Resumen Cisco Capitulo 6

Resumen del Capitulo 6 Direccionamiento de la red: IPv4

6.1 Direcciones IPv4

Estructura de una dirección IPv4

Cada dispositivo de una red debe definirse en forma exclusiva. En la capa de red, es necesario identificar los paquetes de la transmisión con las direcciones de origen y de destino de los dos sistemas finales. Con IPv4, esto significa que cada paquete posee una dirección de origen de 32 bits y una dirección de destino de 32 bits en el encabezado de Capa 3. Estas direcciones se usan en la red de datos como patrones binarios.

Lógica digital: También conocida como álgebra booleana. Está compuesta por operaciones AND, OR e IF.

Decimal punteada: Formato que sigue una dirección ip. Por Ejemplo: 10.0.0.1.

Los patrones binarios que representan direcciones IPv4 se expresan mediante decimales punteados separando cada byte del patrón binario, llamado octeto, con un punto. Se le llama octeto debido a que cada número decimal representa un byte u 8 bits.

Porciones de red y de host

En cada dirección IPv4, alguna porción de los bits de orden superior representan la dirección de red. En la Capa 3, se define una red como un grupo de hosts con patrones de bits idénticos en la porción de dirección de red de sus direcciones.

A pesar de que los 32 bits definen la dirección host IPv4, existe una cantidad variable de bits que conforman la porción de host de la dirección. La cantidad de bits usada en esta porción de host determina la cantidad de host que podemos tener dentro de la red.

Para asignar una dirección exclusiva a 200 hosts, se utilizará el último octeto entero. Con 8 bits se puede lograr un total de 256 patrones de bits diferentes. Esto significa que los bits para los tres octetos superiores representarían la porción de red.

Notación de posición

Notación de posición significa que un dígito representa diferentes valores según la posición que ocupa. Más específicamente, el valor que un dígito representa es el valor multiplicado por la potencia de la base o raíz representado por la posición que el dígito ocupa.

Sistema de numeración binaria

En el sistema de numeración binaria la raíz es 2. Por lo tanto, cada posición representa potencias incrementadas de 2. En números binarios de 8 bits.

Tenga en cuenta estos pasos para la conversión de una IP a binario:

• Divida los 32 bits en 4 octetos.

• Convierta cada octeto a decimal.

• Agregue un "punto" entre cada decimal.

6.2 Direccionamientos para diferentes propósitos

Tipos de direcciones en una red IPv4

Dentro del rango de direcciones de cada red IPv4, existen tres tipos de direcciones:

Dirección de red: la dirección en la que se hace referencia a la red.

Dirección de broadcast: una dirección especial que se utiliza para enviar datos a todos los hosts de la red.

Direcciones host: las direcciones asignadas a los dispositivos finales de la red.

Prefijos de red

Al expresar una dirección de red IPv4, se agrega una longitud de prefijo a la dirección de red. La longitud de prefijo es la cantidad de bits en la dirección que conforma la porción de red. Por ejemplo: en 172.16.4.0 /24, /24 es la longitud de prefijo e indica que los primeros 24 bits son la dirección de red. Esto deja a los 8 bits restantes, el último octeto, como la porción de host.

En una red IPv4, los hosts pueden comunicarse de tres maneras diferentes:

Unicast: el proceso por el cual se envía un paquete de un host a un host individual.

En una red IPv4, a la dirección unicast aplicada a un dispositivo final se le denomina dirección host. En la comunicación unicast, las direcciones host asignadas a dos dispositivos finales se usan como direcciones IPv4 de origen y de destino. Durante el proceso de encapsulación, el host de origen coloca su dirección IPv4 en el encabezado del paquete unicast como la dirección host de origen y la dirección IPv4 del host de destino en el encabezado del paquete como la dirección de destino. Es posible enviar la comunicación utilizando un paquete unicast por medio de una internetwork con las mismas direcciones.

Broadcast: el proceso por el cual se envía un paquete de un host a todos los hosts de la red.

La transmisión de broadcast se usa para ubicar servicios o dispositivos especiales para los cuales no se conoce la dirección o cuando un host debe proporcionar información a todos los hosts de la red. Algunos ejemplos para utilizar una transmisión de broadcast son:

• Asignar direcciones de capa superior a direcciones de capa inferior

• Solicitar una dirección

• Intercambiar información de enrutamiento por medio de protocolos de enrutamiento

Broadcast dirigido

Un broadcast dirigido se envía a todos los hosts de una red específica. Este tipo de broadcast es útil para enviar un broadcast a todos los hosts de una red no local.

Broadcast limitado

El broadcast limitado se usa para la comunicación que está limitada a los hosts en la red local.

Multicast: el proceso por el cual se envía un paquete de un host a un grupo seleccionado de hosts.

La transmisión de multicast está diseñada para conservar el ancho de banda de la red IPv4. Ésta reduce el tráfico al permitir que un host envíe un único paquete a un conjunto seleccionado de hosts. Para alcanzar hosts de destino múltiples mediante la comunicación unicast, sería necesario que el host de origen envíe un paquete individual dirigido a cada host. Con multicast, el host de origen puede enviar un único paquete que llegue a miles de hosts de destino. Algunos ejemplos de transmisión de multicast son:

• Distribución de audio y video

• Intercambio de información de enrutamiento por medio de protocolos de enrutamiento

• Distribución de software

• Suministro de noticias

Clientes multicast

Los hosts que desean recibir datos multicast específicos se denominan clientes multicast. Los clientes multicast usan servicios iniciados por un programa cliente para subscribirse al grupo multicast.

Grupo multicast

Es un grupo que recibe una transmisión multicast. Los miembros de un grupo multicast tienen el mismo direccionamiento IP multicast a fin de recibir la misma transmisión

Estos tres tipos de comunicación se usan con diferentes objetivos en las redes de datos. En los tres casos, se coloca la dirección IPv4 del host de origen en el encabezado del paquete como la dirección de origen.

Rango de direcciones IPv4 reservadas

Expresado en formato de decimal punteada, el rango de direcciones IPv4 es de 0.0.0.0 a 255.255.255.255. Como se pudo observar anteriormente, no todas estas direcciones pueden usarse como direcciones host para la comunicación unicast.

Direcciones experimentales

Un importante bloque de direcciones reservado con objetivos específicos es el rango de direcciones IPv4 experimentales de 240.0.0.0 a 255.255.255.254. Actualmente, estas direcciones se mencionan como reservadas para uso futuro (RFC 3330). Esto sugiere que podrían convertirse en direcciones utilizables. En la actualidad, no es posible utilizarlas en redes IPv4. Sin embargo, estas direcciones podrían utilizarse con fines de investigación o experimentación.

Direcciones multicast

Las direcciones IPv4 multicast de 224.0.0.0 a 224.0.0.255 son direcciones de enlace local reservadas. Estas direcciones se utilizarán con grupos multicast en una red local. Los paquetes enviados a estos destinos siempre se transmiten con un valor de período de vida (TTL) de 1. Por lo tanto, un router conectado a la red local nunca debería enviarlos.

Direcciones host

Después de explicar los rangos reservados para las direcciones experimentales y las direcciones multicast, queda el rango de direcciones de 0.0.0.0 a 223.255.255.255 que podría usarse con hosts IPv4. Sin embargo, dentro de este rango existen muchas direcciones que ya están reservadas con objetivos específicos.

Direcciones públicas y privadas

Direcciones públicas

Son asignadas por InternetNIC y están compuestas por ID de red basados en clase o bloques de direcciones basadas en CIDR (llamadas bloques CIDR) que son universalmente únicas para Internet.

Los bloques de direcciones privadas son:

• De 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (10.0.0.0 /8)

• De 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (172.16.0.0 /12)

• De 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (192.168.0.0 /16)

Traducción de direcciones de red (NAT)

Con servicios para traducir las direcciones privadas a direcciones públicas, los hosts en una red direccionada en forma privada pueden tener acceso a recursos a través de Internet. Estos servicios, llamados Traducción de dirección de red (NAT), pueden ser implementados en un dispositivo en un extremo de la red privada.

Direcciones privadas

Direcciones utilizadas para redes internas. Esta dirección sigue el direccionamiento RFC 1918. No son enrutables en Internet

La amplia mayoría de las direcciones en el rango de host unicast IPv4 son direcciones públicas. Estas direcciones están diseñadas para ser utilizadas en los hosts de acceso público desde Internet. Aún dentro de estos bloques de direcciones, existen muchas direcciones designadas

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