IP  con  un  mensaje  “DHCP   request”.  •  El  servidor  DHCP  envía  la  dirección  IP  en  el  mensaje   “DHCP  ack”.    
  58. 58. Servidor DHCP: 223.1.2.5 DHCP discover cliente src : 0.0.0.0, 68 dest.: 255.255.255.255,67 addr: 0.0.0.0 transaction ID: 654 DHCP offer src: 223.1.2.5, 67 dest: 255.255.255.255, 68 addrr: 223.1.2.4 transaction ID: 654 Lifetime: 3600 secs DHCP request src: 0.0.0.0, 68 dest:: 255.255.255.255, 67 addrr: 223.1.2.4 transaction ID: 654 Lifetime: 3600 secs Tiempo DHCP ACK src: 223.1.2.5, 67 dest: 255.255.255.255, 68 addrr: 223.1.2.4 transaction ID: 654 Lifetime: 3600 secs
  59. 59. ¡  Automatic  Private  IP  Addressing.  ¡  Los  clientes  DHCP  pueden  autoconfigurar  sus   direcciones  IP  y  máscara  de  subred  cuando  el   servidor  DHCP  no  está  disponible.  ¡  No  incluye  la  puerta  de  enlace  ni  el  servidor   DNS,  por  lo  que  permite  la  funcionalidad   básica  dentro  de  una  red  local  sin  salida  a   Internet.  
  60. 60. ¡  Está  reservado  el  rango  169.254.0.1  hasta   169.254.255.254  ¡  El  servicio  APIPA  verifica  periódicamente  la   presencia  de  un  servidor  DHCP  en  la  red  para   reemplazar  la  dirección  cuando  el  servidor   esté  disponible.  
  61. 61. Figura 7. Asignación de Direcciones IP
  62. 62. ¡  Los   computadores   que   están   en   el   mismo   segmento   de  red  comparten  el  mismo  netId.  ¡  El   enrutador   que   conecta   las   tres   redes   tiene   tres   interfaces  de  red,  una  conectada  con  cada  una  de  las   redes.    ¡  La   dirección   IP   de   la   interfaz   del   enrutador   en   cada   red  hace  parte  del  segmento  de  red.  ¡  Cuando   son   varios   enrutadores   conectados   entre   sí,   es   necesario   formar   una   red   entre   cada   par   de   interfaces  de  enrutadores  conectados.  
  63. 63. Figura 8. Asignación de Direcciones IP
  64. 64. ¡  La  administración   en   las   redes   demasiado   grandes   puede   convertirse   en   un   dolor   de   cabeza  para  el  administrador  de  la  red.      
  65. 65. ¡  Para  enfrentar  los  requerimientos  técnicos    y   a d m i n i s t r a t i v o s   d e   l a s   g r a n d e s   organizaciones,   la   técnica   conocida   como   subnetting,   añade   un   nivel   formando   una   jerarquía  de  tres  niveles.  
  66. 66. ¡  Este   mecanismo   permite   dividir   una   red   en   redes   más   pequeñas   que   pueden   agrupar   cierto   número   de   hosts   y   facilitar   de   este   modo  su  administración  y  crecimiento.  
  67. 67. ¡  El  mecanismo  consiste  en  tomar  algunos  de  los  bits  del   sufijo  de  host  en  la  red  para  crear  un  tercer  nivel  en  la   jerarquía  de  las  direcciones  IP.    ¡  El  tercer  nivel  es  conocido  como  identificador  de  la  subred.  ¡  Una  subred  es  una  división  lógica  de  una  red  más  grande.  El   número  de  subredes  en  que  se  divide  una  red  está  asociado   con  la  estructura  de  la  organización.  ¡  La  división  en  subredes  es  un  asunto  interno  y  es  oculto  a   otras  organizaciones  o  redes  externas.    
  68. 68. ¡  Por  fuera  de  la  red,  la  subred  no  es  visible,  por   lo  que  no  es  necesario  solicitar  autorización  a   una  entidad  de  coordinación  global.  ¡  Para   implementar   subredes,   el   enrutador   principal   necesita   la   máscara   de   subred   que   indique  en  dónde  ha  quedado  la  división  entre   el   número   de   red   +   el   número   de   subred   y   el   número  de  host.  
  69. 69. ¡  Por  ejemplo,  la  dirección  195.50.100.0/24  se  puede  dividir   en  8  subredes,  cada  una  de  32  hosts.    ¡  Para  identificar  cada  una  de  las  8  subredes,  se  utilizan  3   bits.  
  70. 70. ¡  Cuando   se   usan   subredes,   los   enrutadores   también   necesitan   saber   la   forma   como   se   han   dividido  los  identificadores  de  hosts  en  subredes.  ¡  Además,   si   se   usan   subredes,   el   identificador   de   la   subred   y   el   identificador   del   host   debe   ser   comunicado   a   los   dispositivos   que   interpretan   las   direcciones  IP.  ¡  La   máscara   de   subred   le   dice   a   los   dispositivos   TCP/IP   cuáles   bits   de   la   dirección   IP   identifican   la   red  y  la  subred  y  cuáles  identifican  el  host.      
  71. 71. ¡  Así  como  está  reservada  la  dirección  de  la  red  (donde   todos  los  bits  del  hostId  son  ceros),  está  reservada  la   dirección  de  broadcast  en  la  red  (donde  todos  los  bits   del  hostId  son  unos).  ¡  Igual  sucede  con  las  subredes  en  la  cual  se  reservan  la   primera  y  la  última  dirección  de  cada  subred.  ¡  Además,  la  dirección  de  la  subred  0,  es  la  misma  que   la  dirección  de  la  red,  y  la  dirección  de  broadcast  de  la   última  subred  es  igual  a  la  dirección  de  broadcast  de   la  red.  
  72. 72. ¡  Por  lo  tanto,  se  descartan  dos  subredes  (la   primera  y  la  última),  así  como  dos  direcciones   en  cada  subred  (la  primera  y  la  última).    ¡  Es  decir,  en  el  ejemplo,  sólo  se  pueden  utilizar   6  subredes  y  30  hosts  en  cada  una  de  ellas.  
  73. 73. •  El  rango  de  direcciones  IP  de  la  subred  1  es  el   siguiente:  
  74. 74. •  El  rango  de  direcciones  IP  de  la  subred  2  es  el   siguiente:  
  75. 75. •  El  rango  de  direcciones  IP  de  la  subred  3  es  el   siguiente:  
  76. 76. •  El  rango  de  direcciones  IP  de  la  subred  4  es  el   siguiente:  
  77. 77. •  El  rango  de  direcciones  IP  de  la  subred  5  es  el   siguiente:  
  78. 78. •  El  rango  de  direcciones  IP  de  la  subred  6  es  el   siguiente:  
  79. 79. ¡  Las   subredes   0   y   7   son   descartadas   completamente   por   considerarse   una   prácJca   que   permite   la   confución   con   la   dirección  de  red  y  el  broadcast  de  la  red.  
  80. 80. ¡  S u p o n g a   q u e   d e s e a   d i v i d i r   l a   r e d   192.168.12.0/24   en   subredes   de   manera   que   se  tomen  4  bits  del  hostId.  ¡  Complete  la  siguiente  tabla:  
  81. 81. ¡  Complete  la  siguiente  tabla  para  las  subredes   1,  2,  13  y  14:  ¡  El  rango  de  direcciones  IP  de  la  subred  1  es  el   siguiente:  
  82. 82. ¡  El  rango  de  direcciones  IP  de  la  subred  2  es  el   siguiente:  
  83. 83. ¡  El  rango  de  direcciones  IP  de  la  subred  13  es  el   siguiente:  
  84. 84. ¡  El  rango  de  direcciones  IP  de  la  subred  14  es  el   siguiente:  
  85. 85. ¡  S u p o n g a   q u e   d e s e a   d i v i d i r   l a   r e d   172.16.0.0/16   en   subredes   de   manera   que   se   tomen   6   bits   para   la   subred   y   10   bits   para   el   hostId.  ¡  Complete  la  siguiente  tabla:  
  86. 86. ¡  Complete  la  siguiente  tabla  para  la  subred  1  
  87. 87. ¡  Complete  la  siguiente  tabla  para  la  subred  2  
  88. 88. ¡  Complete  la  siguiente  tabla  para  la  subred  31  
  89. 89. ¡  Complete  la  siguiente  tabla  para  la  subred  32  
  90. 90. ¡  Complete  la  siguiente  tabla  para  la  subred  61  
  91. 91. ¡  Complete  la  siguiente  tabla  para  la  subred  62  
  92. 92. http://jodies.de/ipcalc
  93. 93. ¡  Realizar  la  construcción  de  una  calculadora  IP,   es  decir,    un  software  que  permita  realizar   cálculos  IP  para  determinar  direcciones  de   red,  máscaras  de  red,  subredes,  broadcast,   tipos  de  direcciones,  entre  otros  opciones.  ¡  Sobre  el  proyecto  debe  presentarse  avances   periódicos  del  análisis,  diseño  y  desarrollo.  
  94. 94. Resto  de   Red  local   Internet   10.0.0/24   10.0.0.1   10.0.0.4   10.0.0.2   138.76.29.7   10.0.0.3  Todos  los  datagramas  que  salen  de  la  red   Los  Datagrams  origen  o  desJno   local  Jenen  la  misma  dirección  origen:   en  esta  red  Jenen  la  dirección   138.76.29.7,  con  números  de   IP  10.0.0/24  como  dirección   puerto  disJntos   origen  y  la  dirección  IP  de   desJno  que  corresponda  
  95. 95. ¡  La  red  local  usa  solo  una  dirección  IP  que  sea  conocida  en  el  lado   exterior  de  la  red:  ¡  El  rango  de  direcciones  no  necesita  ser  asignado  por  el   proveedor:  solo  se  necesita  una  dirección  IP  pública  para  todos   los  dispositivos.  ¡  Puede  cambiar  la  dirección  de  los  dispositivos  en  la  red  local  sin   necesidad  de  notificar  a  nadie.  ¡  Puede  cambiar  de  proveedor  sin  necesidad  de  cambiar  las   direcciones  de  los  dispositivos  de  la  red  local  ¡  Los  dispositivos  de  la  red  local  no  son  explícitamente  visibles   desde  el  exterior,  una  ventaja  desde  el  punto  de  vista  de  la   seguridad.  
  96. 96. ¡  Un  enrutador  debe  reemplazar  la  dirección  IP  y  el  número  de   puerto  por  la  dirección  IP  NAT  y  el  nuevo  número  de  puerto  en   todos  los  datagramas  salientes.    ¡  Los  clientes  y  servidores  remotos  responderán  usando  como   dirección  de  destino  la  dirección  IP  NAT  y  el  nuevo  número  de   puerto.  ¡  Recordar  en  una  tabla  NAT  todas  las  parejas  de  traducción   (dirección  IP  origen,  número  de  puerto)  a  (dirección  IP  NAT,   nuevo  número  de  puerto)    ¡  Reemplazar  la  dirección  IP  NAT  y  el  nuevo  número  de  puerto  en   los  campos  de  destino  de  todos  los  datagramas  entrantes  con  la   correspondiente  dirección  IP  origen  y  número  de  puerto   almacenados  en  la  tabla  NAT.  
  97. 97. ¡  El  campo  Número  de  puerto  es  de  16  bits:    ¡  Se  pueden  tener  mas  de  60,000  conexiones   simultáneas  con  una  sola  dirección  IP  en  el   lado  LAN!  
  98. 98. ¡  Los   enrutadores   solo   deberían   procesar   información  hasta  la  capa  de  red.  ¡  Viola  los  argumentos  end-­‐to-­‐end.  ¡  Los   desarrolladores   de   aplicaciones   distribuidas  deben  tener  en  cuenta  el  NAT  en   el  diseño  de  sus  aplicaciones.  ¡  La   escasez   de   direcciones   IP   debería   ser   resuelta  por  IPv6.  
  99. 99. ¡  El  cliente  quiere  conectarse   10.0.0.1 a  un  servidor  con  dirección   Cliente IP  10.0.0.1.   ? 10.0.0.4¡  La  dirección  IP  del  servidor   10.0.0.1  es  local  a  la  LAN   138.76.29.7 router (Es  una  dirección  IP  que  no   NAT se  puede  usar  como   dirección  de  destino)  ¡  Solo  es  visible   externamente  la  dirección   IP  del  NAT:  138.76.29.7.  
  100. 100. ¡  Solución:  Retransmitir  (usado  en  Skype)  ¡  El  servidor  que  está  detrás  del  NAT  establece   una  conexión  para  retransmitir.  ¡  El  cliente  externo  contacta  el  retransmisor.  ¡  El  retransmisor  hace  de  puente  entre  las   conexiones.  
  101. 101. 1. Connection al 2. Conexión al retransmisor retransmisor iniciada por el iniciada por el host que está cliente. detrá del NAT. 10.0.0.1 3. RetransmisiónClient establecida. 138.76.29.7 router NAT
  102. 102. ¡  PAT  (Port  Address  Translation)  ¡  Traducción  de  Direcciones  de  Puertos    ¡  Es  parecido  a  NAT,  pero  nos  brinda  mayor  ahorro   de  IPs,  debido  a  que  con  una  dirección  IP,  pueden   salir  innumerables  direcciones  Privadas,   asignándoles  a  cada  salida  la  mismo  IP  Pública,   pero  con  diferente  numero  de  Puerto,  lo  que  nos   permite  ahorrar  el  uso  de  direcciones  IP.    

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