Recordatorio TCP Ip Direccionamiento Ip

82
Objetivos Después de completar este capítulo, será capaz de responder a las siguientes cuestiones: ¿Qué tipo de estructura de direc- ¿Cuál es la porción de red de la cionarniento usa IPv4? dirección de host? ¿Cuál es el equivalente binario de ¿Cuál es el rol de la máscara de 8 bits de un número decimal dado? subred en la división de redes? ¿Cuál es el equivalente decimal de ¿Cuáles son los componentes de un número binario de 8 bits dado? direccionamiento apropiados para ¿Qué tipo de dirección es una IPv4, dados unos criterios de dirección IPv4 dada y cómo se diseño del direccionamiento? utiliza en una red? ¿Cómo se usan las utilidades de ¿Cómo asignan los administradores prueba para verificar y comprobar direcciones dentro de las redes? la conectividad de la red y el ¿Cómo asignan los ISPs las direc- estado operativo de la pila IP en ciones? un host? Conceptos clave Este capítulo hace uso de los siguientes conceptos clave, cuya definición encontrará en el glosario. Lógica digital 201 Decimal con puntos 201 Bits de orden superior 201 Notación posicional 202 Raíz 202 Bits de orden inferior 204 Bit más significativo 206 Dirección de broadcast 213 Broadcast dirigida 214 Broadcast limitada 214 Clientes multicast 216 Grupo multicast 216 Ámbito 216 Direcciones de enlace local reservadas 217 Direcciones agrupadas globalmente 217 Direcciones agrupadas administrativamente 217

description

sri

Transcript of Recordatorio TCP Ip Direccionamiento Ip

  • Objetivos Despus de completar este captulo, ser capaz de responder a las siguientes cuestiones:

    Qu tipo de estructura de direc- Cul es la porcin de red de la cionarniento usa IPv4? direccin de host?

    Cul es el equivalente binario de Cul es el rol de la mscara de 8 bits de un nmero decimal dado? subred en la divisin de redes?

    Cul es el equivalente decimal de Cules son los componentes de un nmero binario de 8 bits dado? direccionamiento apropiados para

    Qu tipo de direccin es una IPv4, dados unos criterios de direccin IPv4 dada y cmo se diseo del direccionamiento?

    utiliza en una red? Cmo se usan las utilidades de

    Cmo asignan los administradores prueba para verificar y comprobar

    direcciones dentro de las redes? la conectividad de la red y el

    Cmo asignan los ISPs las direc-estado operativo de la pila IP en

    ciones? un host?

    Conceptos clave Este captulo hace uso de los siguientes conceptos clave, cuya definicin encontrar en el glosario.

    Lgica digital 201 Decimal con puntos 201 Bits de orden superior 201 Notacin posicional 202 Raz 202 Bits de orden inferior 204 Bit ms significativo 206 Direccin de broadcast 213 Broadcast dirigida 214 Broadcast limitada 214

    Clientes multicast 216

    Grupo multicast 216

    mbito 216 Direcciones de enlace local reservadas 217

    Direcciones agrupadas globalmente 217

    Direcciones agrupadas administrativamente 217

  • 200 Aspectos bsicos de networking. Gura de estudio de CCNA Exploration

    Direcciones de agrupamiento limitado 2I7

    Direcciones test-net 226 Direccionamiento con clase 228 Direccionamiento sin clase 229 Conjunto de direcciones 234 Registros regionales

    Protocolo de hora de red (NTP) 2I7 Longitud de prefijo 220 Formato de barra inclinada 220 Direcciones pblicas 223 Direcciones privadas 223 Traduccin de direcciones

    de Internet (RIR) 237 Red troncal de Internet 239 AND 24I

    de red (NAT) 223 Loopback 225 Direcciones de enlace local 225

    Tiempo de ida y vuelta (RTT) 268 Protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP) 270

    El direccionamiento es una funcin clave de los protocolos de capa de red. El direccionamiento habilita la comunicacin de datos entre los hosts en la misma red o en redes diferentes. El Protocolo de Internet versin 4 (1Pv4, Internet Protocol version 4) proporciona un direccionamiento jerrquico de los paquetes que transportan sus datos.

    El diseo, la implementacin y la gestin de un direccionamiento IPv4 eficaz garantizan que las redes funcionarn de forma eficaz y eficiente. Este captulo examina en detalle la estructura de las direc-ciones 1Pv4 y su aplicacin para la construccin y el anlisis de redes y subredes IP.

    Direcciones 1Pv4 Para que la comunicacin entre hosts tenga lugar, deben aplicarse las direcciones apropiadas a esos dispositivos. Son esenciales la admi-nistracin del direccionamiento de los dispositivos y la comprensin de la estructura de una direccin IPv4 y su representacin.

    Anatoma de una direccin 1Pv4 Cada dispositivo de una red debe estar definido en exclusiva por una direccin de capa de red. En esta capa, los paquetes de la comunica-cin tambin son identificados con las direcciones de origen y de

  • Capftulo 6: Direccionamiento de la red: !Pv4 201

    destino de los dos sistemas finales. Con 1Pv4, cada paquete utiliza una direccin de origen de 32 bits y una direccin de destino de 32 bits en la cabecera de capa 3. Estas direcciones se representan en la red de datos como patrones binarios. Dentro de los dispositivos se aplica la lgica digital para interpretar esas direcciones. En cambio, para nosotros resulta com-plicado interpretar, y mucho ms complicado recordar, una cadena de 32 bits. Por esta razn, las direcciones 1Pv4 se representan mediante el formato decimal con puntos.

    Decimal con puntos Las direcciones 1Pv4 son ms fciles de recordar, escribir y comu-nicar verbalmente que las cadenas de 32 bits. La representacin de las direcciones 1Pv4 como decimales con puntos empieza separando por bytes los 32 bits de la direccin. Cada byte del patrn binario, denominado octeto, se separa con un punto. Los bytes se denominan octetos porque cada uno de los nmeros decimales representa un byte, u 8 bits. Por ejemplo, la siguiente direccin:

    10101100000100000000010000010100 se expresa de la siguiente forma en notacin decimal con puntos:

    172.16.4.20 Recuerde que los dispositivos utilizan la lgica binaria. El formato decimal con puntos nos facilita a las personas usar y recordar las direcciones.

    Porciones de red y de host Las direcciones 1Pv4 tienen dos partes: la porcin de red y la porcin de host. Para cada direccin 1Pv4, alguna porcin de los bits ms sig-nificativos, o bits de orden superior, representa la direccin de red. En la capa 3, una red se define como un grupo de hosts que tienen patrones de bits idnticos en la porcin de la direccin de red de sus direcciones. Es decir, todos los bits de la porcin de red de sus direc-ciones son idnticos. Las dos direcciones del siguiente ejemplo tienen porciones de red idnticas. Por tanto, los hosts que tienen asignadas estas dos direc-ciones estaran en la misma red lgica:

    172.16.4. 20 172 .16.4. 32 porcin red

    porcin host

    porcin red

    porcin host

  • 202 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    Aunque los 32 bits definen la direccin de host 1Pv4, un nmero variable de bits representa la porcin de host de la direccin. El nmero de bits que se utilizan en esta porcin de host determina el nmero de hosts dentro de la red. En el ejemplo anterior, el ltimo octeto, los 8 bits inferiores, son la porcin de host. Esto significa que los bits de los tres octetos superiores representan la porcin de red.

    El nmero de bits que se requieren para la porcin de host se deter-mina basndose en el nmero de hosts que una red necesita. Si una red particular necesita al menos 200 hosts, tendra que utilizar sufi-cientes bits en la porcin de host para ser capaz de representar al menos 200 patrones de bits diferentes. Para asignar una direccin nica a los 200 hosts, tendra que utilizar el ltimo octeto completo. Con 8 bits puede lograr un total de 256 patrones diferentes. Como con el ejemplo anterior, esto significa que los bits de los tres octetos superiores representan la porcin de red. En la seccin "Clculo de las direcciones de red, host y broadcast", posteriormente en este captulo, aprender a calcular el nmero de hosts y determinar qu porcin de los 32 bits de una direccin 1Pv4 se refiere a la porcin de red.

    Conversin de binario a decimal

    Para entender el funcionamiento de un dispositivo en una red, tiene que mirar las direcciones y otros datos de la misma manera que lo hace un dispositivo: en notacin binaria. Es decir, necesita tener ciertas habilidades en la conversin de binario a decimal.

    Los datos representados en binario pueden representar muchas formas diferentes de datos para la red humana. En esta explicacin, binario se explica como relacionado con el direccionamiento 1Pv4. Es decir, cada byte (octeto) se interpreta como un nmero decimal en el rango de O a 255.

    Notacin posicional

    El aprendizaje de la conversin de binario a decimal requiere una comprensin de la base matemtica de un sistema de numeracin denominado notacin posicional. En esta notacin, cada dgito representa valores diferentes en funcin de la posicin que ocupa. Ms concretamente, el valor que un dgito representa es el valor del dgito multiplicado por la potencia de la base, o raz, representada

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 203

    por la posicin que el dgito ocupa. Algunos ejemplos le ayudarn a entender mejor el funcionamiento de este sistema. En el caso del nmero decimal 245, el 2 est en la posicin de las centenas, o posicin 102 Por tanto, este 2 representa 2*102 (2 veces 10 a la potencia de 2). La notacin posicional se refiere a esta posi-cin como posicin base2 porque la base, o raz, es 10 y la potencia es 2.

    Mediante la notacin posicional en el sistema de numeracin en base 10, 245 representa lo siguiente:

    245 (2 * 10') + (4 * 10') + (5 * 10") o bien:

    245 = ( 2 * 100) + ( 4 * 10) + ( 5 * 1 )

    Sistema de numeracin binario En el sistema de numeracin binario, la raz es 2. Por consiguiente, cada posicin representa potencias crecientes de 2. En los nmeros binarios de 8 bits, las posiciones representan las cantidades que se muestran en la Tabla 6.1.

    Tabla 6.1. Valores posicionales binarios.

    Potencias de 2 Valor decimal

    El sistema de numeracin en base 2 slo tiene dos dgitos: O y l. Cuando un byte es interpretado como un nmero decimal, la cantidad que la posicin representa se agrega al total si el dgito es un 1, y se aade O si el dgito es un O. Un 1 en cada posicin significa que el valor para esa posicin se aade al total. La Tabla 6.2 muestra los valores de cada posicin con un 1 en la posicin.

    Tabla 6.2. Notacin posicional binaria con el dgito a 1. Valor decimal 128 64 32 16 8 4 2 1 Dgito binario 1 1 1 1 1 1 1 1 Valor posicin 128 64 32 16 8 4 2 1

    El valor de cada posicin se aade para determinar el valor total del nmero. Como en la Tabla 6.1, cuando hay un 1 en todas las posi-ciones del octeto, el total es 255:

    128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255

  • 204 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    Un O en cada posicin indica que el valor para esa posicin no se aade al total. Un O en todas las posiciones arroja un total de O (con-sulte la Tabla 6.3).

    Tabla 6.3. Notacin posicional binaria con el dgito a O.

    Valor decimal 128 64 32 16 8 4 2 1 Dgito binario o o o o o o o o Valor posicin o o o o o o o o

    Para convertir una direccin IPv4 de 32 bits, identifique los 4 bytes u octetos que constituyen la direccin. Despus, convierta cada uno de esos cuatro octetos a decimal. A modo de ejemplo, convierta la direccin IPv4 10101100000100000000010000010100 a los bytes de una direccin decimal con puntos. La conversin empieza con los bits de orden inferior, en este caso el byte 00010100, y contina hasta el byte de orden superior.

    Paso l. Divida los 32 bits en 4 octetos, como sigue: 10101100.00010000.00000100.00010100

    Paso 2. Convierta primero el byte de orden inferior 00010100, segn la Tabla 6.4.

    Paso 3. Convierta el siguiente byte ms alto, que es 00000100, como se muestra en la Tabla 6.5.

    Paso 4. Contine con la conversin del siguiente byte, 00010000, como vemos en la Tabla 6.6.

    Paso 5. Convierta el byte ms alto, 10101100, segn la Tabla 6.7.

    Paso 6. Escriba los cuatro nmeros con puntos separando los octetos: 172.16.4.20.

    Tabla 6.4. Conversin del nmero binario 000101 OO. Valor decimal 128 64 32 16 8 4 2 1 Dgito binario o o o 1 o 1 o o Valor posicin o o o 16 o 4 o o Valor total o+ o+ o+ 16 +o+ 4 +o+ o= 20

    Tabla 6.5. Conversin del nmero binario 00000100.

    Valor decimal 128 64 32 16 8 4 2 1 Dgito binario o o o o o 1 o o Valor posicin o o o o o 4 o o Valor total 0+0+0+0+0+4+0+0=4

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 205

    Tabla 6.6. Conversin del nmero binario 00010000.

    Valor decimal 128 64 32 16 8 4 2 1 Dgito binario o o o 1 o o o o Valor posicin o o o 16 o o o o Valor total o + o + o + 16 + o + o + o + o = 16

    Tabla 6.7. Conversin del nmero binario 101011 OO.

    Valor decimal 128 64 32 16 8 4 2 1 Dgito binario 1 o 1 o 1 1 o o Valor posicin 128 o 32 o 8 4 o o Valor total 128 +o+ 32 +o+ 8 + 4 +o+ o= 172

    En este ejemplo, el nmero binario 10101100000100000000010 000010100 se convierte en 172.16.4.20. La representacin 172.16.4.20 de la direccin nos resulta mucho ms fcil de inter-pretar.

    Cuenta binaria Con el sistema de numeracin decimal, la cuenta utiliza los nmeros de la base, O a 9. Con este sistema, los dgitos siguen incrementndose hasta alcanzar 9. Despus, se incluye un 1 adicional con la adicin de un nuevo dgito de orden superior. Por ejemplo, de forma parecida a como el decimal 99 se incrementa al 100 decimal, el siguiente nmero binario despus de 11 es 100. Observe que como la posicin "1" y la posicin "2" estn a O, se incluye un 1 adicional en la posicin "4". El sistema de numeracin binario slo utiliza dos dgitos, O y l. Como slo hay dos dgitos en este sistema, el proceso de cuenta es ms simple que en otros sistemas de numeracin. As, contar slo es O y 1 antes de que se aada una nueva columna. Al igual que con otros sis-temas de numeracin, los ceros a la izquierda no afectan al valor del nmero. Sin embargo, como estamos representando el estado de un byte de la direccin o de los datos, los incluimos a modo de marca-dores de lugar. La Tabla 6.8 muestra un ejemplo de cuenta binaria.

    Tabla 6.8. Cuenta binaria. Decimal Binario Decimal Binario Decimal Binario

    o 00000000 16 00010000 32 00100000 1 00000001 17 00010001 33 00100001 2 00000010 18 00010010 34 00100010

    (contina)

  • 206 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    Decimal Binario Decimal Binario Decimal Binario

    3 00000011 19 00010011 35 00100011 4 00000100 20 00010100 36 00100100 5 00000101 21 00010101 37 00100101 6 00000110 22 00010110 38 00100110 7 00000111 23 00010111 39 00100111 8 00001000 24 00011000 40 00101000 9 00001001 25 00011001 41 00101001 10 00001010 26 00011010 42 00101010 11 00001011 27 00011011 43 00101011 12 00001100 28 00011100 44 00101100 13 00001101 29 00011101 45 00101101 14 00001110 30 00011110 46 00101110 15 00001111 31 00011111 47 00101111

    Conversiones de decimal a binario No slo tiene que saber convertir de binario a decimal, sino que tam-bin debe saber convertir de decimal a binario. Con frecuencia nece-sitar examinar un octeto individual de una direccin dada en nota-cin decimal con puntos. Tal es el caso cuando los bits de red y los bits de host dividen un octeto.

    Pongamos un ejemplo. Si un host con la direccin 172.16.4.20 est utilizando 28 bits para la direccin de red, los primeros 4 bits del ltimo octeto seran los bits de la direccin de red y los cuatro ltimos bits seran los bits de host. Para descubrir que este host est en la red 172.16.4.16, tendra que examinar el ltimo octeto en binario. Este proceso de extraer la direccin de red de una direccin de host se explicar en la seccin "Direcciones IPv4 para diferentes propsitos", posteriormente en este captulo.

    Para empezar el proceso de conversin, empiece determinando si el nmero decimal de un octeto es igual a o mayor que el valor decimal ms grande representado por el bit ms significativo. Como la repre-sentacin de las direcciones est limitada a los valores decimales para un solo octeto, en esta seccin ver nicamente el proceso de convertir un binario de 8 bits en valores decimales de O a 255. En la posicin ms alta determinar si el valor es igual a o mayor que 128. Si el valor es inferior a 128, coloque un O en la posicin de bit 128 y pase a la posicin de bit 64.

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 207

    Si el valor de la posicin de bit 128 es mayor o igual que 128, coloque un 1 en la posicin 128 y reste 128 al nmero que est con-virtiendo. Despus, compare el resto de esta operacin con el siguiente valor ms pequeo, 64. Contine este proceso para el resto de las posiciones de bit: 32, 16, 8, 4, 2 y l. La Figura 6.1 muestra los pasos que debe seguir para convertir 172 en 10101100.

    10100000

    IColocarCsenlrfl!OMpolliciooMI

    l STOP

    Figura 6.1. Pasos para convertir de decimal a binario.

    Lo siguiente es la conversin completa de 172.16.4.20 en notacin decimal con puntos a notacin binaria, mostrando la matemtica en todos los pasos. Aunque aprender atajos para algunos de estos

  • 208 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    lcmo al '

    de que puede realizar estas conversiones. Para realizar la conversin, tiene que convertir cada octeto indivi-dualmente. Este proceso empieza con la conversin del octeto ms significativo. A continuacin se describen los pasos para convertir el decimal 172, como se muestra en la Figura 6.2. Paso l. Como 172 NO es menor que 128, coloque un 1 en la posi-

    cin 128 y reste 128 (1 * 128). Paso 2. Como 44 es menor que 64, coloque un O en la posicin 64 y

    reste O (O * 64). Paso 3. Como 44 NO es menor que 32, coloque un 1 en la posicin

    32 y reste 32 (1 * 32). Paso 4. Como 12 es menor que 16, coloque un O en la posicin 16 y

    reste O (0 * 16). Paso 5. Como 12 NO es menor que 8, coloque un 1 en la posicin 8

    y reste 8 (1 * 8). Paso 6. Como 4 NO es menor que 4, coloque un 1 en la posicin 4

    y reste 4 (1 * 4). Paso 7. Como O es menor que 2, coloque un O en la posicin 2 y

    reste O (0 * 2). Paso 8. Como O es menor que 1, coloque un O en la posicin 1 y

    reste O (O * 1).

    Paso 1 172 ,2-

    172 NO< 128 -128 128 Paso2 44 o 44 < 64 -0 64 Paso 3 44 1 44 NO< 32 -32 32 Paso 4 12 o 12 < 16 -0 16

    Paso5 12 1 12 NO< 8 -8 8 Paso 6 4 1 4 NO

  • lcmo l '

    Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 209

    Respuesta: 172 = 10101100

    A continuacin se describen los pasos para convertir el decimal 16, como se muestra en la Figura 6.3:

    Paso l. Como 16 es menor que 128, coloque un O en la posicin 128 y reste O (0 * 128).

    Paso 2. Como 16 es menor que 64, coloque un O en la posicin 64 y reste O (O * 64).

    Paso 3. Como 16 es menor que 32, coloque un O en la posicin 32 y reste O (O * 32).

    Paso 4. Como 16 NO es menor que 16, coloque un 1 en la posicin 16 y reste 16 (1 * 16).

    Paso 5. Como O es menor que 8, coloque un O en la posicin 8 y reste O (O * 8).

    Paso 6. Como O es menor que 4, coloque un O en la posicin 4 y reste O (O * 4).

    Paso 7. Como O es menor que 2, coloque un O en la posicin 2 y reste O (0 * 2).

    Paso 8. Como O es menor que 1, coloque un O en la posicin 1 y reste O (0 * 1).

    Paso 1 16 o -

    16 < 128 -0 128

    Paso2 16 o 44 < 64

    -o 64 Paso3 44 o 16 < 32 -0 32

    Paso4 16 1 16 NO< 16 -16 16 PasoS o o 0

  • 210 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    lcmo

    1 coLJ. re Lt L pasos pMa convJ J 1~J l. como se muestra en la Figura 6.4: Paso l. Como 4 es menor que 128, coloque un O en la posicin 128

    y reste O (0 * 128). Paso 2. Como 4 es menor que 64, coloque un O en la posicin 64 y

    reste O (0 * 64). Paso 3. Como 4 es menor que 32, coloque un O en la posicin 32 y

    reste O (O * 32). Paso 4. Como 4 es menor que 16, coloque un O en la posicin 16 y

    reste O (O * 16). Paso 5. Como 4 es menor que 8, coloque un O en la posicin 8 y

    reste O (O * 8). Paso 6. Como 4 NO es menor que 4, coloque un 1 en la posicin 4

    y reste 1 (1 * 4). Paso 7. Como O es menor que 2, coloque un O en la posicin 2 y

    reste O (O * 2). Paso 8. Como O es menor que 1, coloque un O en la posicin 1 y

    reste O (O * 1).

    Paso 1 4 ~28 4 < 128 -o Paso 2 4 o 4 < 64 -0 64

    Paso3 4 o 4 < 32 -0 32

    Paso4 4 o 4 < 16 -0 16

    PasoS 4 o 4

  • lcmo

    Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 211

    A continuacin se describen los pasos para convertir el decimal 20, como se muestra en la Figura 6.5:

    Paso l. Como 20 es menor que 128, coloque un O en la posicin 128 y reste O (0 * 128).

    Paso 2. Como 20 es menor que 64, coloque un O en la posicin 64 y reste O (O * 64).

    Paso 3. Como 20 es menor que 32, coloque un O en la posicin 32 y reste O (O * 32).

    Paso 4. Como 20 NO es menor que 16, coloque un 1 en la posicin 16 y reste 16 (1 * 16).

    Paso 5. Como 4 es menor que 8, coloque un O en la posicin 8 y reste O (O * 8).

    Paso 6. Como 4 NO es menor que 4, coloque un 1 en la posicin 4 y reste 1 (1 * 4).

    Paso 7. Como O es menor que 2, coloque un O en la posicin 2 y reste O (O * 2).

    Paso 8. Como O es menor que 1, coloque un O en la posicin 1 y reste O (O * 1).

    Paso 1 20 ~ 20 < 128 -o 128 Paso 2 20 o 20

  • 212 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    r! pos 1 d!recc!onam!ento de comunicacin: unicast, broadcast, multicast En una red IPv4, los hosts se pueden comunicar de una de tres formas:

    Unicast (unidifusin): proceso de enviar un paquete de un host a otro host individual.

    Broadcast (difusin): proceso de enviar un paquete de un host a todos los hosts de la red.

    Multicast (multidifusin): proceso de enviar un paquete de un host a un grupo seleccionado de hosts.

    Cada uno de estos tres tipos soporta diferentes tipos de comunicacin en las redes de datos y utiliza diferentes direcciones de destino IPv4. En los tres casos, la direccin IPv4 del host de origen se coloca en la cabecera del paquete como direccin de origen.

    Comunicacin y direcciones unicast El tipo de comunicacin ms comn es el tipo unicast. Es la comu-nicacin normal de host a host tanto en una red cliente/servidor como en una red peer-to-peer. En una comunicacin unicast, las direcciones de host asignadas a los dos dispositivos se utilizan como direcciones IPv4 de origen y de destino. Durante el proceso de encapsulacin, el host de origen coloca su direccin IPv4 en la cabe-cera del paquete unicast como direccin de host de origen y la direc-cin IPv4 del host de destino en la cabecera del paquete como direc-cin de destino. La comunicacin que utiliza un paquete unicast puede enviarse a travs de una intemetwork utilizando las mismas direcciones.

    La Figura 6.6 muestra un ejemplo de comunicacin unicast IPv4 desde la computadora A con la direccin 172.16.4.1 a la impresora con la direccin 172.16.4.253. En la comunicacin representada, la computadora A crea un paquete dirigido a la direccin de capa 3 de la impresora.

    Este paquete es enviado despus por los servicios de las capas infe-riores a la impresora. Si una copia de este paquete debe llegar a un dispositivo final cuya direccin no coincide con esta direccin, este host descartar el paquete.

  • NOTA

    Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 213

    Origen: 172.16.4.1 Destino: 172.1 6.4.253

    172.16.4.2 172.16.4.3

    Figura 6.6. Comunicacin unicast.

    En este libro, toda comunicacin entre dispositivos es una comu-nicacin unicast, a menos que se indique lo contrario.

    Comunicacin y direcciones broadcast La comunicacin broadcast de capa 4 es el proceso de enviar un paquete de un host a todos los hosts de la red. A diferencia de la comunicacin unicast, que utiliza la direccin de host de destino, las comunicaciones broadcast y multicast utilizan direcciones especiales como direccin de destino. Esta direccin especial, denominada direccin de broadcast, permite que todos los hosts acepten el paquete. Cuando un host recibe un paquete con la direccin de bro-adcast como destino, procesa el paquete como si fuera un paquete a su direccin unicast. Con estas direcciones especiales, las difusiones estn restringidas generalmente a la red local. La transmisin broadcast se utiliza para la localizacin de servicios/dispositivos especiales cuya direccin no se conoce o cuando un host necesita proporcionar informacin a todos los hosts de la red. A continuacin tiene unos ejemplos donde se utiliza la transmisin broadcast:

    Asignacin de direcciones de capa superior a direcciones de capa inferior.

  • 214 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    ~oc!tucl de una dh-ecd6n . Intercambio de informacin de enrutamiento por protocolos

    de enrutamiento.

    Cuando un host necesita informacin, enva una solicitud, denominada consulta, a la direccin de broadcast. Todos los hosts de la red reciben y procesan esta consulta. Responder uno o ms de los hosts con la informacin solicitada, normalmente usando unicast. De forma pare-cida, cuando un host necesita enviar informacin a los hosts de una red, crea y enva un paquete de broadcast con la informacin.

    A diferencia de unicast, donde se pueden enrutar los paquetes a travs de la intemetwork, los paquetes de broadcast normalmente estn restringidos a la red local y no son enviados por un router. Esta restriccin depende de la configuracin del router que bordea la red y del tipo de broadcast.

    Existen dos tipos de broadcasts: broadcast dirigida y broadcast limi-tada. Cada uno de estos dos tipos de broadcasts utiliza un mtodo diferente de direccionamiento 1Pv4.

    Broadcast dirigida Una broadcast dirigida se enva a todos los hosts de una red espec-fica. Este tipo de broadcast resulta til para enviar una broadcast a todos los hosts de una red no local. La broadcast dirigida utiliza una direccin de destino 1Pv4 que es la direccin ms alta de una red: se trata de la direccin de red con todos los bits de host a l. Por ejemplo, para que un host que se encuentra fuera de la red pueda comunicarse con los hosts que se encuentran dentro de la red 172.16.4.0 /24, la direccin de destino del paquete sera 172.16.4.255. Aunque los routers no envan broadcasts dirigidas de forma predeterminada, es posible configurarlos para que lo hagan.

    Broadcast limitada La broadcast limitada se utiliza para una comunicacin que est limi-tada a los hosts de la red local. Estos paquetes utilizan una direccin 1Pv4 de destino con todas las posiciones establecidas a 1 (255.255.255.255). Los routers no envan esta broadcast. Los paquetes dirigidos a la direccin de broadcast limitada slo apare-cern en la red local. Por esta razn, una red 1Pv4 tambin recibe el nombre de dominio de broadcast. Los routers forman el lmite de un dominio de broadcast. A modo de ejemplo, un host dentro de la red

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 215

    172.16.4.0 /24 transmitira ,a todos los hosts de esta red utilizando un paquete con la direccin de. destino 255.255.255.255. La Figura 6. 7 representa una broadcast limitada desde el host A con la direccin 172.16.4.1. En este ejemplo, el host de origen crea un solo paquete dirigido a la direccin de broadcast de capa 3. Los servicios de la capa inferior utilizarn una direccin de capa de enlace de datos correspondiente para enviar este paquete a todos los hosts. Cuando una copia de este paquete llega a cada dispositivo final, los dispositivos reconocen que est dirigido a todos los dispo-sitivos y procesan el paquete.

    Origen: 172.16.4.1 Destino: 255.255.255.255

    172.16.4.2 172.16.4.3

    Figura 6.7. Comunicacin broadcast.

    Como presentamos antes, cuando un paquete es broadcast, utiliza recursos de la red y obliga a cada host de la misma que lo reciba a procesarlo. Por tanto, el trfico de broadcast debe limitarse para que no afecte adversamente al rendimiento de la red o de los dispositivos. Como los routers separan los dominios de broadcast, puede mejo-rarse el rendimiento de la red subdividiendo las redes que sufren un trfico de broadcast excesivo.

    Comunicacin y direcciones multicast La transmisin multicast est diseada para conservar el ancho de banda de la red 1Pv4. Reduce el trfico al permitir a un host enviar un paquete a un conjunto de hosts seleccionados. Para llegar a varios

  • 216 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    bosts de desdno mediante una comunicacin unicast, un host de origen necesita enviar un paquete individual dirigido a cada host. Con multicast, el host de origen puede enviar un solo paquete que puede alcanzar miles de hosts de destino. A continuacin tiene algunos ejemplos de transmisin multicast:

    Difusiones de audio y vdeo.

    Informacin de enrutamiento intercambiada por algunos pro-tocolos de enrutamiento.

    Distribucin de software.

    News feeds. Los hosts que quieren recibir datos particulares de multicast se deno-minan clientes multicast. Los clientes multicast utilizan servicios iniciados por un programa cliente para suscribirse al grupo multi-cast. Cada grupo multicast est representado por una sola direccin de destino multicast 1Pv4. Cuando un host 1Pv4 se suscribe a un grupo multicast, el host procesa los paquetes dirigidos a esa direc-cin de multicast, as como los paquetes dirigidos a su direccin de unicast asignada en exclusiva. Como ver, 1Pv4 tiene apartado un bloque especial de direcciones desde 224.0.0.0 hasta 239.255.255.255 como direcciones para los grupos multicast. Los paquetes unicast utilizan las direcciones de host 1Pv4 del host de des-tino como direccin de destino y pueden ser enrutados a travs de una intemetwork. El mbito del trfico multicast est a menudo limi-tado a la red local o se enruta a travs de una intemetwork. En la comunicacin multicast mostrada en la Figura 6.8, el host de origen A, con la direccin 172.16.4.1, crea un solo paquete dirigido

    Origen: 172.16.4.1 Destino: 224.10.10.5

    172.16.4.2 172.16.4.3 224.10.10.5

    172.16.4.4 224.10.10.5

    Figura 6.8. Comunicacin multicast.

  • Packet tracer O Actividad

    Capftulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 217

    a la direccin de multicast 224.10.10.5. En este ejemplo, los hosts C y D ejecutan una aplicacin o servicio para suscribirse a este grupo multicast. Cuando llegue una copia de este paquete, estos disposi-tivos lo procesarn.

    Las direcciones 1Pv4 de 224.0.0.0 a 239.255.255.255 estn reser-vadas para la comunicacin multicast. Este rango de direcciones multicast se subdivide en diferentes tipos de direcciones: direcciones de enlace local reservadas y direcciones agrupadas globalmente. Un tipo adicional de direccin multicast son las denominadas direc-ciones agrupadas administrativamente, tambin conocidas como direcciones de agrupamiento limitado.

    Las direcciones multicast 1Pv4 224.0.0.0 a 224.0.0.255 son las direc-ciones de enlace local reservadas. Estas direcciones se utilizan para los grupos multicast en una red local. Los paquetes a estos destinos siempre se transmiten con un valor TTL (Tiempo de vida, Time to Live) de l. Por consiguiente, un router que conecta la red local nunca debe reen-viarlos fuera de la red local. Un uso tpico de las direcciones de enlace local reservadas se da en los protocolos de enrutamiento que utilizan la transmisin multicast para intercambiar informacin de enrutarniento.

    Las direcciones agrupadas globalmente son las que van desde la 224.0.1.0 hasta la 238.255.255.255. Se pueden utilizar para multidi-fundir datos a travs de Internet. Por ejemplo, 224.0.1.1 se ha reser-vado para NTP (Protocolo de hora de red, Network Time Protocol) para sincronizar los relojes de los dispositivos de red. Mostrar el trfico unicast, broadcast y multicast (6.2.3.4) En esta actividad podr visualizar las unidifusiones, las difusiones y las multidifusiones utilizando Packet Tracer en el modo de simula-cin. Utilice el archivo el-6234.pka del CD-ROM que acompaa a este libro para realizar esta actividad utilizando Packet Tracer.

    NOTA

    Si desea ms informacin sobre las broadcasts, consulte la RFC 919, "Broadcasting Internet Datagrams", que encontrar en http://www.ietf.org/rfdrfc0919.txt?number=919. Cisco proporciona muchos artculos sobre multicast, incluyendo los siguientes:

    http://www.cisco.com/en/US/tech/tk828/technologies_white_ paper09186a0080092942.shtml

    http ://www. cisco. com/u n ivercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/ ipmulti.htm#wp1 020604

  • 218 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    1 1 d J D1recc1ones 1Pv4 para 1terentes propsitos Adems de las direcciones del rango de direcciones 1Pv4 que estn reservadas para multicast, muchas de las direcciones de unicast 1Pv4 se han reservado para propsitos especiales. Algunas de estas direc-ciones limitan el mbito o funcionalidad de los hosts a los que estn asignadas. Otras direcciones reservadas no se pueden asignar a los hosts. En las siguientes secciones presentamos algunas de estas direcciones reservadas.

    Tipos de direcciones en un rango de red 1Pv4 Dentro de cada red 1Pv4, hay tres tipos de direcciones:

    Direccin de red: es una direccin especial que se refiere a la red.

    Direccin de broadcast: es una direccin especial que se uti-liza para enviar datos a todos los hosts de la red.

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

    Dentro de cada red hay dos direcciones que no se pueden asignar a los dispositivos: la direccin de red y la direccin de broadcast. Las otras direcciones asignadas a una red son las direcciones de host que se asignan a los dispositivos individuales.

    Direccin de red La direccin de red es una forma estndar de referirse a una red. Por ejemplo, podra referirse a la red que aparece dentro del crculo de la Figura 6.9 como "red 10.0.0.0". Es una forma mucho ms adecuada y descriptiva de referirse a la red que utilizando un trmino como "la primera red". Todos los hosts de la red 10.0.0.0 tendrn los mismos bits de red.

    Esta direccin no se puede asignar a un dispositivo y, por tanto, no se puede utilizar como una direccin para la comunicacin en la red. Slo se utiliza como referencia de la red. Dentro del rango de direc-ciones 1Pv4 de una red, la direccin ms baja est reservada para la

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 219

    Red

    10 o o 0000101 o 00000000 00000000

    10 o o 00001010 00000000 00000000

    10 o o 00001 01 o 00000000 00000000

    Figura 6.9. Direcciones de red, de broadcast y de host.

    direccin de red. Esta direccin tiene un O para cada bit de host en su porcin de host.

    Direccin de broadcast La direccin de broadcast IPv4 dentro de una red es la direccin de broadcast dirigida. A diferencia de la direccin de red, esta direccin se utiliza para comunicarse con todos los hosts de una red. Esta direccin especial en cada red permite que un paquete se comunique con todos los hosts de esa red. Para enviar datos a todos los hosts de una red, un host puede enviar un solo paquete que est dirigido a la direccin de broadcast de la red. Por ejemplo, en la Figura 6.9, para comunicarse con todos los hosts de esa red, utilice la direccin de destino 10.0.0.255, que es la direccin de broadcast para la red.

    La direccin de broadcast utiliza la direccin ms alta del rango de red. Es la direccin en la que todos los bits de la porcin de host son l. Para la red 10.0.0.0 con 24 bits de red de la Figura 6.9, la direc-cin de broadcast sera 10.0.0.255.

    Direcciones de host

    Como describimos anteriormente, cada dispositivo final requiere una direccin de unicast nica para entregar un paquete a ese host. En las direcciones IPv4, puede asignar los valores entre la direccin de red y la direccin de broadcast a los dispositivos de esa red. Son las que se conocen como direcciones de host.

    En la Figura 6.9, las direcciones entre la direccin de red 10.0.0.0 y la direccin de broadcast 10.0.0.255 se encuentran las direcciones de host. Esto significa que las direcciones de la 10.0.0.1 a la 10.0.0.254 se pueden asignar a los hosts de esta red lgica.

  • 220 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    Al examinar una direccin de red, se podra preguntar lo siguiente: "Cmo puedo saber cuntos bits de esta direccin representan la direccin de red y cuntos la porcin de host?" La respuesta es la mscara prefijo. Cuando se expresa una direccin de red 1Pv4, se aade una longitud de prefijo a la direccin de red. Esta longitud de prefijo es el nmero de bits de la direccin que proporcionan la por-cin de red, y se escribe enformato de barra inclinada: consiste en una barra inclinada (/) seguida por el nmero de bits de red. Por ejemplo, en 172.16.4.0 /24, /24 es la longitud de prefijo, que nos indica que los primeros 24 bits son la direccin de red. Los 8 bits restantes, el ltimo octeto, son la porcin de host.

    No siempre se asigna el prefijo /24 a las redes. En funcin del nmero de hosts de la red, el prefijo asignado puede ser diferente. Al tener un nmero de prefijo diferente cambia el rango de host y la direccin de broadcast de cada red. Las direcciones de red de la Tabla 6.9 siguen siendo las mismas, pero el rango de host y la direc-cin de broadcast son diferentes para las distintas longitudes de pre-fijo. Asimismo, puede ver que tambin cambia el nmero de hosts que se pueden direccionar en la red.

    Tabla 6.9. Uso de prefijos diferentes para la red 172.16.4.0. Red Direccin Rango Direccin

    de red de host de broadcast

    172.16.4.0 /24 172.16.4.0 172.16.4.1-172.16.4.254 172.16.4.255 172.16.4.0 /25 172.16.4.0 172.16.4.1- 172.16.4.126 172.16.4.127 172.16.4.0 /26 172.16.4.0 172.16.4.1- 172.16.4.62 172.16.4.63 172.16.4.0 /27 172.16.4.0 172.16.4.1- 172.16.4.30 172.16.4.31

    Mscara de subred: definicin de las porciones de red y de host de la direccin Otra pregunta que podra hacerse es la siguiente: "Cmo saben los dispositivos de red cuntos bits son la porcin de red y cuntos son la porcin de host?" La respuesta a esta pregunta es la mscara de subred. El prefijo y la mscara de subred son formas diferentes de repre-sentar la misma informacin: la porcin de red y una direccin.

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 221

    La longitud de prefijo nos indica el nmero de bits de la direccin que constituyen la porcin de red, de una forma que es ms fcil de comunicar a las personas. La mscara de subred se utiliza en las redes de datos para definir esa porcin de red para los dispo-sitivos.

    La mscara de subred es un valor de 32 bits que se utiliza con la direccin 1Pv4 y especifica la porcin de red de la direccin a los dispositivos de red. La mscara de subred utiliza 1s y Os para indicar los bits de la direccin 1Pv4 que son los bits de red y cules son los bits de host. La mscara de subred se expresa en el mismo formato decimal con puntos que la direccin 1Pv4.

    Existe una correlacin "uno a uno" entre los bits de la direccin 1Pv4 y de la mscara de subred. La mscara de subred se crea colo-cando un 1 binario en cada posicin de bit apropiada que representa un bit de red de la direccin, y colocando un O binario en el resto de posiciones de bit que representan la porcin de host de la di-reccin.

    Un prefijo /24 representa una mscara de subred de 255.255.255.0 (11111111.11111111.11111111.00000000). Los tres primeros octetos, los 24 bits de orden superior, son 1s. El resto de bits de orden infe-rior de la mscara de subred son Os, lo que indica la direccin de host dentro de la red.

    Por ejemplo, examine el 172.16.4.35/27 que se muestra en la Tabla 6.10.

    Tabla 6.1 O. Determinacin de la direccin de red para el host 172.16.4.35 /27.

    Decimal con puntos Octetos binarios Host 172 16 4 35 10101100 00010000 00000100 00100011 Mscara 255 255 255 224 11111111 11111111 11111111 11100000 Red 172 16 4 32 10101100 00010000 00000100 00100000

    Como los bits de orden superior de las mscaras de subred son 1s contiguos, slo hay un nmero limitado de valores de subred dentro de un octeto. Slo tiene que extender un octeto si la divisin de red y host cae dentro de ese octeto. Por tanto, hay una cantidad limitada de patrones de 8 bits que se utilizan en las mscaras de direccin. En la Tabla 6.11 se muestran esos patrones de bits para las mscaras de subred, el nmero de bits de red y el nmero de bits de datos dentro del octeto.

  • 222 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    Mscara Mscara Bits Bits (decimal) (binario) de red de host o 00000000 o 8 128 10000000 1 7 192 11000000 2 6 224 11100000 3 5 240 11110000 4 4 248 11111000 5 3 252 11111100 6 2 254 11111110 7 1 255 11111111 8 o

    Si la mscara de subred para un octeto est representada por 255, todos los bits equivalentes de ese octeto de la direccin son bits de red. De forma parecida, si la mscara de subred para un octeto est representada por O, todos los bits equivalentes de ese octeto de la direccin son bits de host. En cada uno de estos casos, no es nece-sario expandir ese octeto a binario para determinar las porciones de red y de host. De forma parecida puede utilizar los otros patrones para determinar el nmero de bits de red y de datos dentro del octeto.

    Rango de direcciones experimentales 1Pv4 Expresada en formato decimal con puntos, el rango de direcciones 1Pv4 es de 0.0.0.0 a 255.255.255.255. Como ya hemos visto, no todas estas direcciones se pueden usar como dicciones de host uni-cast para una comunicacin unicast. Recuerde que el bloque de direcciones de 224.0.0.0 a 239.255.255.255 est reservado para el direccionamiento de grupos multicast. Todas las direcciones 1Pv4 mayores que el rango multicast tambin estn reservadas para propsitos especiales. Excepto para la direc-cin de broadcast limitada 255.255.255.255, el rango de direcciones 240.0.0.0 a 255.255.255.254 son las direcciones experimentales 1Pv4. Actualmente, estas direcciones aparecen como "reservadas para uso futuro" (RFC 3330), lo que sugiere que podran convertirse en direcciones utilizables. Actualmente, no se pueden utilizar en las redes IPv4. Sin embargo, estas direcciones se utilizan para la inves-tigacin o la experimentacin. Despus de contabilizar los rangos reservados para las direcciones experimentales y las direcciones multicast, nos queda el rango de direcciones 0.0.0.0 a 223.255.255.255 que pueden utilizarse para los

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red : 1Pv4 223

    hosts IPv4. No obstante, este rango incluye muchas direcciones que ya estn reservadas para propsitos especiales. Aunque algunas de estas direcciones se han presentado anteriormente, las direcciones reservadas ms importantes se explican en las siguientes secciones.

    Direcciones pblicas y privadas Aunque la mayora de las direcciones de host 1Pv4 son direcciones pblicas designadas para ser utilizadas en redes que son accesibles en Internet, hay bloques de direcciones que se utilizan en redes que requieren un acceso a Internet limitado o no. Estas direcciones se denominan direcciones privadas. Los bloques de direcciones privadas son:

    10.0.0.0 /8 (10.0.0.0 a 10.255.255.255). 172.16.0.0/12 (172.16.0.0 a 172.31.255.255). 192.168.0.0/16 (192.168.0.0 a 192.168.255.255).

    Los bloques de direcciones del espacio privado se apartan para su uso en las redes privadas. El uso de estas direcciones no necesita ser nico entre las redes externas. Los hosts que no requieren acceso a Internet en general pueden usar sin restricciones las direcciones pri-vadas. Sin embargo, las redes internas todava deben disear esquemas de direcciones de red para garantizar que los hosts de las redes privadas utilizan direcciones IP que son nicas dentro de su entorno de networking. Muchos hosts de redes diferentes pueden usar las mismas direc-ciones del espacio privado. Los paquetes que utilizan estas direc-ciones como origen o destino no deben aparecer en la Internet pblica. El dispositivo router o firewall situado en el permetro de estas redes privadas deben bloquear o convertir estas direcciones. Aunque estos paquetes se abriesen paso hasta Internet, los routers no tendran rutas para reenviarlos a la red privada apropiada.

    Como los paquetes con direcciones de destino del espacio privado no son enrutables a travs de Internet, se necesitan unos servicios que conviertan los paquetes de hosts que utilizan direcciones privadas. Como se representa en la Figura 6.10, estos servicios, denominados NAT (Traduccin de direcciones de red, Network Address Transla -tion), se pueden implementar en un dispositivo en el contorno de la red privada. En el router de contorno, NAT cambia las direcciones del espacio privado en la cabecera del paquete 1Pv4 por una direc-cin del espacio pblico.

  • 224 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    Se necesita NAT para permitir acceso

    a Internet a las direcciones privadas.

    Figura 6.1 O. NAT en el dispositivo de contorno.

    Pidiendo "prestada" una direccin pblica, estos hosts de la red pri-vada pueden comunicarse con redes externas. Aunque hay algunas limitaciones y algunos problemas de rendimiento con NAT, los clientes para la mayora de las aplicaciones pueden acceder a servi-cios por Internet sin problemas notables.

    NOTA

    NAT se explicar en profundidad en el curso Acceso a la WAN y su libro complementario.

    Las direcciones del rango de host unicast IPv4 estn diseadas para hosts que son accesibles pblicamente desde Internet. Incluso dentro de estos bloques de direcciones, muchas direcciones estn diseadas para otros propsitos especiales, como se describe en la siguiente seccin.

    Direcciones 1Pv4 unicast especiales Adems de las direcciones que no se pueden asignar a los hosts, las direcciones especiales tambin se les pueden asignar pero con res-tricciones relativas a cmo esos hosts pueden interactuar dentro de la red. Dichas direcciones especiales son las siguientes:

    Ruta predeterminada.

    Direccin de loopback.

    Direccin de enlace local.

    Direcciones test-net. Las siguientes secciones resumen estas direcciones IPv4 especiales.

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 225

    Ruta predeterminada La ruta predeterminada 1Pv4 es 0.0.0.0. Esta ruta predeterminada es una ruta del tipo "alcanzar todo" para enrutar paquetes cuando no hay disponible una ruta ms especfica. El uso de esta direccin tam-bin reserva todas las direcciones del bloque de direcciones 0.0.0.0 /8 (0.0.0.0-0.255.255.255).

    Loopback Otro bloque de direcciones reservadas es 127.0.0.0 /8 (127.0.0.0 a 127.255.255.255). Estn reservadas en los hosts 1Pv4 para la loop-back 127.0.0.1. La loopback es una direccin especial que los hosts utilizan para dirigir el trfico hacia s. La direccin de loopback crea un mtodo abreviado para las aplicaciones y los servicios TCPIIP que se ejecutan en el mismo dispositivo para comunicarse entre s. Utilizando la direccin de loopback en lugar de la direccin de host 1Pv4 asignada, dos servicios del mismo host pueden sortear las capas inferiores de la pila TCP/lP. Tambin se puede hacer ping a la direc-cin de loopback para probar la configuracin de TCP/lP en el host local.

    Aunque slo se utiliza la direccin 127.0.0.1, el bloque de direc-ciones 127.0.0.0 /8 (127.0.0.0 a 127.255.255.255) est reservado. Cualquier direccin de este bloque se embudar dentro del host local. Ninguna direccin de este bloque debera aparecer en una red.

    Direcciones de enlace local Las direcciones 1Pv4 del bloque de direcciones 169.254.0.0 /16 (169.254.0.0 a 169.254.255.255) estn designadas como direcciones de enlace local. El sistema operativo puede asignar automticamente estas direcciones al host local en entornos donde no hay disponible una configuracin IP. Esto podra utilizarse en una red peer-to-peer pequea o para un host que no podra obtener automticamente una direccin del servidor DHCP (Protocolo de configuracin dinmica del host, Dynamic Host Configuration Protocol). La comunicacin utilizando direcciones de enlace local 1Pv4 slo es adecuada para la comunicacin con otros dispositivos conectados a la misma red. Un host no debe enviar un paquete con una direccin de destino de enlace local 1Pv4 a cualquier router para reenvo y debe establecer el TTL 1Pv4 para esos paquetes a l.

  • 226 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    Las direcciones de enlace local no proporcionan servicios fuera de la red local. Sin embargo, muchas aplicaciones cliente/servidor y peer-to-peer funcionarn correctamente con direcciones de enlace local 1Pv4 en la red local.

    Direcciones test-net Las direcciones test-net estn apartadas para fines de enseanza y aprendizaje. Se trata del bloque de direcciones 192.0.2.0 /24 (192.0.2.0 a 192.0.2.255). Estas direcciones se pueden utilizar en la documentacin y en los ejemplos de redes. A diferencia de las direc-ciones experimentales, los dispositivos de red aceptarn las direc-ciones test-net en sus configuraciones. A menudo encontrar estas direcciones junto con los nombres de dominio example.com o example.net en las RFCs y en la documentacin de los fabricantes y de los protocolos. Las direcciones de este bloque no deben aparecer en Internet. La Tabla 6.12 es un resumen de las direcciones 1Pv4 reservadas y de propsito especial que hemos presentado en esta seccin. No repre-sentan todos los bloques de direcciones especiales que se utilizan en las redes 1Pv4. Adems, se puede cambiar el estado de estos bloques. Debe consultar los cambios en las RFCs.

    Tabla 6.12. Principales direcciones 1Pv4 reservadas y de propsito especial .

    Tipo Bloque Rango Referencia

    Multicast 224.0.0.0 /4 224.0.0.0-239.255.255.255 RFC 1700 Direccin de red - - Una por red Direccin de broadcast - - Una por red ms

    255.255.255.255 Direcciones 240.0.0.0 /4 240.0.0.0-255.255.255.254 RFC 3330 experimentales Direcciones del espacio 10.0.0.0 /8 10.0.0.0-1 0.255.255.255 RFC 1918 privado 172.16.0.0112 172.16.0.0-172.31.255.255

    192.168.0.0 /16 192.168.0.0-192.168.255.255 Ruta predeterminada 0.0.0.0 /8 0.0.0.0-0.255.255.255 RFC 1700 Loopback 127.0.0.0 /8 127.0.0.0-127.255.255.255 RFC 1700 Direcciones de enlace 169.254.0.0 /16 169.254.0.0-169.254.255.255 RFC 3927 local Direcciones test-net 192.0.2.0 /24 192.0.2.0- 192.0.2.255 -

  • Capftulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 227

    NOTA

    Puede encontrar ms informacin sobre las direcciones de enlace local leyendo la RFC 3927, "Dynamic Configuration of 1Pv4 Link-Local Addresses", en http://www.ietf.org/rfc/ rfc3927.txt. La RFC 3330, "Speciai-Use 1Pv4 Addresses", est disponible en http://www.ietf.org/rfdrfc3330.txt.

    Direccionamiento 1Pv4 heredado A principios de la dcada de 1980, el rango de direccionamiento 1Pv4 se dividi en tres clases diferentes: clase A, clase B y clase C. Cada clase de direcciones representaba redes de un tamao fijo especfico. En aquel momento del desarrollo IP, no haba mscaras de subred para especificar las porciones de red y de host de las direcciones. Para dis-tinguir entre los tamaos de red, a cada una de esas clases de direc-ciones se le asign un rango de direcciones. Los dispositivos podan examinar la direccin de orden superior para determinar cuntos bits de red se utilizaban para definir la red. Por ejemplo, en el caso de la direccin 192.168.2.2, como est en el rango de direccionamiento de la clase C, un dispositivo de red la reconocera como una red de clase Ce identificara /24 como prefijo estndar de la clase C. A finales de los ochenta y principios de los noventa se aadi la ms-cara de subred al esquema de direccionamiento 1Pv4 para permitir que esas redes de tamao fijo se pudieran subdividir en subredes. Sin embargo, permanecan muchas de las restricciones de esas clases. A mediados de la dcada de 1990, la mayora de las restricciones de este sistema de direccionamiento basado en clases se haba elimi-nado de los estndares y del funcionamiento de los equipos. No obs-tante, las prcticas asociadas desarrolladas durante la dcada perpe-tuaron este sistema con clase. Incluso en nuestros das, algunos restos de este sistema de direccionamiento todava afectan a las redes y su funcionamiento. Por esta razn, debe familiarizarse con estas clases de redes. La Tabla 6.13 resume las clases de direcciones.

    Tabla 6.13. Clases de redes 1Pv4.

    Clase de Rango del Prefijo Nmero posible Nmero de hosts direccin primer octeto y mscara de redes por red A 1 a 127 /8 255.0.0.0 126 (27) 16.777.214 (224-2) B 128 a 191 /16 255.255.0.0 16.384 (214) 65.534 (2'6-2) e 192 a 223 /24 255.255.255.0 2.097.159 (22') 254 (2'-2)

  • 228 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    Clases de redes histricas La RFe 1700 defini las direcciones de clase A, B y e de los rangos de unicast en tamaos especficos. Tambin defini las direcciones de clase D (multicast) y E (experimentales), como explicamos ante-riormente en las secciones "Tipos de direccionamiento de comunica-cin: unicast, broadcast, multicast" y "Rango de direcciones experi-mentales 1Pv4". Una compaa u organizacin se asignaba un bloque de direcciones de clase A, B o e entero. Este uso del espacio de direcciones se denomina direccionamiento con clase.

    Bloques de clase A El bloque de direcciones de clase A se dise para soportar redes extremadamente grandes con ms de 16 millones de direcciones de host. Las direcciones 1Pv4 de clase A utilizaban un prefijo /8 fijo con el primer octeto para indicar la direccin de red. Los otros tres octetos se utilizaban para las direcciones de host. Para reservar el espacio de direcciones para las restantes clases de direcciones, todas las direcciones de clase A requeran que el bit ms significativo del octeto de orden superior fuera O. Esto significa que slo haba 128 redes de clase A posibles, 0.0.0.0 /8 a 127.0.0.0 /8, antes de retirar los bloques de direcciones reservadas. Aunque para las direcciones de clase A se reservaba la mitad del espacio de direc-ciones, debido a su lmite de 128 redes slo podan asignarse a apro-ximadamente 120 compaas u organizaciones.

    Bloques de clase B El espacio de direcciones de clase B se dise para soportar la nece-sidad de redes de tamao medio a grande con ms de 65.000 hosts. Una direccin IP de clase B utilizaba los dos octetos de orden supe-rior para indicar la direccin de red. Los otros dos octetos especifi-caban las direcciones de host. Al igual que con la clase A, haba que reservar espacio de direcciones para el resto de clases de direcciones. En las direcciones de clase B, los 2 bits ms significativos del octeto de orden superior eran 10. Por tanto, el bloque de direcciones para la clase B era 128.0.0.0 /16 a 191.255.0.0 116. La clase B tena una asignacin de direcciones ligeramente ms eficaz que la clase A porque divida equitativamente el 25 por ciento del espacio total de direcciones 1Pv4 entre aprox..imadamente 16.000 redes.

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red : 1Pv4 229

    Bloques de clase C El espacio de direcciones de clase C era el ms comn de las clases de direcciones. Este espacio de direcciones se pens para propor-cionar direcciones a las redes pequeas con un mximo de 254 hosts.

    Los bloques de direcciones de clase C utilizaban el prefijo /24. Es decir, una red de clase C slo utilizaba el ltimo octeto para las direcciones de host, dejando los tres octetos de orden superior para indicar la direccin de red.

    Los bloques de direcciones de clase C apartan espacio de direcciones para la clase D (multicast) y la clase E (experimental) utilizando un valor fijo de 110 para los tres bits ms significativos del octeto de orden superior. Esto restringe el bloque de direcciones para la clase C a 192.0.0.0 116 hasta 223.255.255.0 /16. Aunque esta clase slo ocupaba el 12,5 por ciento del espacio total de direcciones IPv4, poda proporcionar direcciones a 2 millones de redes.

    Lmites al sistema de direccionamiento con clase No todos los requisitos de direccionamiento de las compaas encajan bien en una de estas tres clases. La asignacin con clase del espacio de direcciones derrochaba a menudo muchas direcciones, una circunstancia que agot la disponibilidad de direcciones 1Pv4. Por ejemplo, una compaa con 260 hosts necesitara que se le asig-nara una direccin de clase B con ms de 65.000 direcciones. Aunque este sistema con clase casi fue abandonado a finales de los noventa, restos suyos todava tienen efecto en redes actuales. Por ejemplo, cuando se asigna una direccin 1Pv4 a una computadora, el sistema operativo examina la direccin que se est asignando para determinar si es una direccin de clase A, B o C. El sistema opera-tivo asume entonces el prefijo utilizado por esa clase y realiza la asignacin de la mscara de subred apropiada.

    Otro ejemplo es la suposicin de la mscara por algunos protocolos de enrutamiento. Cuando algunos protocolos de enrutamiento reciben una ruta publicada, pueden asumir la longitud del prefijo basndose en la clase de la direccin.

    Direccionamiento sin clase El sistema que se utiliza actualmente se conoce como direcciona-miento sin clase. Con este sistema, se asignan a las compaas u

  • 230 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    organlzacLnes l1oques L JLccLnes apropLts J nlmero je Lsts sin tener en cuenta la clase unicast. Asociadas a este sistema de direccionamiento sin clase hay otras prcticas, como el uso de redes de tamao fijo, lo que ha hecho ms viable el direccionamiento 1Pv4.

    Asignacin de direcciones El personal de redes debe disear el esquema de direcciones para la red. Las siguientes secciones presentan las prcticas y los procesos para proporcionar direcciones a las redes.

    Planificacin del direccionamiento de la red La asignacin del espacio de direcciones de capa de red para que se ajuste a las necesidades de red corporativas debe disearse bien. Los administradores de redes no deben elegir al azar las direcciones que se van a utilizar en las redes. Deben planificar y documentar la asig-nacin de esas direcciones dentro de las redes, con los siguientes propsitos:

    Evitar la duplicacin de direcciones.

    Proporcionar y controlar el acceso.

    Monitorizar la seguridad y el rendimiento. Las siguientes secciones describen estas tres razones y ofrecen algunas consideraciones sobre la asignacin de direcciones privadas dentro de una red. Hay muchos aspectos de la planificacin de las direcciones y muchas formas distintas de asignar las direcciones. Por ejemplo, puede agrupar sus direcciones de red para los hosts con diferentes tipos de usuarios. Estas secciones sirven como punto de partida del proceso de planificacin.

    Evitar la duplicacin de direcciones Como ya sabr, cada host de una intemetwork debe tener una direc-cin nica. Sin la planificacin y la documentacin adecuadas de estas asignaciones en la red, es fcil asignar la misma direccin a ms de un host. Las direcciones duplicadas impedirn un correcto funcionamiento de los hosts: los hosts que intentan usar la misma direccin no podrn comunicarse a travs de la red. La asignacin de

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 231

    una direccin IP duplicada a un dispositivo vital para la red, como puede ser un dispositivo intermediario o un servidor, puede afectar al funcionamiento de muchos otros hosts.

    Proporcionar y controlar el acceso Algunos hosts, como los servidores, proporcionan recursos a la red interna, as como a la red externa. El acceso a estos recursos puede ser controlado por la direccin de capa 3. Si las direcciones para estos recursos no son planificadas y documentadas, no ser fcil con-trolar la accesibilidad y la seguridad de los dispositivos. Por ejemplo, si un servidor tiene asignada una direccin aleatoria, es difcil blo-quear el acceso a su direccin y los clientes no podran localizar este recurso.

    Monitorizar la seguridad y el rendimiento De forma parecida, necesitar monitorizar la seguridad y el rendi-miento de los hosts de la red y de la red en su conjunto. Como parte del proceso de monitorizacin, examine el trfico de la red, buscando las direcciones que estn generando o recibiendo demasiados paquetes. Con un direccionamiento de red correctamente planificado y documentado, puede identificar el dispositivo de la red que tiene una direccin problemtica.

    Asignacin de direcciones dentro de una red Como ya ha aprendido, los hosts estn asociados con una red 1Pv4 mediante una porcin de red comn de la direccin. Dentro de una red, hay diferentes tipos de hosts, como los siguientes:

    Dispositivos finales para los usuarios.

    Servidores y perifricos.

    Hosts que son accesibles desde Internet.

    Dispositivos intermediarios.

    Cada uno de estos tipos de dispositivos diferentes debe asignarse a un bloque lgico de direcciones dentro del rango de direcciones de la red. Una parte importante de la planificacin de un esquema de direccionamiento 1Pv4 es decidir cundo han de utilizarse direc-ciones privadas y dnde deben aplicarse. A continuacin tiene algunas consideraciones:

  • 232 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    HaLl mls J!sposlt!vos conectados a ia red que direcciones pblicas asignadas por la red ISP?

    Ser necesario acceder a los dispositivos desde el exterior de la red local?

    Si los dispositivos a los que pueden asignarse direcciones pri-vadas requieren acceso a Internet, es capaz la red de propor-cionar un servicio NAT?

    Si hay ms dispositivos que direcciones pblicas disponibles, slo los dispositivos que accedern directamente a Internet, como los ser-vidores web, requieren una direccin pblica. Un servicio NAT per-mitira a los dispositivos con direcciones privadas compartir eficaz-mente el resto de direcciones pblicas.

    Direccionamiento esttico o dinmico para los dispositivos de usuario final Las direcciones de la red se pueden asignar a los hosts esttica o dinmicamente. La decisin de si usar la asignacin esttica o din-mica para un dispositivo particular depende de varios factores, que se describen en las siguientes secciones.

    Direcciones para los dispositivos de usuario

    En la mayora de las redes de datos, la poblacin ms grande de hosts es la que incluye dispositivos finales como PCs, telfonos IP, impresoras y PDAs. Como esta poblacin representa la cantidad ms grande de dispositivos dentro de una red, la cantidad de direcciones ms grande debe asignarse a estos hosts. Las direcciones IP se pueden asignar esttica o dinmicamente.

    Asignacin esttica de direcciones En el caso de una asignacin esttica, el administrador de la red con-figura manualmente la informacin . de la red para un host. Como mnimo, esta informacin incluye la direccin IP del host, la mscara de subred y el gateway predeterminado. Las direcciones estticas para la interfaz de una computadora basada en Windows se puede

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 233

    establecer en la pantalla Propiedades de IP de la interfaz de red (vase la Figura 6.11). Las direcciones estticas tienen algunas ventajas sobre las direc-ciones dinmicas. Por ejemplo, son tiles para impresoras, servidores y otros dispositivos de networking que deben ser accesibles para los clientes de la red. Si los hosts acceden normalmente a un servidor en una direccin IP particular, la modificacin de esa direccin provocara problemas. Adems, la asignacin esttica de la informacin de direcciona-miento puede proporcionar un mayor control de los recursos de la red. Sin embargo, puede llevar mucho tiempo introducir la informa-cin en todos los hosts.

    Puede hacer que la configuracin IP se asigne automticamente si su red es compatible con este recurso. De lo contrario, necesita consultar con el administrador de la red cul es la configuracin IP apropiada.

    O Qbtenet una direccin IP automticamente UJar la siguiente dileccin IP: ------ -----

    QirecciniP: i 192.168.254. 10 1 Mscara de subred: ! 255 . 255 . 255 . O 1 fuerta de enlace predeterminada: 1 192 . 168 . 254 . 1 f

    O OQ!:enet la direccin del servidor ONS automticamente 1[sar las siguient .. ecciones de oervidor DNS: ----~

    Sevidor DNS preferido:

    SeNidor DNS alternatiJ!o:

    j 192. 168. 64 . 196 1 1 192. 168. 66 . 196 1

    lrtrns:xzu$&

    Figura 6.11. Asignacin esttica de las direcciones de host

    Como una direccin duplicada afecta al funcionamiento del host, debe tener cuidado para no reutilizar una direccin. Con el direccio-namiento IP esttico, es necesario mantener una lista exacta de la direccin IP asignada a cada dispositivo.

    Asignacin dinmica de direcciones Debido a los desafos asociados con la administracin de direcciones estticas, los dispositivos de usuario final a menudo tienen direc-ciones asignadas dinmicamente, utilizando DHCP.

  • 234 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    cionamiento, como la direccin IP, la mscara de subred, el gateway predeterminado y otra informacin de configuracin. La configura-cin del servidor DHCP requiere la definicin de un bloque de direc-ciones, denominado conjunto de direcciones, que se asignarn a los clientes DHCP de una red. Las direcciones asignadas a este conjunto deben planificarse excluyendo las direcciones utilizadas para otros tipos de dispositivos.

    Por regla general, en las redes grandes es preferible utilizar DHCP como mtodo de asignacin de direcciones IP a los hosts porque reduce la carga del personal de soporte y elimina virtualmente los errores de entrada. Otro beneficio de DHCP es que una direccin no se asigna de forma permanente a un host, sino que slo se "alquila" durante un periodo de tiempo. Si el host se apaga o se retira de la red, la direccin regresa al conjunto para poder ser reutilizada. Esta caracterstica es especialmente til para los usuarios mviles que van y vienen a la red.

    Seleccin de direcciones de dispositivo Al determinar las direcciones que se van a asignar dentro de la red, deben agruparse los dispositivos parecidos por rangos de direc-ciones. Estos rangos de direcciones deben ser distinguibles. Exami-nando una direccin, debe poder determinar el tipo de dispositivo que origina el paquete.

    Direcciones para servidores y perifricos Cualquier recurso de red, como un servidor o una impresora, debe tener una direccin 1Pv4 esttica. Los hosts cliente acceden a estos recursos utilizando las direcciones IPv4 de estos dispositivos. Por tanto, son necesarias unas direcciones predecibles para cada uno de estos servidores y perifricos.

    Los servidores y los perifricos son un punto de concentracin para el trfico de la red. Son muchos los paquetes que se envan a y desde las direcciones IPv4 de estos dispositivos. Al monitorizar el trfico de la red con una herramienta como Wireshark, el administrador de la red debe poder identificar rpidamente dichos dispositivos. Con un sistema de numeracin coherente para esos dispositivos se facilita mucho la identificacin.

  • Captu lo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 235

    Direcciones para hosts que son accesibles desde 1 nternet En la mayora de las internetworks, slo unos pocos dispositivos son accesibles para hosts de fuera de la empresa. En su mayora, dichos dispositivos son normalmente servidores de algn tipo. Como ocurre con todos los dispositivos de una red que proporcionan recursos de red, las direcciones 1Pv4 para estos dispositivos deben ser estticas.

    En el caso de servidores accesibles por Internet, cada uno debe tener asociada una direccin del espacio pblico. Adems, variaciones en la direccin de uno de estos dispositivos provocara que ese disposi-tivo fuera inaccesible desde Internet. En muchos casos, estos dispo-sitivos estn en una red que se numera utilizando direcciones pri-vadas. Es decir, el router o firewall situado en el permetro de la red debe configurarse para convertir la direccin interna del servidor en una direccin pblica. Debido a esta configuracin adicional en el dispositivo intermediario del permetro, es incluso ms importante que estos dispositivos tengan una direccin predecible.

    Direcciones para dispositivos intermediarios Los dispositivos intermediarios tambin son un punto de concentra-cin del trfico de la red. Casi todo el trfico dentro o entre redes atraviesa alguna clase de dispositivo intermediario. Por tanto, estos dispositivos de red proporcionan una ubicacin oportuna para admi-nistrar, monitorizar y proteger la red.

    A la mayora de los dispositivos intermediarios se les asignan direc-ciones d capa 3, bien para la administracin del dispositivo, bien para su funcionamiento. Los dispositivos como hubs, switches y puntos de acceso inalmbricos, no necesitan direcciones IPv4 para operar como dispositivos intermediarios. Sin embargo, para acceder a estos dispositivos como hosts para configurar, monitorizar o resolver los problemas de funcionamiento de la red, necesitan tener asignadas unas direcciones.

    Como tiene que saber cmo comunicarse con los dispositivos inter-mediarios, stos deben tener unas direcciones predecibles. Por consi-guiente, lo normal es asignarles sus direcciones de forma manual. Adems, las direcciones de estos dispositivos deben estar en un rango diferente dentro del bloque de red que las direcciones de los dispositivos de usuario.

  • 236 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    ~~recclones para rouiers y !lrewa s A diferencia de otros dispositivos intermediarios mencionados, los dispositivos router y firewall tienen asignada una direccin 1Pv4 a cada interfaz. Cada interfaz se encuentra en una red diferente y sirve como gateway para los hosts de esa red. Normalmente, la interfaz de router utiliza la direccin ms baja o la ms alta de la red. Esta asignacin debe ser uniforme para todas las redes de la empresa, al objeto de que el personal de la red conozca en todo momento el gateway de la red, independientemente de la red en la que estn tra-bajando. Las interfaces de router y firewall son el punto de concentracin para el trfico que entra y sale de la red. Como los hosts de cada red uti-lizan una interfaz de dispositivo router o firewall como gateway de salida de la red, muchos paquetes fluyen a travs de estas interfaces. Por consiguiente, estos dispositivos pueden jugar un papel primor-dial en la seguridad de la red filtrando los paquetes en base a sus direcciones 1Pv4 de origen y/o destino. Agrupando los distintos tipos de dispositivos en grupos de direccionamiento lgicos, se consigue una asignacin y un funcionamiento ms eficaces de este filtrado de paquetes.

    Cuando las direcciones de los dispositivos estn agrupadas por fun-ciones similares, puede crear reglas para dirigirse al grupo de dispo-sitivos, en lugar de tener que crear reglas individuales para cada dis-positivo. Puede crearse una regla utilizando una direccin resumida en lugar de una regla individual para la direccin de cada dispositivo. Esto permite que los dispositivos tengan menos reglas de seguridad, lo que dinamiza mucho la funcin de seguridad.

    La Tabla 6.14 muestra un ejemplo de diseo de grupos de direccio-namiento para una red. En esta tabla hemos agrupado los disposi-tivos en cuatro grupos: hosts de usuario, servidores, perifricos y dis-positivos de red. Cada uno de estos tipos se asigna a un grupo de direcciones dentro de su red. En la ltima columna aparece la direc-cin resumida para cada grupo. Este resumen se crea para utilizarlo en las reglas de seguridad. Aprender ms sobre las direcciones resu-midas en cursos posteriores.

    En la Tabla 6.14 observar que el octeto intermedio de las direc-ciones est representado por una x . Significa que este mismo esquema de direccionamiento se puede utilizar en redes parecidas de la intemetwork. Esto permite que la asignacin de direcciones y reglas de seguridad se aplique universalmente en la organiza-cin.

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 237

    Tabla 6.14. Grupos de direcciones de dispositivos dentro de la red 172.16.x.O /24.

    Uso Direccin Direccin Direccin baja alta resumida

    Hosts de usuario 172.16.x.l 172.16.x.l27 172.16.x.O /25 (conjunto DHCP) Servidores 172.16.x. l28 172.16.x.l91 172.16.x.l28 /26 Perifricos 172.16.x.192 172.16.x.223 172.16.x.192 /27 Dispositivos de red 172.16.x.224 172.16.x.253 172.16.x.224 /27 Router (gateway) 172.16.x.254 - 172.16.x.224 /27

    Autoridad de nmeros asignados de Internet (lANA) Una compaa u organizacin que quiere tener hosts de red accesi-bles desde Internet debe tener asignado un bloque de direcciones pblicas. El uso de estas direcciones pblicas est regulado, y la compaa u organizacin debe contar con un bloque de direcciones asignado. Esto es as para las direcciones IPv4, IPv6 y multicast.

    lANA (http://www.iana.net) es la titular de las direcciones IP. Las direcciones multicast IP y las direcciones IPv6 se obtienen directa-mente de la lANA que, hasta mediados de los noventa, administraba directamente todo el espacio de direcciones IPv4. En aquel entonces, la lANA asign9 la administracin del espacio de direcciones 1Pv4 restante a otros registros para propsitos particulares o para reas regionales. Estas compaas de registro se denominan Registros regionales de Internet (RIR, Regional Internet Registries). Los prin-cipales registros son los siguientes:

    AfriNIC (African Network Information Centre): frica, http://www.afrinic.net

    APNIC (Asia Pacific Network Information Centre): regin Asia/Pacfico, http://www.apnic.net

    ARIN (American Registry for Internet Numbers): Nortea-mrica, http://www.arin.net

    LACNIC (Regional Latin-American and Caribbean IP Address Registry): Latinoamrica y algunas islas del Caribe, http://www.lacnic. net

    RIPE NCC (Reseaux IP Europeans): Europa, Oriente Medio y Asia Central, http://www.ripe.net

  • 238 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    Diversos recursos ofrecen ms informacin sobre los RIRs y el proceso de registro. Si desea aprender ms sobre las asignaciones de direcciones 1Pv4 por parte de los registros, consulte la RFC 1466, "Guidelines for Management of IP Address Space" (http://www.ietf.org/ rfc/rfc1466 .txt) y la RFC 2050, "Internet Registry IP Allocation Guidel ines" (http://www.ietf.org/rfc/rfc2050.txt). La lANA proporciona informacin sobre la asignacin de direc-ciones 1Pv4 (http://www.iana.org/ipaddress/ ip-addresses.htm). Busque informacin sobre el direccionamiento IP en ARIN (http://www.arin.net/whois).

    Los ISPs La mayora de las compaas u organizaciones obtienen sus bloques de direcciones IPv4 de un Proveedor de servicios de Internet (ISP, Internet service provider). Por regla general, un ISP suministrar una pequea cantidad de direcciones IPv4 utilizables (6 14) a sus clientes como parte de sus servicios. Pueden obtener bloques ms grandes de direcciones basndose en la justificacin de necesidades y en los costes de servicio adicionales.

    En cierto sentido, el ISP presta o alquila estas direcciones a la orga-nizacin. Si decide mover su conectividad a Internet a otro ISP, el ISP nuevo le proporcionar direcciones de los bloques de direcciones que se le han asignado a l. Su ISP anterior recuperar entonces los bloques que le haba alquilado para su red, y los podr asignar por alquiler a otro cliente.

    Servicios ISP Para acceder a los servicios de Internet, debe conectar su red de datos a Internet usando un ISP. Los ISPs tienen su propio conjunto de redes de datos internas para administrar la conectividad a Internet y para proporcionar servicios relacionados. Entre los otros servicios que un ISP proporciona normalmente a sus clientes estn los servi-cios DNS (Sistema de nombres de dominios, Domain Name System), los servicios de e-mail y el website. En funcin del nivel de servicio requerido y disponible, los clientes utilizan distintos niveles de un ISP.

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 239

    Niveles ISP Los ISPs son designados por una jerarqua basada en su nivel de conectividad a la red troncal de Internet. Cada nivel ms inferior obtiene conectividad con la red troncal a travs de una conexin a un ISP de nivel superior. La Figura 6.12 muestra los tres niveles de ISPs.

    Red troncal de Internet

    Figura 6.12. Tres niveles de ISPs.

    Nivel 1 En la parte superior de la jerarqua ISP estn los ISPs de nivel l . Estos ISPs son los ISPs nacionales o internacionales ms grandes directamente conectados a la red troncal de Internet. Los clientes de los ISPs de nivel 1 son ISPs de un nivel inferior o compaas y orga-nizaciones grandes. Como son la cima de la conectividad a Internet, disean conexiones y servicios altamente fiables. Entre las tecnolo-gas utilizadas para soportar esta fiabilidad estn las mltiples cone-xiones con la red troncal de Internet. Las principales ventajas para los clientes de los ISPs de nivel 1 son la fiabilidad y la velocidad. Como estos clientes son una conexin directa a la red troncal de Internet, hay menos posibilidades de fallos o de embotellamientos de trfico. El inconveniente para los clientes de un ISP de nivel 1 es el alto coste.

    Nivel 2 Los ISPs de nivel 2 adquieren su servicio de Internet de los ISPs de nivel l. Por regla general, los ISPs de nivel 2 se centran en clientes comerciales y normalmente ofrecen ms servicios que los ISPs de los

  • 240 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    para operar sus propios servicios, como DNS, servidores de e-mail y servidores web. Otros servicios que los ISPs de nivel 2 pueden ofrecer son el desarrollo y mantenimiento de sitios web, el comercio electrnico (e-commerce/e-business) y VoiP. La principal desventaja de los ISPs de nivel 2, en comparacin con los ISPs de nivel 1, es que el acceso a Internet es ms lento. Como los ISPs de nivel 2 estn al menos una conexin ms alejados de la red troncal de Internet, tienden a tener una fiabilidad algo peor que los ISPs de nivel l.

    Nivel 3 Los ISPs de nivel 3 compran su servicio de Internet a los ISPs de nivel 2. El objetivo de estos ISPs son los minoristas y los mercados doms-ticos en una localidad especfica. Los clientes del nivel 3 normalmente no necesitan muchos de los servicios requeridos por los clientes del nivel 2. Sus principales necesidades son la conectividad y el soporte.

    A menudo, estos clientes tienen poca o ninguna experiencia en redes o computadoras. Los ISPs de nivel 3 suelen ofrecer su conectividad a Internet como parte de contratos de redes o computadoras con sus clientes. Aunque puede tener un ancho de banda reducido y gozar de menor fiabilidad que los proveedores de los niveles 1 y 2, a menudo resultan una buena eleccin para las compaas de pequeo y medio tamao.

    Clculo de direcciones Para trabajar con las redes 1Pv4, debe ser capaz de desarrollar y determinar un direccionamiento apropiado. Estas aptitudes incluyen la habilidad de determinar si un host particular est en una red, deter-minar las direcciones de una red concreta, y determinar cmo dividir un esquema de direccionamiento para una internetwork.

    En las siguientes secciones aprender tcnicas para llevar a cabo estos clculos. Tambin le ofrecemos varios ejemplos que muestran cmo realizarlos.

    El host est en mi red? Como miembro de una red, uno de los clculos que a menudo tendr que hacer respecto a un host es: "Est en mi red?", o "A qu red

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 241

    pertenece este host?". Para realizar estos clculos, tendr que deter-minar qu hosts estn en una red dada.

    ANO: Cul est en su red? Dentro de los dispositivos de la red de datos, se aplica la lgica digital para su interpretacin de las direcciones. Al crear o reenviar un paquete IPv4, debe extraerse la direccin de red de destino de la direccin de destino. Esto se realiza mediante una lgica denominada AND.

    La direccin de host 1Pv4 se suma lgicamente con su mscara de subred para determinar la direccin de red a la que el host est aso-ciado. Una vez realizada esta operacin AND entre la direccin y la mscara de subred, tenemos como resultado la direccin de red.

    Operacin ANO La operacin AND es una de las tres operaciones binarias bsicas que se utilizan en la lgica digital. Las otras dos son OR y NOT. Aunque las tres se utilizan en las redes de datos, AND se utiliza para determinar la direccin de red. Por consiguiente, la explicacin en esta seccin est limitada a la lgica AND. El AND lgico es la com-paracin de dos bits que arroja los siguientes resultados:

    lANDl=l

    lANDO=O

    OANDl=O

    OANDO=O

    El resultado de sumar algo y un 1 con AND da como resultado el bit original. Es decir, O AND 1 es O, y 1 AND 1 es l. En consecuencia, lo que sumemos con O mediante AND nos da como resultado O. Estas propiedades de AND se utilizan con la mscara de subred para "enmascarar" los bits de host de una direccin 1Pv4. A cada bit de la direccin se le aplica un AND con el bit correspondiente de la ms-cara de subred.

    Como todos los bits de la mscara de subred que representan los bits de host son O, la porcin de host de la direccin de red resultante se convierte toda ella a O. Recuerde que una direccin 1Pv4 con todo ceros en la porcin de host representa la direccin de red. Asimismo, todos los bits de la mscara de subred que indican la porcin de red son ls. Cuando a cada uno de estos ls se le aplica el AND con el

  • 242 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    a los bits de direccin originales.

    Razones para utilizar AND Los dispositivos de una red de datos realizan el AND entre la direc-cin de host y la mscara de subred por varias razones. Los routers utilizan el AND para determinar una ruta aceptable para un paquete entrante. El router comprueba la direccin de destino e intenta aso-ciar esta direccin con un salto siguiente. Cuando un paquete llega a un router, ste efecta un AND entre la direccin de destino IP que figura en el paquete entrante y la mscara de subred de las rutas potenciales. Esto da como resultado una direccin de red que es comparada con la ruta de una tabla de enrutamiento cuya mscara de subred se utiliz. Un host de origen debe determinar si un paquete debe enviarse direc-tamente a un host de la red local o si debe dirigirse al gateway. Para tomar esta determinacin, lo primero que debe saber un host es su direccin de red. Un host extrae su direccin de red realizando un AND entre su direccin y su mscara de subred. El AND lgico tambin lo rea-liza un host de origen entre la direccin de destino del paquete y la mscara de subred del host. El resultado es la direccin de red del destino. Si esta direccin de red coincide con la direccin de red del host local, el paquete es enviado directamente al host de des-tino. Si no coinciden las dos direcciones de red, el paquete se enva al gateway.

    La importancia de AND Si los routers y los dispositivos finales calculan estos procesos sin nuestra intervencin, por qu tenemos que aprender a realizar un AND? La respuesta es sencilla: tenemos que conocer el funciona-miento de los dispositivos de red. Cuanto ms capaces seamos de predecir el funcionamiento de una red, ms capacitados estaremos para disear y administrar una. En la verificacin y la resolucin de problemas de una red, a menudo necesitamos determinar la red 1Pv4 en la que se encuentra un host o si dos hosts se encuentran en la misma red IP. Este clculo hay que hacerlo desde la perspectiva de los dispositivos de red. Una configu-racin inadecuada puede provocar que un host crea estar en una red que no es la pretendida. Esto puede crear un funcionamiento que

  • Capitulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 243

    puede parecer errtico, a menos que lo diagnostiquemos examinando los procesos AND que el host utiliza.

    Adems, un router podra tener varias rutas diferentes que pueden satisfacer el reenvo de paquetes a un destino dado. La seleccin de la ruta utilizada por cualquier paquete dado es una operacin com-pleja. Por ejemplo, el prefijo que forma estas rutas no est directa-mente asociado con las redes asignadas al host. Esto significa que una ruta de la tabla de enrutamiento puede representar muchas redes. Si hay problemas con el enrutamiento de paquetes, podra hacerse necesario determinar cmo el router toma la decisin de enrutamiento. Aunque existen calculadoras de subredes, al adminis-trador de redes le resultar til saber cmo calcular subredes manualmente.

    NOTA

    Al planificar la implementacin de una red, puede resultarle de utilidad una calculadora de subredes como la de VLSM (CIDR) disponible en http://vlsm-calc.net can be useful. No obstante, durante el examen de certificacin no est permitido el uso de calculadoras.

    Proceso AND

    La Figura 6.13 muestra la operacin AND entre 192.0.0.1 y la ms-cara de subred 255.255.255.0. Para los dos primeros octetos, todos los bits de la mscara de subred son 1 (255). Para el AND de cada uno de estos bits con la direccin de host, el resultado es el bit de la direccin de host. En .el caso de los dos ltimos octetos, los bits de la mscara de subred son ceros (0). Para estos procesos AND, todos los resultantes son O.

    Decimal con puntos Octetos binarios

    Host 1921 o 1 ~ 1 1 11 000000 1 00000000 1 00000000 1 00000001 Mscara 255 255 o 11111 11 1 11111111 00000000 00000000 l. AND 1 1 1 1 1 1 1 Red 192 1 o 1 o 1 o 11 000000 1 00000000 1 00000000 1 00000000

    Figura 6.13. Aplicacin de la mscara de subred.

  • 244 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    !cmo

    Ahora se podra estar preguntando lo siguiente: "Cmo hago para determinar las direcciones de red, host y broadcast para una red?" Este proceso de clculo requiere examinar estas direcciones en binario. El clculo de las asignaciones de direccin requiere los siguientes pasos: Paso l. Calcular la direccin de red. Paso 2. Calcular la direccin de host ms baja. Paso 3. Calcular la direccin de broadcast. Paso 4. Calcular la direccin de host ms alta. Paso 5. Determinar el rango de direcciones de host. En las siguientes secciones examinar las asignaciones de direccin para la red 172.16.20.0/25.

    Clculo de la direccin de red En primer lugar, determine la direccin de red: es la direccin ms baja del bloque de direcciones. Para representar la direccin de red, todos los bits de host son O. Con un prefijo de 25 bits, los ltimos 7 bits son bits de host y todos son O. La Figura 6.14 muestra la direccin de red para la red 172.16.20.0/25.

    172 J16 J20 o 1l:~!ltlt~l1ll iotD'IIll o].!.llt.l G!illl~l ill o 11 ot ~aToTl o 1 o 1 o 1 o 1 o 1 o 1 o

    RE!jf 1 Host

    Figura~ 6.14. Direccin de red para la red 172.16.20.0 /25.

    Todos los bits de host son 0: 0+0+0+0+0+0+0+0=0. As, la direccin de red es 172.16.20.0. Esto hace que el ltimo octeto de la direccin sea O. Por consiguiente, la direccin de red es 172.16.20.0.

    Clculo de la direccin de host ms baja A continuacin, debe calcular la direccin de host ms baja. Siempre es 1 mayor que la direccin de red. Por tanto, utilizando la cuenta binaria, incremente el primer bit, haciendo que el ltimo bit de host sea l. La Figura 6.15 muestra la direccin de host ms baja para la red 172.16.20.0 /25.

  • Captulo 6: Direccionamiento de la red: 1Pv4 245

    Figura 6.15. Direccin de host ms baja para la red 172.16.20.0 /25.

    Todos los bits de host excepto la posicin menos significativa son 0: 0+0+0+0+0+0+0+1=1. Con el bit ms bajo de la direccin de host establecido a 1, la direccin es 172.16.20.1. Por tanto, la direccin de host ms baja es 172.16.20.1.

    Clculo de la direccin de broadcast Aunque pueda parecer un poco fuera de secuencia, a menudo resulta ms fcil calcular la direccin de broadcast antes de calcular la direc-cin de host ms alta. La direccin de broadcast de una red es la direccin ms alta del bloque de direcciones. Requiere que todos los bits de host sean establecidos. Por tanto, los siete bits de host que se utilizan en esta red de ejemplo son 1, como se muestra en la Figura 6.16.

    172 116 J20 1127 1 f~t l 1 1 o 11111 o("oJ otot op 1 oto 1 o 1 oJo ot oJJio ! '~ l o t o 1 o11 11 11 11J 1 11 11

    Rd" 1 Host

    Figura 6.16. La direccin de broadcast para la red 172.16.20.0/25.

    Todos los bits de host son 1: 64+32+16+8+4+2+1=127. Segn este clculo, el valor del ltimo octeto es 127. Esto nos da como direc-cin de broadcast la 172.16.20.127 para la red 172.16.20.0/25.

    Clculo de la direccin de host ms alta Despus de determinar la direccin de broadcast, puede determinar fcilmente la direccin de host ms alta. Es 1 menos que la direccin de broadcast. En la Figura 6.17, con una direccin de broadcast de 172.16.20.127, la direccin de host ms alta sera 172.16.20.126.

    Figura 6.17. Direccin de host ms alta para la red 172.16.20.0/25.

  • 246 Aspectos bsicos de networking. Gua de estudio de CCNA Exploration

    ms bajo, y establezca a 1 todos los dems bits de host. Todos los bits de host, excepto la posicin ms baja, son 1: 64+32+16+8+4+2+0=126. De este modo, la direccin de host ms alta en este ejemplo es 172.16.20.126.

    NOTA

    Aunque para este ejemplo se han mostrado todos los octetos, slo tiene que examinar el contenido de un octeto dividido, es decir, un octeto que contiene bits de red y bits de host.

    Cmo determinar el rango de direcciones de host Por ltimo, tiene que determinar el rango de host para la red. Este rango incluye todas las direcciones, desde la direccin de host ms baja hasta la direccin de host ms alta, ambas inclusive. Por tanto, en esta red el rango de direcciones es: 172.16.20.1 a 172.16.20.126 Estas direcciones unicast IPv4 pueden asignarse a los hosts de la red lgica 172.16.20.0/25. Un host con cualquier otra direccin asignada estar en una red lgica diferente.

    CONSEJO

    Observe que el bit menos significativo de la direccin de red y el bit menos significativo de la direccin de host ms alta son siempre O. Esto hace que los valores sean pares. De for