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Rede

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o IP

David Villa <[email protected]> :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 1

Versión 28/02/11

Direccionamiento IP

:: Redes ::

aplicación

transporte

enlace

física

redred

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Direccionamiento con clasesSubnetting

● VLSM

SupernettingDireccionamiento sin clasesCIDRResumen de rutas (Summarizing)

Contenidos

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La dirección IP es un número de 32 bits e identifica el punto de conexión (la interfaz) entre un host y una red. El espacio de direccionamiento es 232 = 4.294.967.296

Un host con conexiones a varias redes debe tener (al menos) una dirección IP por cada interfaz.

La dirección IP tiene dos partes:● Un NetID, que identifica una red (designado por una autoridad global),

la IANA (Internet Assigned Number Authority)● Un HostID, que identifica un host dentro de esa red.

hostsubred

32 bits

Dirección IP

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Direcciones IP especiales

00000000.00000000.00000000.00000000

00 ... 00XX ... XX

Este host

Esa red

11 ... 11XX ... XX Todos los host de esa red

XX ... XX00 ... 00 Un host de esta red

01111111.00000000.00000000.00000001 iface loopback

11111111.11111111.11111111.11111111 Todos los hosts de esta red

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Direccionamiento con clase (classful addressing)

Hay 5 clases, que se reconocen por los bits más significativos:

host id0 Clase A (27-3 redes)net id

0 1 2 3 4 5 6 7 8 90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 91

0 1 2 3 4 5 6 7 8 92

0 13

host id10 Clase B (214-16 redes)net id

host id110 Clase C (221-256 redes)net id

dirección multicast1110 Clase D

reservado uso futuro1111 Clase E

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A: 231 direcciones (50%). 1.0.0.0 - 127.255.255.255

B: 230 direcciones (25%). 128.0.0.0 - 191.255.255.255

C: 229 direcciones (12,5%). 192.0.0.0 - 223.255.255.255

D: 228 direcciones (6,25%). 224.0.0.0 - 239.255.255.255

E: 228 direcciones (6,25%). 240.0.0.0 - 255.255.255.255

Rangos para direccionamiento privado. Los paquetes cuyo destino sea una dirección IP privada no pueden atravesar ningún enrutador.

10.0.0.0 - 10.255.255.255/8 (16.777.216 hosts en 1 bloque)

172.16.0.0 - 172.31.255.255/12 (1.048.576 hosts en 16 bloques)

192.168.0.0 - 192.168.255.255/16 (65.536 hosts en 256 bloques)

Direccionamiento con clase (classful addressing)

:: Direccionamiento ::

RFC1918RFC1918

RFC3330RFC

3330

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Direccionamiento con clasedirecciones de red (net id)

Las direcciones de red tienen varias propiedades:● Es la primera dirección de cada bloque● Identifica a toda una red desde el punto de vista de internet● Dada una dirección de red se puede averiguar la clase a la

que pertenece, el bloque (net id) y el rango de direcciones en ese bloque

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0100 0011 0010 0110 0000 1101

161 67 38 13es de clase B

1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000máscara

0000 00001010 0001 0100 0011 0000 0000dirección de red

1010 0001

Una máscara es un número de 32 bits tal que al hacer un

AND con una dirección IP dada obtenemos la dirección de

red que le corresponde.

Direccionamiento con clasemáscara de red

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Direccionamiento con clasemáscara de red

Máscaras por defecto para las tres clases

255 0 0 0A

255 255 0 0B

255 255 255 0C

Si se utiliza estrictamente el esquema de direccionamiento

con clases las máscaras no son necesarias.

La máscara 255.255.0.0 se puede indicar también así:

● 161.67.27.38 /16 (Se denomina notación CIDR)

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Subnetting

Problema: Las redes de clase A y B están infrautilizadas.

Solución: Se dividen en “sub-redes” más pequeñas. Se utiliza parte del sufijo (host id) como identificador de la sub-red.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 91

0 1 2 3 4 5 6 7 8 92

0 13

host id10 net id

sub-net id

El esquema de la figura utiliza un “sub-net id” de 4 bits, de modo que se dispone de 16 sub-redes con 212-2 hosts cada una.

El esquema de sub-redes lo decide el administrador de la red.

RFC950RFC950

n bits -> 2n subredesn bits -> 2n subredes

RFC1878RFC

1878

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Subnetting

141.14.0.1 141.14.0.2 141.14.255.253 141.14.255.254141.14.192.2

141.14.201.4

Internet

Red: 141.14.0.0

Red clase B convencional

El número de sub-redes siempre debe ser una potencia de 2.

Se puede aplicar a cualquier bloque (red o subred) que no se esté utilizando.

Es una decisión del diseño local, es transparente desde Internet.

Ejemplo: Aplicar subnetting a la siguiente red para conseguir 4 bloques iguales:

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141.14.63.254

141.14.44.12

Sub-red: 141.14.0.0/18

141.14.0.2141.14.0.1 141.14.127.254

141.14.88.9

Sub-red: 141.14.64.0/18

141.14.64.2141.14.64.1

141.14.191.254

141.14.167.20

Sub-red: 141.14.128.0/18

141.14.128.2141.14.128.1 141.14.255.254

141.14.201.4

Sub-red: 141.14.192.0/18

141.14.192.2141.14.192.1

Internet

X.X.0000 0000.0 X.X.0100 0000.0

X.X.1000 0000.0 X.X.1100 0000.0

141.14.198.24

Red clase B subdivididaen 4 sub-redes

Subnetting :: ejemplo (cont)

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SubnettingMáscara de la sub-red

Para poder realizar un enrutado efectivo es necesario

definir la máscara de la sub-red.

Para el ejemplo anterior:

host id10 net id

sub-net id

● La máscara es:

1111 1111 1111 1111 11 0000 000000 0000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 91

0 1 2 3 4 5 6 7 8 92

0 130

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Cuando se utiliza una máscara de subred de tamaño fijo, todas las

subredes deben tener el mismo tamaño.

Esto supone un gran desperdicio de direcciones cuando se necesitan

bloques pequeños, p.ej. enlaces serie (que sólo necesitan dos

direcciones)

VLSM permite aplicar subnetting de forma anidada.

VLSM requiere soporte de los protocolos de enrutamiento dinámico.

RIPv1 y GRP mientras que RIPv2, OSPF y EIGRP sí lo soportan

SubnettingVariable Length Subnet Mask (VLSM)

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Variable Length Subnet Mask (VLSM)(Ejemplo 1)

Supongamos que hay que dividir la red de clase C 200.10.10.0 en tres subredes de 120, 60 y 60 hosts.Subred 0:

● Dirección: 200.10.10.0 /25● Permite 126 hosts

Subred 1:● Dirección: 200.10.10.128 /26● Permite 62 hosts

Subred 2:● Dirección: 200.10.10.192 /26● Permite 62 hosts

200.10.10.0/24:

200.10.10.0/25200.10.10.128/25

● 200.10.10.128/26● 200.10.10.192/26

200.10.10.0/24:

200.10.10.0/25200.10.10.128/25

● 200.10.10.128/26● 200.10.10.192/26

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172.16.14.0/26172.16.14.64/26172.16.14.128/26172.16.14.192/26

● 172.16.14.192/27● 172.16.14.224/27

• 172.16.14.224/30• 172.16.14.228/30• 172.16.14.232/30• 172.16.14.236/30• 172.16.14.240/30• 172.16.14.244/30• 172.16.14.248/30• 172.16.14.252/30

Variable Length Subnet Mask (VLSM)(Ejemplo 2)

172.16.14.0/26

172.16.14.228/30

172.16.14.224/30

172.16.14.236/30

172.16.1.0 /24172.16.2.0 /24

172.16.14.0/24

172.16.14.64/26

172.16.14.128/26

172.16.14.192/27

172.16.14.232/30

Subdividimos la subred 172.16.14.0/24 para conseguir 8 subredes de distintos tamaños:

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Supernetting

Problema: Nadie quiere las redes de clase C porque son demasiado

pequeñas.

Solución: Se agregan para formar “super-redes” más grandes. Se

utiliza parte del prefijo (net id) para direccionar hosts.0 1 2 3 4 5 6 7 8 90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 91

0 1 2 3 4 5 6 7 8 92

0 13

host id110 net id

Requisitos:● El número de bloques agregados debe ser potencia de 2.● Los bloques deben tener direccionamiento contiguo.● El tercer byte de la primera dirección debe ser divisible por el nº de

bloques.

RFC1338RFC

1338

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Supernetting :: Máscara de la super-red

En este caso también es obligatorio disponer de la máscara

para saber a que rango de bloques afecta la super-red

1111 1111 1111 1111 0000 00001111 1111Máscara por defectopara una red clase C

1111 1111 1111 1111 0 00001111 1111

1111 1111 1111 1111 0001111 1

+ 3 bits

- 3 bits

Máscara de sub-red

Máscara de super-red

Supernetting

Subnetting

0000 0000

111

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Direccionamiento sin clases (classless addressing)

El direccionamiento con clases (classfull) es poco flexible.

Classless permite definir bloques de direcciones de cualquier tamaño (que sea potencia de 2).

La primera dirección debe ser divisible por el número de direcciones en el bloque.

La primera dirección y la máscara definen cada bloque.

Una organización puede hacer subnetting dentro de su bloque. Sin embargo no tiene sentido aplicar supernetting con classless addressing.

El direccionamiento sin clases plantea problemas de rutado, que soluciona el CIDR.

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Classless Inter-Domain Routing (CIDR)RFCs1518 a1520

RFCs1518 a1520

CIDR se basa en la definición de prefijos de cualquier tamaño que se van asignando de forma arbórea, por distintas entidades.

La entidad “asignadora” de primer nivel es IANA. en el segundo nivel hay 5 RIR (Regional Internet Registry) que a su vez reparten el espacio de direccionamiento entre otras entidades menores.

CIDR utiliza VLSM para definir subredes de forma arbitraria.

Las subredes se pueden agregar con las reglas habituales para formar “super-redes”.

Con CIDR, los enrutadores deben cambiar la forma en la que manejan sus tablas de rutas, puesto que las direcciones destino de los paquetes no son “auto-contenidas”, como sí ocurría en classfull.

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CIDR :: Resumen de rutas

El resumen (o agregación) de rutas permite a los encaminadores CIDR

simplificar sus tablas de rutas.

200.10.8.0/24

200.10.9.0/24

200.10.10.0/24

200.10.11.0/24

S1: 200.10.10.1/30

target mask next hop iface200.10.8.0 22 200.10.0.2 S1

...

target mask next hop iface200.10.8.0 24 - E0200.10.9.0 24 - E1200.10.10.

024 - E2

200.10.11.0

24 - E3...

E0E1

E2E3

S1: 200.10.10.2/30

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Referencias

Se recomienda repasar y profundizar el contenido de este tema utilizando (al menos) la siguiente bibliografía básica:

B.F. Transmisión de datos y redes de comunicaciones, cuarta edición 2007.● Sección 19.1

A.S. Redes de computadores. Pearson Educación, Cuarta edición, 2003.● Pág 438 - 444

Behrouz A. Forouzan. TCP/IP Protocol Suite. McGraw-Hill, 2003.● Capítulo 5 y Sección 6.6

CISCO Systems. Inc. Guía del primer año. CCNA 3 y 4. Cisco Press, 2003.● Capítulo 2

RFCs citadas a lo largo del tema.

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