Enrutamiento IP Las cabeceras IP contienen las direcciones de las máquinas de origen y destino (direcciones IP). Direcciones que serán usadas por los enrutadores (routers) para decidir el tramo de red por el que reenviarán los paquetes. Direcciones IP Cada host TCP/IP está identificado por una dirección IP lógica de 32 bits. Esta dirección es única para cada host que se comunica mediante TCP/IP. Para facilitar el direccionamiento IP, las direcciones IP se expresan en notación decimal con puntos. La dirección IP de 32 bits está segmentada en cuatro octetos de 8 bits. Estos octetos se convierten a formato decimal y se separan con puntos. Conversiones Potencias de 2 Valor decimal 27 128 26 64 25 32 24 16 23 8 22 4 21 2 20 1 Binario a Decimal 1. Divida los 32 bits en 4 octetos 2. Convierta uno a uno según la tabla Ejemplo: 10101100 Valor decimal Dígito binario Valor posición Valor total 128 1 128 64 0 0 32 1 32 16 0 0 8 1 8 4 1 4 2 0 0 1 0 0 128 + 0 + 32 + 0 + 8 + 4 + 0 + 0 = 172 10101100.00010000.00000100.00010100 172 . 16 . 4 . 20 Conversiones Decimal a binario 1.Si el número es mayor o igual que 128, coloque 1 en la posición 128 y reste 128 al número. 2.Si el número es mayor o igual que 64, coloque 1 en la posición 64 y reste 64 al número. 3. Igual con el 32 4. Igual con el 16 5. Igual con el 8 6. Igual con el 4 7. Igual con el 2 8. Igual con el 1 Ejemplo 172 a binario 10101100 172 >= 44 < 44 >= 12 < 12 >= 4 >= 0 < 0 < 128 64 32 16 8 4 2 1 Ponemos Ponemos Ponemos Ponemos Ponemos Ponemos Ponemos Ponemos 1 0 1 0 1 1 0 0 y restamos 172 – 128 = 44 y restamos 44 – 32 = 12 y restamos 12 – 8 = 4 y restamos 4 – 4 = 0 Colocamos los valores binarios en el mismo orden y nos da el valor en binario: 10101100 Ejercicio Cambie las siguientes direcciones IP de notación binaria a notación decimal con punto. 01111111111100000110011101111101 01111111 11110000 01100111 01111101 127.240.103.125 10101111110000001111000000011101 11011111101100000001111101011101 Formato de las direcciones IP Al igual que una dirección tiene un formato de dos partes estándar (el nombre de la calle y el número del domicilio), cada dirección IP está dividida internamente en dos partes: un Id. de red y un Id. de host. El Id. de red, también conocido como dirección de red, identifica un único segmento de red dentro de un conjunto de redes (una red de redes) TCP/IP más grande. Todos los sistemas que están conectados y comparten el acceso a la misma red tienen un Id. de red común en su dirección IP completa. El Id. de host, también conocido como dirección de host, identifica un nodo TCP/IP (estación de trabajo, servidor, enrutador u otro dispositivo TCP/IP) dentro de cada red. Clases de direcciones IP Números de red válidos Clase Rango 1er Octeto Nos red válidos Nº total redes Nº host por red A B C 1 a 126 128 a 191 192 a 223 1.0.0.0 a 126.0.0.0 128.0.0.0 a 191.255.0.0 192.0.0.0 a 223.255.255.0 27 – 2 (126) 214 (16.384) 221 (2.097.152) 224 – 2 (16.777.214) 216 – 2 (65.534) 28 – 2 (254) Notas: • En la clase A 1 Octeto para la red • 0 Ruta predeterminada y 127 Loopback, apunta a la propia red. • 10 Es dirección privada. • En la clase B 2 Octetos para la red • 172.16.0.0 a 172.31.255.255 son privadas • En la clase C 3 Octetos para la red • 192.168.0.0 a 192.168.255.255 son privadas Máscara de red Una máscara de red determina qué parte de la dirección IP corresponde al campo de red y qué parte corresponde al campo de host. La máscara de red nos indica los bits de la dirección IP que indica el número de red. En la máscara estos bits de red estarán a 1, el resto a 0. Dirección IP 192.168.232.2 Máscara de red Dirección de red 255.255.255.0 AND 192.168.232.0 Tabla de Resultado verdad AND 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 11000000.10101000.11101000.00000010 11111111.11111111.11111111.00000000 11000000.10101000.11101000.00000000 Ejercicio 1 – 126 128 – 191 192 – 223 224 - 239 240 - 255 Indique la clase de cada una de las siguientes direcciones IP. 208.34.54.12 Clase ? 238.34.2.1 Clase ? 114.34.2.1 Clase ? 114.34.2.8 Clase ? 129.14.2.8 Clase ? 241.34.2.8 Clase ? Ejercicio Indique el identificador de red, el identificador de estación y la clase para las siguientes direcciones IP. 114.34.2.8 19.34.21.5 23.67.12.1 126.23.4.0 129.14.6.8 132.56.836 171.34.14.8 190.12.67.9 192.8.56.2 220.34.8.9 208.34.54.12 205.23.67.8 Clase Red Host Enrutamiento Router X ¿Cómo se enruta los paquetes para que puedan viajar entre las redes? Las etiquetas I.1, I.2, I.3 y I.4 son interfaces o tarjetas de red que posee el router. Red 4 Red 1 I.4 Router Red 2 I.1 I.3 I.2 Router p Red 3 INTERNET ¿Cómo actúan los hosts? Los hosts tienen configurado: Su dirección IP La máscara de red La dirección IP que tiene el router de salida de su LAN en el interfaz en la misma Pueden averiguar el identificador de su red (ExtNetId) aplicando a su dirección IP la máscara con una operación AND de bits. Por ejemplo: ¿Cómo actúan los hosts? (continuación) Dada la IP del destino al que desean enviar un paquete: Le aplica la máscara de su interfaz ¿El resultado es igual a mi identificador de red? Sí: la estación destino está en mi subred, se lo envío directamente (a su MAC) No: la estación destino está en otra red o subred, se lo envío al router (a la MAC del router) ¿Cómo actúan los routers? Los routers tienen configurado: La dirección IP de cada uno de sus interfaces (cada interfaz está en una LAN y por lo tanto tiene una IP de dentro de esa LAN). Cada interfaz tiene configurada la máscara empleada en la red en la que está conectado. Una tabla de rutas con rutas a redes a las que está conectado. ¿Cómo actúan los routers? (continuación) Dada la IP de destino del paquete recibido: Si la dirección IP es de una de sus interfaces se queda con el paquete y lo procesa. Sino, busca en la tabla de enrutamiento la entrada correspondiente a la dirección IP de destino. Realiza un And con la máscara y dirección IP. Si el resultado coincide con el especificado en la columna red, envía el paquete a la máquina indicada en la columna “Puerta de enlace” a través de la interfaz indicada en la fila. Si no encuentra ninguna entrada lo envía a través de la ruta por defecto. Si no hay ruta por defecto, simplemente descarta el paquete. Ejemplo tabla de enrutamiento La tabla de enrutamiento debe contener las direcciones de red accesibles desde ese router Dir. Red Mascara Dir. Sig. Router Salida Serial 1 Serial 2 Serial 3 10.1.3.0 255.255.255.0 10.1.130.253 10.1.2.0 255.255.255.0 10.1.130.252 10.1.1.0 255.255.255.0 10.1.130.253 ………………………. Algunos términos relacionados con direcciones IP Las direcciones IP se clasifican en: Direcciones IP públicas. Son visibles en todo Internet. Para conectarse a Internet es necesario tener una dirección IP pública. Direcciones IP privadas (reservadas). Son visibles únicamente por otros hosts de su propia red o de otras redes privadas interconectadas por routers. A su vez, las direcciones IP pueden ser: Direcciones IP estáticas (fijas). Un host que se conecte a la red con dirección IP estática siempre lo hará con una misma IP. Las direcciones IP públicas estáticas son las que utilizan los servidores de Internet con objeto de que estén siempre localizables por los usuarios de Internet. Estas direcciones hay que contratarlas. Direcciones IP dinámicas. Un host que se conecte a la red mediante dirección IP dinámica, cada vez lo hará con una dirección IP distinta. Tipos de direccionamientos Unicast: se envía el datagrama a un solo host de la red. Unidifusión. Multicast: se envía el datagrama a un grupo de hosts de la red. Multidifusión. Los receptores son clientes multicast. Broadcast: se envía el datagrama a todos los hosts de la red. Difusión. Broadcast dirigida: 172.16.4.0 / 24 -> 172.16.4.255 de una red fija. Un router puede enviar esta señal hacia afuera. Broadcast limitada: 172.16.4.0 / 24 -> 255.255.255.255 de la propia red local. Los routers no envían este broadcast. No sale de la red local. Direcciones IP especiales Las direcciones usadas en Internet están definidas en la RFC 1166. Direcciones IP especiales (continuación) Las Direcciones privadas son direcciones que no son enrutables en Internet, por tanto no son “vistas” por nadie fuera de esa red Clase A: 10.0.0.0 Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.0.0 Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.0 Ejercicio Suponiendo que nuestro ordenador tiene la dirección IP 192.168.5.65 con máscara 255.255.255.0, indicar qué significan las siguientes direcciones especiales: 0.0.0.0: 0.0.0.29: 192.168.67.0: 255.255.255.255: 192.130.10.255: 127.0.0.1: Subnetting Subnetting permite dividir un espacio de direcciones en subredes. Debido al crecimiento explosivo de Internet, el uso de direcciones IP asignadas se volvió demasiado rígido para permitir cambiar con facilidad la configuración de redes locales. Estos cambios podían ser necesarios cuando: Una red puede ser dividida en redes más pequeñas llamadas subredes. Se instala una nueva red física. El crecimiento del número de hosts requiere dividir la red local en dos o más redes. ¿Cómo están organizadas las direcciones IP en el instituto? Efectivamente, se han creado subredes en cada aula. La asignación con clase derrochaba muchas direcciones. Por ejemplo una compañía con 260 hosts necesitaría una clase B con 65000 direcciones. La asignación sin clase asigna los bloques de direcciones apropiados. Ejemplo de subnetting Supongamos que nuestra LAN tiene asignada la red 135.65.0.0 Queremos separar nuestra red en varias subredes como se ve en la figura Subnetting (continuación) Hasta ahora las direcciones IP las hemos visto de la siguiente forma: 32 bits Identificador de red Identificador de host Con subnetting las direcciones IP tienen la siguiente estructura: 32 bits Identificador de red Identificador de subred Identificador de host Subnetting (continuación) Con subnetting se crea otro nivel en la jeraquía de direcciones IP, de forma que se puede emplear tres niveles para direccionar un equipo: Identificador de Red. Identificador de Subred. Identificador de host. Esta división se realiza partiendo el campo de número de estación en dos partes. Desde el exterior se percibe como una única red sin subredes. Cuando se utilizan subredes, al conjunto formado por el prefijo de red y el número de subred se le llama prefijo de red extendido. Notación con prefijo Indica a la vez la dirección IP y la máscara. O sea cuántos bits representan la porción de red y cuántos a los hosts. X.X.X.X / N Red 172.16.4.0 / 24 Dirección de red 172.16.4.0 Rango de host 172.16.4.1 – 172.16.4.254 8 bits - 1 a 254 172.16.4.1 – 172.16.4.126 7 bits - 1 a 126 172.16.4.1 – 172.16.4.62 6 bits - 1 a 62 172.16.4.1 – 172.16.4.30 5 bits - 1 a 30 Dirección de broadcast 172.16.4.255 172.16.4.0 / 25 172.16.4.0 172.16.4.127 172.16.4.0 / 26 172.16.4.0 172.16.4.63 172.16.4.0 / 27 172.16.4.0 172.16.4.31 Determinación de la dirección de red para un host Decimal con puntos Host 172 16 255 16 4 255 4 35 224 32 Octetos binarios 10101100 00010000 00000100 00100011 11111111 11111111 11111111 11100000 Máscara 255 Red 172 10101100 00010000 00000100 00100000 172.16.4.35 255.255.255.224 -> 172.16.4.35 / 27 Notación Normal Notación con prefijo o CIDR 3 Partes: red, subred y host • La parte de red siempre está definida por las reglas de la clase A, B, C • La parte de host siempre está definida por la máscara de subred. Nº de 0s binarios • La parte de subred es el sobrante Dirección: 8.1.4.5, Máscara: 255.255.0.0 Bits red: 8 pues 8.1.4.5 es una Dirección de clase A Bits host: 16, los 2 octetos con 0 Bits subred: 8 32 – 8 – 16 = 8 Máscara en binario: 11111111.11111111.00000000.00000000 Nº bits de hosts “h”, Nº bits de subred “s” Número de subredes 2s , Número hosts 2h – 2 En el número de hosts se quitan el 0 que coincide con la dirección de red, y el último que coincide con la dirección de broadcast. Número de subredes restar 2 o no? Restamos 2 si: Protocolo de enrutamiento con clase. 2s - 2 No restamos si: Protocolo de enrutamiento sin clase, VLSM(Dir. dinámico) 2s Aún así, si tenemos subredes suficientes, se recomienda evitar la subred todo a 0 y la subred todo a 1, pues se podrían confundir con las direcciones de red y broadcast de la red que las contiene. Ejemplo: 8.1.4.5 / 16, Red de clase A, Red: 8.0.0.0 Broadcast: 8.255.255.255 1ª Subred: 8.1.0.0 , no usamos la 8.0.0.0 Broadcast 1ª Subred: 8.1.255.255 Última Subred: 8.254.0.0 no usamos la 8.255.0.0 Broadcast Última Subred: 8.254.255.255 Ejercicio Indique la dirección de la subred para las siguientes direcciones IP: ENCONTRAR LA ÚNICA MÁSCARA POSIBLE Red de clase B: 130.1.0.0 ¿Qué máscaras de subred permiten al menos 200 subredes y al menos 200 hosts por subred? Nº de Hosts: 200 -> 2h – 2 -> 28 – 2 = 254, con 7 no llega Nº de Subredes -> 2s y quitaremos igual 2 s = 8, 254 Entonces la Dirección completa sería de la forma: RRRRRRRR RRRRRRRR SSSSSSSS HHHHHHHH Con lo que la única máscara válida será: 11111111 11111111 11111111 00000000 255. 255. 255. 0 ENCONTRAR VARIAS MÁSCARAS POSIBLES Red de clase B: 130.1.0.0 ¿Qué máscaras de subred permiten 50 subredes con 200 hosts en la subred más grande? Nº de Hosts: 200 -> 2h – 2 -> 28 – 2 = 254, con 7 no llega Nº de Subredes -> 2s y quitaremos igual 2 s = 6, 64 Entonces la Dirección completa sería de la forma: RRRRRRRR RRRRRRRR SSSSSSXX HHHHHHHH XX son bits de comodín que se pueden asignar a la parte de subred o a la de hosts. ENCONTRAR VARIAS MÁSCARAS POSIBLES Red de clase B: 130.1.0.0 RRRRRRRR RRRRRRRR SSSSSSXX HHHHHHHH Todas las máscaras deben empezar por una serie de 1s consecutivos , seguida por una serie de 0s hasta 32. 11111111 11111111 111111XX 00000000 Combinaciones para las XX 00 11111111 11111111 11111100 00000000 01 11111111 11111111 11111101 00000000 ilegal 1s no consecutivos 10 11111111 11111111 11111110 00000000 11 11111111 11111111 11111111 00000000 ENCONTRAR VARIAS MÁSCARAS POSIBLES Máscaras en formato binario, decimal y con prefijo 11111111 11111111 11111100 00000000 255.255.252.0 / 22 con 6 bits de subred y 10 de hosts 11111111 11111111 11111110 00000000 255.255.254.0 / 23 con 7 bits de subred y 9 de hosts 11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0 / 24 con 8 bits de subred y 8 de hosts Dependiendo de que necesitemos más subredes o más hosts elegimos la máscara EJEMPLOS CÁLCULO DE SUBRED 1. 2. 3. 4. Convertir Dir. IP a binario Convertir la máscara de subred a binario AND de la Dir. IP y la máscara Convertir el resultado binario a decimal 199.1.1.100 255.255.255.0 199.1.1.0 130.4.102.1 255.255.252.0 130.4.100.0 199.1.1.100 255.255.255.224 199.1.1.96 11000111 00000001 00000001 01100100 11111111 11111111 11111111 00000000 11000111 00000001 00000001 00000000 10000010 00000100 01100110 00000001 11111111 11111111 11111100 00000000 10000010 00000100 01100100 00000000 11000111 00000001 00000001 01100100 11111111 11111111 11111111 11100000 11000111 00000001 00000001 01100000 Dirección Máscara AND Dirección Máscara AND Dirección Máscara AND EJEMPLOS CÁLCULO DIRECCIÓN DE BROADCAST 1. 2. 3. 4. Escribir nº de subred y máscara en binario Marca los bits de hosts Copie los bits del número de subred y escriba 1s en los bits de hosts Convertir el resultado binario a decimal 199.1.1.100 255.255.255.0 199.1.1.0 199.1.1.255 130.4.102.1 255.255.252.0 130.4.100.0 130.4.103.255 199.1.1.100 11000111 00000001 00000001 01100100 11111111 11111111 11111111 00000000 11000111 00000001 00000001 00000000 11000111 00000001 00000001 11111111 10000010 00000100 01100110 00000001 11111111 11111111 11111100 00000000 10000010 00000100 01100100 00000000 10000010 00000100 01100111 11111111 11000111 00000001 00000001 01100100 Dirección Máscara AND Difusión Dirección Máscara AND Difusión Dirección Máscara AND Difusión 255.255.255.224 199.1.1.96 199.1.1.127 11111111 11111111 11111111 11100000 11000111 00000001 00000001 01100000 11000111 00000001 00000001 01111111 EJEMPLOS RANGO DIRECCIONES IP VÁLIDAS DE UNA SUBRED 1. 1ª Dirección, copiar el número de subred y sumar 1 al último octeto 2. Última dirección, copiar la dirección de broadcast y restar 1 al último octeto Octeto 3 Octeto 4 Dirección 130 4 102 1 01100110 00000001 Máscara Subred 1ª Dirección Broadcast Última Dir. 255 130 130 130 130 255 4 4 4 4 252 100 100 103 103 0 0 1 255 254 11111100 00000000 01100100 00000000 01100100 00000001 01100111 01100111 11111111 11111110 Octeto 4 Dirección Máscara Subred 1ª Dirección Broadcast 199 255 199 199 199 1 255 1 1 1 1 255 1 1 1 100 224 96 97 127 01100110 11100000 01100000 01100001 01111111 Última Dir. 199 1 1 126 01111110 PROCESO DECIMAL CON MÁSCARAS FÁCILES Son las máscaras que sólo contienen valores de: 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 Cálculo de la subred: Para cada octeto que coincide con el 255, copie el valor de la dirección. El resto 0. 192.168.2.20 255.255.255.0 192.168.2.0 Cálculo de la dirección de broadcast: Para cada octeto que coincide con el 255, copie el valor de la dirección. El resto 255 192.168.2.20 255.255.255.0 192.168.2.255 1ª Dirección sumar 1 en el cuarto octeto a la subred 192.168.2.0 192.168.2.1 Última Dirección restar 1 en el cuarto octeto a la de broadcast. 192.168.2.255 192.168.2.254 PROCESO DECIMAL CON MÁSCARAS COMPLEJAS Es cuando tenemos máscaras que no son todos los octetos 255: 255.255.225.225 255.255.252.0 …. Existe lo que llaman nº mágico, que facilita los cálculos, pero hay que seguir un método. Nosotros en este caso pasaremos a binario el octeto complejo y haremos los cálculos en binario usando el método tradicional antes visto. Ejercicio ¿Cuál es el máximo número de subredes de clase A que utilizan las siguientes máscaras? Idem. Para clase B. 255.255.192.0 255.255.255.0 255.255.224.0 Ejercicio ¿Cuál es el máximo número de subredes de clase C que utilizan las siguientes máscaras? 255.255.255.192 255.255.255.224 255.255.255.240 Ejercicio Supóngase que se dispone de la dirección IP 193.168.32.0 y que se desea construir una estructura de subredes que permita disponer de un máximo de 8 direcciones de subred. Calcular: La máscara correspondiente Número de hosts direccionables por subred. Las direcciones de las subredes. SOLUCIÓN EJERCICIO ANTERIOR Red de clase C: 193.168.32.0 Máscara de subred permiten un máximo de 8 subredes Nº de Subredes -> 2s y quitaremos igual 2 s = 4, 16-2=14 Entonces la Dirección completa sería de la forma: RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR SSSSHHHH Con lo que la única máscara válida será: 11111111 11111111 11111111 11110000 255. 255. 255. 240 Hosts direccionables por subred: 24-2=14 Subredes: 193.168.32.16, 32, 48, 64, 80, 96,112, 128 … 224 ¿Cuántos bits tomamos para el identificador de subred? El número de bits tomados para el identificador de subred se deriva de las respuestas a las siguientes preguntas: ¿Cuántas subredes son necesarias ahora? ¿Cuántas subredes serán necesarias en el futuro? ¿Cuántas estaciones tiene ahora la subred más grande? ¿Cuántas estaciones tendrá en el futuro la subred más grande? Ejemplo Subnetting Ejemplo Subnetting Solución 192.168.100.32 / 27 192.168.100.64 / 27 192.168.100.96 / 27 192.168.100.128 / 27 Ejemplo Subnetting Ejemplo Subnetting Solución 130.4.4.0 130.4.8.0 130.4.12.0 130.4.16.0 130.4.20.0 130.4.24.0 / 22 / 22 / 22 / 22 / 22 / 22 Problema con subnetting Subnetting permite dividir un espacio de direcciones en subredes. La restricción es que todas las subredes deben emplear la misma máscara. Si las subredes no son de tamaño (número de hosts) homogéneo esto pueda dar lugar a un desaprovechamiento de direcciones Problema con subnetting (continuación) En la red C 193.65.67.0 se crean tres subredes El número de hosts en cada subred se quiere que sea: 50 en la subred 1, 20 en la subred 2 y 20 en la subred 3. Total 90 hosts. Tenemos una red C con 254 direcciones disponibles. ¿Suficiente? El host ID de la red C es de 8 bits Para tener 3 subredes el mínimo subnetwork ID es de 3 bits (22-2=2, 23-2=6). Quitamos dos ya que no se puede emplear como dirección de subred aquellas con todo a 0 o con todo a 1. Para tener 50 hosts en una red hacen falta al menos 6 bits en el host ID (25-2=30, 26-2=62) 3 bits para subredes y 6 para hosts = 9 bits !IMPOSIBLE! Problema con subnetting (continuación) Red C, 254 direcciones, no debería tener problemas con 90 hosts. ¿Dónde se han perdido las direcciones? Al emplearse una máscara de tamaño fijo para toda la red hay que dimensionarla para la subred más grande. Es decir, la máscara de subred debe tener al menos 6 bits para hosts Las subredes que no necesitan tantos bits los tendrán, desperdiciando direcciones Para 20 hosts vale con 5 bits, 25-2=30 IPs y se desperdician 10 direcciones Asignando 6 bits se desperdician 26-2-20=40 direcciones en la subred 2 y en la subred 3. Además, para hacer 3 subredes necesitamos al menos 3 bits en el subnetwork ID. Pero 3 bits dan para 23-2=6 subredes. Estamos empleando 3 subredes, ¡¡ desperdiciamos 3x26=192 direcciones !! De hecho, con la subred 0 (000 en binario) y la 7 (111) estamos desperdiciando 2x26=128 direcciones más. Todo este desaprovechamiento hace que sea imposible el direccionamiento VLSM – Variable Length Subnet Masks VLSM son las siglas de Variable Length Subnet Masks. Es decir, máscaras de red de longitud variable. El concepto básico de VLSM es muy simple: se divide una red en subredes de tamaño fijo, luego, se vuelven a subdividir algunas de estas subredes en pedazos cada vez más pequeños, acomodándose al tamaño requerido. Con subnetting todas las subredes tienen la misma máscara de red, esto provoca que todas las redes deberían tener un mismo número de host para hacer un uso eficiente del espacio de direcciones. Con VLMS, las subredes pueden tener máscara de red diferentes. Ejemplo de VLMS Enunciado: En la red C 193.65.67.0 se crean tres subredes. El número de hosts en cada subred se quiere que sea: 50 en la subred 1, 20 en la subred 2 y 20 en la subred 3 Supongamos por un lado la subred 1 y por otro lado las otras dos subredes que en conjunto llamaremos ahora subred 2 (ficticia, solo para calcular el reparto en subredes) La subred 1 tiene 50 hosts, la subred 2 tiene 40 hosts (en 2 sub-subredes), empleamos 6 bits para host ID en la subred 1 y fijamos el subnetwork ID a 01 A la subred 2 le asignamos las direcciones que tienen el subnetwork ID 10 Ahora podemos empezar de nuevo el problema suponiendo que a la subred 2 se le asigna un espacio de direcciones con 6 bits para el host ID. Tiene dos subsubredes con 20 hosts cada una. Empleamos 1 bit para distinguir una subred de otra y nos quedan 5 bits para host ID. Los routers deben ser capaces de almacenar en cada ruta no sola la dirección de la red sino también la máscara. Ejemplo de VLSM (continuación) ¿Resultado? Quedan disponibles las direcciones: Subred 1: Dirección de red 193.65.67.64 máscara 255.255.255.192 Subred 2: Dirección de red 193.65.67.128 máscara 255.255.255.224 Subred 3: Dirección de red 193.65.67.160 máscara 255.255.255.224 193.65.67.0 máscara 255.255.255.192 193.65.67.192 máscara 255.255.255.192 Ejercicio Dada la dirección de red de clase C 204.15.5.0/24, se pide las direcciones de red y máscara para configurar las subredes A, B, C, D y E. Para cada red se indica el número de hosts que pertenecerá a cada una de ellas. Resuelve el ejercicio de dos formas, una con subnetting y otra con VLMS. Ejercicio resuelto con subnetting netA: 204.15.5.0/27 host address range 1 to 30 netB: 204.15.5.32/27 host address range 33 to 62 netC: 204.15.5.64/27 host address range 65 to 94 netD: 204.15.5.96/27 host address range 97 to 126 netE: 204.15.5.128/27 host address range 129 to 158 Ejercicio resuelto con VLMS Primero determinamos las máscaras necesarias para cada una de las redes. netA: requiere una máscara de 28 bits, para que con los 6 bits restantes podamos direccionar 14 hots (máscara 255.255.255.240). netB: requiere una máscara de /27 bits (255.255.255.224) para soportar 28 hosts. netC: requiere una máscara de /30 bits (255.255.255.252) para soportar 2 hosts. netD: necesita una máscara de /28 bits (255.255.255.240) para 7 hosts. netE: necesita una máscara de /27 bits (255.255.255.224) para 28 hosts. Ejercicio resuelto con VLMS (continuación) Una vez visto las longitudes de las máscaras necesarias para cada una de las redes, la manera más fácil de asignar las máscaras es asignar primero las máscaras para las redes con un mayor número de hosts. Por ejemplo: netB: 204.15.5.0/27 host address range 1 to 30 00000000 netE: 204.15.5.32/27 host address range 33 to 62 00100000 netA: 204.15.5.64/28 host address range 65 to 78 01000000 netD: 204.15.5.80/28 host address range 81 to 94 01010000 netC: 204.15.5.96/30 host address range 97 to 98 01100000 CIDR – Classless InterDomain Routing CIDR son las siglas de Classless InterDomain Routing, encaminamiento InterDominios sin Clases. Se pronuncia como “cider” o “cedar”. Se introdujo en 1993 y representa la última mejora en el modo como se interpretan las direcciones IP. Su introducción permitió una mayor flexibilidad al dividir rangos de direcciones IP en redes separadas. De esta manera permitió: Las clases de direcciones IP (A, B y C) dejan de tener significado Un uso más eficiente de las cada vez más escasas direcciones IPv4. Un mayor uso de la jerarquía de direcciones ('agregación de prefijos de red'), disminuyendo la sobrecarga de los enrutadores principales de Internet para realizar el encaminamiento. En CIDR, una dirección IP es representada por un prefijo, que es una dirección IP y una indicación de la longitud de la máscara de red. La longitud significa el número de bits a 1 que están contiguos a la izquierda de la máscara. Por ejemplo, la red con dirección 172.16.0.0 y máscara 255.255.0.0, puede ser representada como 172.16.0.0/16. Permite: Asignar redes más ajustadas al tamaño necesario. Se asigna un identificador de red y una máscara del tamaño deseado (VLSM) Al no tener significado las clases la red puede estar en cualquier rango disponible (no hace falta que sea dentro de una red B o agrupando redes C) Reducir el número de entradas en las tablas de rutas “resumiendo” varias entradas en una (Supernetting) CIDR (continuación) Ya no existe un “Subnetwork ID”. Por lo tanto ya no hay que eliminar subredes que tengan todo 0s o 1s antes del Host ID. Ahora se asignan direcciones manteniendo una jerarquía geográfica. Según la región del mundo a la que pertenezca la red hay una organización (RIR, Regional Internet Registry) encargada de asignarle direcciones: Las redes A, B y C que veíamos que estaban reservadas para redes privadas son: RIPE NCC (www.ripe.net): Europa, Oriente Medio, Asia Central y África al norte del ecuador ARIN (www.arin.net): América, parte del Caribe y África subecuatorial APNIC (www.apnic.net): Asia y Pacífico LACNIC (lacnic.net): América Latina y el Caribe 10/8 172.16/12 192.168/16 Ejemplo de subnetting adicional usando VLMS Tenemos una dirección 192.168.15.0 para toda la red. Hay que subdividirla en 7 subredes con un número variable de hosts. • Pabellón 1, • Pabellón 2, • Pabellón 3, • Pabellón 4, • Secretaría, • Biblioteca, • Jefatura, 58 hosts 26 10 10 2 2 2 Empezamos por la que más tiene. Pabellón 1, y seguimos con Pabellón 2 ¿Cuántos bits necesitamos para contar 58 hosts? 6 -> 26 – 2 = 62 Subred 1: 192.168.15.0 / 26 Direcciones de hosts 1 – 62 ¿Cuántos bits necesitamos para contar 26 hosts? 5 -> 25 – 2 = 30 Subred 2: 192.168.15.64 / 27 Direcciones de hosts 1 – 30 La subred 2 empieza donde acaba la subred 1 192.168.15.63 Broadcast Pabellón 3, Pabellón 2, P1, Secretaria, Biblioteca y Jefatura ¿Cuántos bits necesitamos para contar 10 hosts? 4 -> 24 – 2 = 14 Subred 3: 192.168.15.96 / 28 Direcciones de hosts 1 – 14 La subred 3 empieza donde acaba la subred 2 192.168.15.95 Broadcast ¿Cuántos bits necesitamos para contar 10 hosts? 4 -> 24 – 2 = 14 Subred 4: 192.168.15.112 / 28 Direcciones de hosts 1 – 14 La subred 4 empieza donde acaba la subred 3 192.168.15.111 Broadcast ¿Cuántos bits necesitamos para contar 2 hosts? 2 -> 22 – 2 = 2 Subred 5: 192.168.15.128 / 30 Direcciones de hosts 1 – 2 La subred 5 empieza donde acaba la subred 3 192.168.15.127 Broadcast ¿Cuántos bits necesitamos para contar 2 hosts? 2 -> 22 – 2 = 2 Subred 6: 192.168.15.132 / 30 Direcciones de hosts 1 – 2 La subred 6 empieza donde acaba la subred 3 192.168.15.131 Broadcast ¿Cuántos bits necesitamos para contar 2 hosts? 2 -> 22 – 2 = 2 Subred 7: 192.168.15.136 / 30 Direcciones de hosts 1 – 2 La subred 7 empieza donde acaba la subred 3 192.168.15.135 Broadcast Subredes para el ejemplo Nombre Nº hosts Necesarios 58 26 10 10 2 2 2 Dirección subred 192.168.15.0 192.168.15.64 192.168.15.96 192.168.15.112 192.168.15.128 192.168.15.132 192.168.15.136 Rango direcciones .1 - .62 .65 - .94 .97 - .110 .113 - .126 .129 - .130 .133 - 134 .137 - .138 Broadcast .63 .95 .111 .127 .131 .135 .139 Red / Prefijo 192.168.15.0 / 26 192.168.15.64 / 27 192.168.15.96 / 28 192.168.15.112 / 28 192.168.15.128 / 30 192.168.15.132/ 30 192.168.15.136 / 30 Pab1. Pab2. Pab3. Pab4. Secre. Biblio. Jefat. Ahora vemos la gráfica VLSM hecha sobre una página Excel. Enlace a Página Excel Ejemplo de direcionamiento dinámico Nombre Nº hosts Necesarios 25 25 12 5 2 2 Dirección subred 192.168.30.0 192.168.30.32 192.168.30.64 192.168.30.80 192.168.30.88 192.168.30.92 Rango direcciones .1 - .30 .33 - .62 .65 - .78 .81 - .86 .89 - .90 .93 - 94 Broadcast .31 .63 .79 .87 .91 .95 Red / Prefijo 192.168.30.0 / 27 192.168.30.32 / 27 192.168.30.64 / 28 192.168.30.80 / 29 192.168.30.88 / 30 192.168.30.92/ 30 Aula1. Aula2. Aula3. Aula4. Aula5. Aula6. Ejemplo VLSM Ejemplo VLSM Solución 200.4.3.0 200.4.3.64 200.4.3.128 200.4.3.192 200.4.3.224 200.4.3.232 / 26 / 26 / 26 / 26 / 29 / 29 NAT NAT son las siglas de Network Address Translation Básicamente el NAT es un sistema que se utiliza para asignar una red completa (o varias redes) a una sola dirección IP Una pasarela NAT cambia la dirección origen en cada paquete de salida y, dependiendo del método, también el puerto origen para que sea único. Estas traducciones de dirección se almacenan en una tabla, para recordar qué dirección y puerto le corresponde a cada dispositivo cliente y así saber donde deben regresar los paquetes de respuesta. El router que conecta la red a Internet: El cambio puede ser: Cambia la dirección IP privada por una dirección pública al reenviar un paquete hacia el exterior Cambia la dirección IP pública por la correspondiente privada al reenviar un paquete hacia el interior Estático: una IP interna siempre se cambia por la misma IP pública Dinámico: existe un pool de IPs públicas y se establece una relación entre las IPs internas y las de ese pool No se necesita reconfigurar los hosts de la red Si no todos los hosts de la red desean cursar tráfico con Internet “simultáneamente” no hacen falta tantas direcciones como hosts. Ejemplo de NAT - Emisión La red interna tiene direccionamiento privado El interfaz del router tiene una dirección pública Además tiene un pool de direcciones publicas disponibles Internet Cuando un host quiere enviar un paquete IP a un destino en Internet el router NAT cambia la dirección IP origen antes de reenviarlo El router NAT apunta la dirección por la que la ha cambiado Ejemplo de NAT - Recepción Cuando venga un paquete de esa IP destino vendrá dirigido a la IP que colocó el router NAT El router NAT ve en su tabla la dirección IP interna a la que corresponde y la cambia Ejemplo de NAT Supongamos que por ejemplo solo hay 1 dirección pública Un host quiere enviar un paquete a otro externo Internet Otro host quiere también enviar tráfico al exterior Un host envía un paquete IP con el mismo puerto origen, IP destino y puerto destino que una entrada en la cache La IP del pool podría ser simplemente la del interfaz externo del router Supernetting El problema Supongamos que se desea un espacio de direcciones para una red que dispone de 1000 máquinas Una red de clase C solo dispone de 254 direcciones insuficiente. Tendríamos que solicitar una red de clase B pero desperdiciaríamos 216-2-1000=64534 direcciones, ¡¡ el 98% de las direcciones !! Supernetting La solución Una alternativa es asignarle varias redes C. Una red de 1000 hosts necesitaría al menos 4 redes C y se necesitaría una entrada en las tablas de rutas de todos los routers de Internet por cada red C. Para evitar esto, se asigna redes C consecutivas, y obtenemos una máscara de red común para todas ellas. Red clase C Red clase C Red clase C Red clase C 200.45.64.0 200.45.65.0 200.45.66.0 200.45.67.0 11001000.00101101.01000000.00000000 11001000.00101101.01000001.00000000 11001000.00101101.01000010.00000000 11001000.00101101.01000011.00000000 11001000.00101101.01000000.00000000 Id de red global 200.45.64.0 Máscara de red 255.255.255.252.0 11111111.11111111.11111100.00000000