Direccionamiento IP :: Redes ::

Versión 28/02/11
:: Redes ::
aplicación
transporte
Redes : : Direccionamiento IP
red
enlace
física
Direccionamiento IP
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Contenidos
Direccionamiento con clases
Subnetting
● VLSM
Redes : : Direccionamiento IP
Supernetting
Direccionamiento sin clases
CIDR
Resumen de rutas (Summarizing)
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Dirección IP
Redes : : Direccionamiento IP
La dirección IP es un número de 32 bits e identifica el punto de
conexión (la interfaz) entre un host y una red. El espacio de
direccionamiento es 2 32 = 4.294.967.296
Un host con conexiones a varias redes debe tener (al menos) una
dirección IP por cada interfaz.
La dirección IP tiene dos partes:
●
●
Un NetID, que identifica una red (designado por una autoridad global),
la IANA (Internet Assigned Number Authority)
Un HostID, que identifica un host dentro de esa red.
subred
32 bits
host
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Direcciones IP especiales
00000000.00000000.00000000.00000000
Este host
11111111.11111111.11111111.11111111 Todos los hosts de esta red
XX ... XX
00 ... 00
Esa red
Redes : : Direccionamiento IP
XX ... XX
11 ... 11
Todos los host de esa red
00 ... 00 XX ... XX Un host de esta red
01111111.00000000.00000000.00000001 iface loopback
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Direccionamiento con clase (classful addressing)
Hay 5 clases, que se reconocen por los bits más significativos:
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
3
0 1
0 net id
host id
Clase A (2 7 -3 redes)
10 net id
host id Clase B (2 14 -16 redes)
110 net id
host id Clase C (2 21 -256 redes)
Redes : : Direccionamiento IP
1110 dirección multicast
Clase D
1111 reservado uso futuro
Clase E
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:: Direccionamiento ::
Direccionamiento con clase (classful addressing)
A: 2 31 direcciones (50%). 1.0.0.0 - 127.255.255.255
B: 2 30 direcciones (25%). 128.0.0.0 - 191.255.255.255
C: 2 29 direcciones (12,5%). 192.0.0.0 - 223.255.255.255
D: 2 28 direcciones (6,25%). 224.0.0.0 - 239.255.255.255
E: 2 28 direcciones (6,25%). 240.0.0.0 - 255.255.255.255
RFC
3330
Redes : : Direccionamiento IP
Rangos para direccionamiento privado. Los paquetes cuyo destino sea una
dirección IP privada no pueden atravesar ningún enrutador.
RFC
10.0.0.0 - 10.255.255.255/8 (16.777.216 hosts en 1 bloque)
1918
172.16.0.0 - 172.31.255.255/12 (1.048.576 hosts en 16 bloques)
192.168.0.0 - 192.168.255.255/16 (65.536 hosts en 256 bloques)
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Direccionamiento con clase
direcciones de red (net id)
Las direcciones de red tienen varias propiedades:
●
●
●
Es la primera dirección de cada bloque
Identifica a toda una red desde el punto de vista de internet
Dada una dirección de red se puede averiguar la clase a la
que pertenece, el bloque (net id) y el rango de direcciones en
ese bloque
Redes : : Direccionamiento IP
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Una máscara es un número de 32 bits tal que al hacer un
AND con una dirección IP dada obtenemos la dirección de
red que le corresponde.
es de clase B
Direccionamiento con clase
máscara de red
161 67 38 13
1010 0001
0100 0011 0010 0110 0000 1101
Redes : : Direccionamiento IP
máscara 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000
dirección de red 1010 0001 0100 0011 0000 0000 0000 0000
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Direccionamiento con clase
máscara de red
Máscaras por defecto para las tres clases
A
B
C
255 0 0 0
255 255 0 0
255 255 255 0
Redes : : Direccionamiento IP
Si se utiliza estrictamente el esquema de direccionamiento
con clases las máscaras no son necesarias.
La máscara 255.255.0.0 se puede indicar también así:
●
161.67.27.38 /16 (Se denomina notación CIDR)
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Subnetting
RFC
950
Problema: Las redes de clase A y B están infrautilizadas.
Solución: Se dividen en “sub-redes” más pequeñas. Se utiliza
parte del sufijo (host id) como identificador de la sub-red.
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 net id
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
host id
3
0 1
RFC
1878
n bits -> 2 n subredes
Redes : : Direccionamiento IP
sub-net id
El esquema de la figura utiliza un “sub-net id” de 4 bits, de modo
que se dispone de 16 sub-redes con 2 12 -2 hosts cada una.
El esquema de sub-redes lo decide el administrador de la red.
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Subnetting
El número de sub-redes siempre debe ser una potencia de 2.
Se puede aplicar a cualquier bloque (red o subred) que no se esté
utilizando.
Es una decisión del diseño local, es transparente desde Internet.
Ejemplo: Aplicar subnetting a la siguiente red para conseguir 4 bloques
iguales:
141.14.0.1 141.14.0.2 141.14.192.2
141.14.255.253 141.14.255.254
Redes : : Direccionamiento IP
Red: 141.14.0.0
Red clase B convencional
141.14.201.4
Internet
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Subnetting :: ejemplo (cont)
141.14.0.1 141.14.0.2
141.14.63.254 141.14.64.1 141.14.64.2
141.14.127.254
Sub-red: 141.14.0.0/18
Sub-red: 141.14.64.0/18
X.X.0000 0000.0 X.X.0100 0000.0
141.14.44.12
141.14.88.9
141.14.198.24
141.14.128.1 141.14.128.2
141.14.191.254
141.14.192.1 141.14.192.2
141.14.255.254
Redes : : Direccionamiento IP
Sub-red: 141.14.128.0/18
Sub-red: 141.14.192.0/18
X.X.1000 0000.0 X.X.1100 0000.0
Red clase B subdividida
en 4 sub-redes
141.14.167.20
Internet
141.14.201.4
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Subnetting
Máscara de la sub-red
Para poder realizar un enrutado efectivo es necesario
definir la máscara de la sub-red.
Para el ejemplo anterior:
0
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 net id
2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
host id
3
0 1
Redes : : Direccionamiento IP
●
sub-net id
La máscara es:
1111 1111 1111 1111 11 00 0000 0000 0000
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Cuando se utiliza una máscara de subred de tamaño fijo, todas las
subredes deben tener el mismo tamaño.
Esto supone un gran desperdicio de direcciones cuando se necesitan
bloques pequeños, p.ej. enlaces serie (que sólo necesitan dos
direcciones)
Subnetting
Variable Length Subnet Mask (VLSM)
Redes : : Direccionamiento IP
VLSM permite aplicar subnetting de forma anidada.
VLSM requiere soporte de los protocolos de enrutamiento dinámico.
RIPv1 y GRP mientras que RIPv2, OSPF y EIGRP sí lo soportan
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Variable Length Subnet Mask (VLSM)
(Ejemplo 1)
Supongamos que hay que dividir la red de clase C 200.10.10.0
en tres subredes de 120, 60 y 60 hosts.
Subred 0:
● Dirección: 200.10.10.0 /25
Redes : : Direccionamiento IP
200.10.10.0/24:
● Permite 126 hosts
200.10.10.0/24:
● Permite 62 hosts
Subred 1:
● Dirección: 200.10.10.128 /26
● Permite 62 hosts
Subred 2:
● Dirección: 200.10.10.192 /26
200.10.10.0/25
200.10.10.128/25
● 200.10.10.128/26
● 200.10.10.192/26
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172.16.1.0/24 172.16.2.0/24
Variable Length Subnet Mask (VLSM)
(Ejemplo 2)
Subdividimos la subred 172.16.14.0/24 para conseguir 8 subredes de
distintos tamaños:
172.16.14.0/26
172.16.14.64/26
172.16.14.128/26
172.16.14.192/26
●
172.16.14.192/27
172.16.14.0/26
172.16.14.224/30
●
172.16.14.224/27
•
172.16.14.224/30
172.16.14.64/26
172.16.14.228/30
Redes : : Direccionamiento IP
•
172.16.14.228/30
•
172.16.14.232/30
•
172.16.14.236/30
•
172.16.14.240/30
•
172.16.14.244/30
•
172.16.14.248/30
•
172.16.14.252/30
172.16.14.128/26
172.16.14.232/30
172.16.14.192/27
172.16.14.236/30
172.16.14.0/24
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Supernetting
RFC
1338
Problema: Nadie quiere las redes de clase C porque son demasiado
pequeñas.
Solución: Se agregan para formar “super-redes” más grandes. Se
utiliza parte del prefijo (net id) para direccionar hosts.
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
3
0 1
110 net id
host id
Redes : : Direccionamiento IP
Requisitos:
● El número de bloques agregados debe ser potencia de 2.
●
●
Los bloques deben tener direccionamiento contiguo.
El tercer byte de la primera dirección debe ser divisible por el nº de
bloques.
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Supernetting :: Máscara de la super-red
En este caso también es obligatorio disponer de la máscara
para saber a que rango de bloques afecta la super-red
Máscara de super-red
1111 1111 1111 1111 1111 1 000
0000 0000
Supernetting
- 3 bits
Redes : : Direccionamiento IP
Máscara por defecto
para una red clase C
Máscara de sub-red
1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000
Subnetting
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
0000
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+ 3 bits

Direccionamiento sin clases (classless addressing)
Redes : : Direccionamiento IP
El direccionamiento con clases (classfull) es poco flexible.
Classless permite definir bloques de direcciones de cualquier tamaño (que
sea potencia de 2).
La primera dirección debe ser divisible por el número de direcciones en el
bloque.
La primera dirección y la máscara definen cada bloque.
Una organización puede hacer subnetting dentro de su bloque. Sin
embargo no tiene sentido aplicar supernetting con classless addressing.
El direccionamiento sin clases plantea problemas de rutado, que
soluciona el CIDR.
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Classless Inter-Domain Routing (CIDR)
RFCs
1518 a
1520
Redes : : Direccionamiento IP
CIDR se basa en la definición de prefijos de cualquier tamaño que se
van asignando de forma arbórea, por distintas entidades.
La entidad “asignadora” de primer nivel es IANA. en el segundo nivel
hay 5 RIR (Regional Internet Registry) que a su vez reparten el
espacio de direccionamiento entre otras entidades menores.
CIDR utiliza VLSM para definir subredes de forma arbitraria.
Las subredes se pueden agregar con las reglas habituales para
formar “super-redes”.
Con CIDR, los enrutadores deben cambiar la forma en la que
manejan sus tablas de rutas, puesto que las direcciones destino de
los paquetes no son “auto-contenidas”, como sí ocurría en classfull.
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CIDR :: Resumen de rutas
El resumen (o agregación) de rutas permite a los encaminadores CIDR
simplificar sus tablas de rutas.
target mask next hop iface
200.10.8.0 22 200.10.0.2 S1
...
200.10.8.0/24
S1: 200.10.10.1/30
E0
E1
200.10.9.0/24
Redes : : Direccionamiento IP
S1: 200.10.10.2/30
target mask next hop iface
200.10.8.0 24 - E0
200.10.9.0 24 - E1
200.10.10. 24 - E2
200.10.11. 0 24 - E3
... 0
200.10.11.0/24
200.10.10.0/24
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E3
E2

Referencias
Se recomienda repasar y profundizar el contenido de este tema utilizando (al
menos) la siguiente bibliografía básica:
B.F. Transmisión de datos y redes de comunicaciones, cuarta edición 2007.
● Sección 19.1
A.S. Redes de computadores. Pearson Educación, Cuarta edición, 2003.
● Pág 438 - 444
Redes : : Direccionamiento IP
Behrouz A. Forouzan. TCP/IP Protocol Suite. McGraw-Hill, 2003.
● Capítulo 5 y Sección 6.6
CISCO Systems. Inc. Guía del primer año. CCNA 3 y 4. Cisco Press, 2003.
● Capítulo 2
RFCs citadas a lo largo del tema.
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