TRABAJO INDIVIDUAL

FASE 3 Y 4

ANDREY YAMID CASTILLO BUITRAGO

CÓD. 95100107822

GRUPO 301121_59

TUTOR

LEONARDO BERNAL ZAMORA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

INGENIERÍA DE SISTEMAS

CEAD CHIQUINQUIRA

SAN PABLO DE BORBUR, BOYACA

NOVIEMBRE, 2014

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo tiene como fin el desarrollo de las fases 3 y 4, por medio de las cuales se pretende dar respuesta, reconocer e identificar conceptos visto en estas fases como son las direcciones IP, modelo TCP/IP, entre otros, exponiendo sus principales características.

Las redes de datos son las que han soportado como columna vertebral todo el desarrollo de la internet, a nivel físico, de transporte y de red se tienen diferentes tipos de hardware que manipulan los diferentes paquetes que viajan por la red, imprimiéndole también un proceso de seguridad por medio de otros hardware para evitar que nuestra PC sea infectada o infiltrada por virus y paquetes dañinos.

Con este trabajo buscamos revisar lo aprendido durante la unidad 3 de nuestra guía sobre las redes de datos y sus diferentes componentes activos y no activos.

OBJETIVOS

Aplicar los conceptos aprendidos durante el curso. Comprender las diferentes características y funciones de los equipos de

Networking para llevarlos a la práctica. Comprender que es un modelo TCP/IP y cuáles son sus características Identificar y conocer cada uno de los conceptos en el presente trabajo

colaborativo Aplicar los conocimientos adquiridos en nuestras aéreas de trabajo

1. QUE ES EL MODELO TCP/IP Y SUS CARACTERÍSTICAS.

La Internet TCP/IP son una serie de normas que detallan como deben comunicarse los ordenadores y el modo de interconectar las redes para permitir que diferentes sistemas puedan cooperar compartiendo sus recursos.

Fue desarrollado por una comunidad de investigadores de una agencia gubernamental norteamericana: ARPA (Advanced Research Projects Agency) bajo petición del Departamento de Defensa Norteamericana con objeto de que los sistemas multifabricante de Defensa pudieran dialogar entre sí y se implementó por primera vez en Diciembre del 69 denominándose ARPAnet.

El nombre TCP / IP Proviene de dos protocolos importantes de la familia, el Transmission Control Protocol (TCP) y el Internet Protocol (IP). Todos juntos llegan a ser más de 100 protocolos diferentes definidos en este conjunto.

El TCP / IP es la base del Internet que sirve para enlazar computadoras que utilizan diferentes sistemas operativos, incluyendo PC, minicomputadoras y computadoras centrales sobre redes de área local y área extensa. TCP / IP fue desarrollado y demostrado por primera vez en 1972 por el departamento de defensa de los Estados Unidos, ejecutándolo en el ARPANET una red de área extensa del departamento de defensa.

Algunos de los motivos de su popularidad son:

Independencia del fabricante Soporta múltiples tecnologías Puede funcionar en máquinas de cualquier tamaño Estándar de EEUU desde 1983

La arquitectura de un sistema en TCP/IP tiene una serie de metas:

La independencia de la tecnología usada en la conexión a bajo nivel y la arquitectura del ordenador

Conectividad Universal a través de la red Reconocimientos de extremo a extremo Protocolos estandarizados

Del conjunto de protocolos TCP/IP algunos actúan a 'bajo nivel' como por ejemplo: IP, TCP, UDP, etc. suministrando las funciones necesarias a otras aplicaciones de 'alto nivel'.

Otros protocolos realizan tareas específicas como transferencias de ficheros de correo electrónico, o sencillamente averiguar qué usuarios se encuentran conectados a un sistema determinado.

Inicialmente TCP/IP se utilizó masivamente para conectar minis con mainframes, lo que dio lugar a los servicios TCP/IP más tradicionales.

Una red TCP/IP transfiere datos mediante el ensamblaje de bloques de datos en paquetes, cada paquete comienza con una cabecera que contiene información de control; tal como la dirección del destino, seguido de los datos. Cuando se envía un archivo por la red TCP/IP, su contenido se envía utilizando una serie de paquetes diferentes. El Internet Protocol (IP), un protocolo de la capa de red, permite a las aplicaciones ejecutarse transparentemente sobre redes interconectadas. Cuando se utiliza IP, no es necesario conocer que hardware se utiliza, por tanto ésta corre en una red de área local.

El Transmission Control Protocol (TCP); un protocolo de la capa de transporte, asegura que los datos sean entregados, que lo que se recibe, sea lo que se pretendía enviar y que los paquetes que sean recibidos en el orden en que fueron enviados. TCP terminará una conexión si ocurre un error que haga la transmisión fiable imposible.

En el modelo TCP/IP no es estrictamente necesario el uso de todas las capas sino que, por ejemplo, hay protocolos de aplicación que operan directamente sobre IP y otros que lo hacen por encima de IP. En la imagen se pueden apreciar los 5 niveles de la arquitectura, comparados con los siete de OSI.

Descripción General de los Protocolos TCP/IP

Modelo de Capas: En términos generales, el software TCP/IP está organizado en cuatro capas conceptuales que se construyen sobre una quinta capa de hardware. El siguiente esquema muestra las capas conceptuales así como la forma en que los datos pasan entre ellas.

Capa de aplicación. Es el nivel más alto, los usuarios llaman a una aplicación que acceda servicios disponibles a través de la red de redes TCP/IP. Una aplicación interactúa con uno de los protocolos de nivel de transporte para enviar o recibir datos. Cada programa de aplicación selecciona el tipo de transporte necesario, el cual puede ser una secuencia de mensajes individuales o un flujo continuo de octetos. El programa de aplicación pasa los datos en la forma requerida hacia el nivel de transporte para su entrega. Estos programas están sustentados por una serie de protocolos que los proporcionan. Por ejemplo, el protocolo SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), para el correo electrónico, y el FTP que proporciona los servicios necesarios para la transferencia de archivos entre dos computadoras.

En esta capa se encuentran los protocolos SMTP, FTP, etc.

Capa de transporte. La principal tarea de la capa de transporte es proporcionar la comunicación entre un programa de aplicación y otro. Este tipo de comunicación se conoce frecuentemente como comunicación punto a punto. La capa de transporte regula el flujo de información. Puede

también proporcionar un transporte confiable, asegurando que los datos lleguen sin errores y en secuencia. Para hacer esto, el software de protocolo de transporte tiene el lado de recepción enviando acuses de recibo de retorno y la parte de envío retransmitiendo los paquetes perdidos. El software de transporte divide el flujo de datos que se está enviando en pequeños fragmentos (por lo general conocidos como paquetes) y pasa cada paquete, con una dirección de destino, hacia la siguiente capa de transmisión. Aun cuando en el esquema anterior se utiliza un solo bloque para representar la capa de aplicación, una computadora de propósito general puede tener varios programas de aplicación accesando la red de redes al mismo tiempo. La capa de transporte debe aceptar datos desde varios programas de usuario y enviarlos a la capa del siguiente nivel. Para hacer esto, se añade información adicional a cada paquete, incluyendo códigos que identifican qué programa de aplicación envía y qué programa debe recibir, así como una suma de verificación para verificar que el paquete ha llegado intacto y utiliza el código de destino para identificar el programa de aplicación en el que se debe entregar.

En esta capa se encuentran los protocolos UDP y TCP.

Capa de Red o Internet. La capa Internet maneja la comunicación de una máquina a otra. Ésta acepta una solicitud para enviar un paquete desde la capa de transporte, junto con una identificación de la máquina, hacia la que se debe enviar el paquete. La capa Internet también maneja la entrada de datagramas, verifica su validez y utiliza un algoritmo de ruteo para decidir si el datagrama debe procesarse de manera local o debe ser transmitido. Para el caso de los datagramas direccionados hacia la máquina local, el software de la capa de red de redes borra el encabezado del datagrama y selecciona, de entre varios protocolos de transporte, un protocolo con el que manejará el paquete. Por último, la capa Internet envía los mensajes ICMP de error y control necesarios y maneja todos los mensajes ICMP entrantes. Los protocolos utilizados en esta capa son:

IP ICMP IGMP ARP RARP BOOTP

Capa de Enlace o interfaz de red. Este nivel se limita a recibir datagramas del nivel superior (nivel de red) y transmitirlo al hardware de la red. El software TCP/IP de nivel inferior consta de una capa de interfaz de red responsable de aceptar los datagramas IP y transmitirlos hacia una red

específica. Una interfaz de red puede consistir en un dispositivo controlador (por ejemplo, cuando la red es una red de área local a la que las máquinas están conectadas directamente) o un complejo subsistema que utiliza un protocolo de enlace de datos propios (por ejemplo, cuando la red consiste de conmutadores de paquetes que se comunican con anfitriones utilizando HDLC). La interconexión de diferentes redes genera una red virtual en la que las máquinas se identifican mediante una dirección lógica. Sin embargo a la hora de transmitir información por un medio físico se envía y se recibe información de direcciones físicas.. Un diseño eficiente implica que una dirección lógica sea independiente de una dirección física, por lo tanto es necesario un mecanismo que relacione las direcciones lógicas con las direcciones físicas. De esta forma podremos cambiar nuestra dirección lógica IP conservando el mismo hardware, del mismo modo podremos cambiar una tarjeta de red, la cual contiene una dirección física, sin tener que cambiar nuestra dirección lógica IP.

En esta capa pueden utilizarse diversos protocolos: Frame Relay, X.25, etc.

2. QUE ES UNA DIRECCIÓN IP Y CUÁLES SON SUS CARACTERÍSTICAS.

Las direcciones IP (IP es un acrónimo para Internet Protocol) son un número único e irrepetible con el cual se identifica una computadora conectada a una red que corre el protocolo IP.

Una dirección IP (o simplemente IP como a veces se les refiere) es un conjunto de cuatro números del 0 al 255 separados por puntos. Por ejemplo, uservers.net tiene la dirección IP siguiente:

200.36.127.40

En realidad una dirección IP es una forma más sencilla de comprender números muy grandes, la dirección 200.36.127.40 es una forma más corta de escribir el número 3357835048. Esto se logra traduciendo el número en cuatro tripletes.

Antiguo sistema de clases

Anteriormente, las direcciones IP se asignaban usando o que se conocía como clases. Una clase C contenía 256 direcciones, una clase B contení 16,384 direcciones y una clase A contení unas 2, 097,152 direcciones.

Debido a que las direcciones IP se agotaron súbitamente con este sistema, estos recursos se asignan hoy en día en bloques más pequeños usando un sistema conocido como CIDR (acrónimo de Classless Inter-Domain Routing). De esta forma se logra un mejor aprovechamiento de las direcciones.

Delegación de direcciones

Para obtener un bloque de direcciones de Internet, generalmente debes solicitarlo a tu upstream provider (es decir la red con quien te conectas a Internet). Tu proveedor puede imponer las condiciones y políticas que considere convenientes para administrar sus bloques de direcciones.

Dependiendo del tamaño del bloque solicitado, es probable que puedas solicitar bloques de direcciones IP a otras organizaciones con más relevancia en la red como por ejemplo los NICs nacionales (como NIC México) o los registros regionales (como ARIN o LacNIC). Estas organizaciones normalmente solo atienden a quienes solicitan bloques muy muy grandes de direcciones.

Por lo general, las direcciones no pueden ser trasladadas de una red a otra, es decir, si tienes una dirección de un proveedor no puedes llevarlo a otro. Es por esto que uServers no puede dar una dirección IP fija para tu conexión de Internet.

Direcciones privadas

Para dar direcciones a redes no conectadas directamente a Internet, se han reservado algunos bloques de direcciones privadas (para más info consulta el RFC 1918). Estas direcciones pueden ser usadas por cualquier persona en redes Internas pero no pueden ser ruteadas a la Internet global.

Los bloques de direcciones privadas son:

192.168.0.0 - 256 clases C o 65,536 direcciones

172.16.0.0 - 256 clases B o 4,194,304 direcciones

10.0.0.0 - una clase A o 2,097,152 direcciones

Para conectar una red con IPs internas a la Internet global existen varias tecnologías que pueden ser usadas. Estas incluyen los proxies o NAT.

Características de una dirección IP: Las direcciones IP se denominan direcciones lógicas. Tiene direccionamiento jerárquico Representa una conexión de la maquina a la red y no la maquina

misma. Existen dos tipos de direcciones especiales:

Dirección de red: permite el enrutamiento entre router. Posee 0 binarios en todos los bits de la parte de host. Por ejemplo:172.16.0.0Dirección de broadcat: permite enviar datos a todos los dispositivos de una red. Posee 1 binario en todos los bits de la parte del host. Por ejemplo:

172.16.255.255.

3. CLASE DE DIRECCIONES IP

Podemos clasificar las direcciones IP dependiendo de diferentes criterios, desde el punto de vista de la accesibilidad, desde el punto de vista de la perdurabilidad y dependiendo de la clase.

Accesibilidad:

Direcciones IP públicas: Aquellas que son visibles por todos los host conectados a internet. Para que una maquina sea visible desde internet debe tener asignada obligatoriamente una dirección IP publica, y no puede tener dos host con la misma dirección IP.

Direcciones IP privadas: Aquellas que son visibles únicamente por los host de su propia red o de otra red privada interconectadas por medio de rauters. Los host con direcciones IP privadas no son visibles desde internet, por lo que si quieren salir a esta debe hacerlo a través de un router o un proxy que tenga asignada una IP pública. Las direcciones IP privadas se utilizan en redes privadas para interconectar los puestos de trabajo.

Perdurabilidad:

Direcciones IP estáticas: Aquellas asignadas de forma fija o permanente a un host determinado, por lo que cuando una maquina con este tipo de IP se conecte a la red lo ara siempre con la misma dirección IP. Normalmente son usados por los servicios web, routers o máquinas que deban estar conectadas a la red de forma permanente y en el caso de direcciones Ip públicas estáticas hay que contratarlas, generalmente a un ISP (proveedor de servicios de internet).

Direcciones IP dinámicas: Aquellas que son asignadas de forma dinámica a los host que desean conectarse a internet y no tiene una IP fija. Cada vez que el usuario se conecte lo hará con una dirección IP distinta.

Según su clase:

A la hora de asignar direcciones IP a una red se considera el tamaño y las necesidades de esta, por lo que se distinguen 3 tipos principales de redes (y de direcciones IP)

Clase A: Esta clase es para las redes muy grandes, tales como las de una gran compañía internacional. Del IP con un primer octeto a partir de 1 al 126 son parte de esta clase. Los otros tres octetos son usados para identificar cada anfitrión. Esto significa que hay 126 redes de la clase A con 16, 777,214 (2^24 -2) posibles anfitriones para un total de 2,147,483,648

(2^31) direcciones únicas del IP. Las redes de la clase A totalizan la mitad de las direcciones disponibles totales del IP.

En redes de la clase A, el valor del bit *(el primer número binario) en el primer octeto es siempre 0.

Loopback: La dirección IP 127.0.0.1 se utiliza como la dirección del loopback Esto significa que es utilizada por el ordenador huésped para enviar un mensaje de nuevo a sí mismo. Se utiliza comúnmente para localizar averías y pruebas de la red.

Clase B: Se utiliza para las redes de tamaño mediano. Un buen ejemplo es un campus grande de la universidad. Las direcciones del IP con un primer octeto a partir del 128 al 191 son parte de esta clase. Las direcciones de la clase B también incluyen el segundo octeto como parte del identificador neto. Utilizan a los otros dos octetos para identificar cada anfitrión (host). Esto significa que hay 16,384 (2^14) redes de la clase B con 65,534 (2^16 -2) anfitriones posibles cada uno para un total de 1,073,741,824 (2^30) direcciones únicas del IP. Las redes de la clase B totalizan un cuarto de las direcciones disponibles totales del IP y tienen un primer bit con valor de 1 y un segundo bit con valor de 0 en el primer octeto.

Clase C: Las direcciones de la clase C se utilizan comúnmente para los negocios pequeños a medianos de tamaño. Las direcciones del IP con un primer octeto a partir del 192 al 223 son parte de esta clase. Las direcciones de la clase C también incluyen a segundos y terceros octetos como parte del identificador neto. Utilizan al último octeto para identificar cada anfitrión. Esto significa que hay 2,097,152 (2^21) redes de la clase C con 254 (2^8 -2) anfitriones posibles cada uno para un total de 536,870,912 (2^29) direcciones únicas del IP. Las redes de la clase C totalizan un octavo de las direcciones disponibles totales del IP. Las redes de la clase C tienen un primer bit con valor de 1, segundo bit con valor de 1 y de un tercer bit con valor de 0 en el primer octeto.

4. QUE SON LAS MÁSCARAS DE RED.

Combinación de bits que sirve para delimitar el ámbito de una red de computadoras. Su función es indicar a los dispositivos qué parte de la dirección IP

es el número de la red, incluyendo la subred, y qué parte es la correspondiente al host.

Funcionamiento:

Básicamente, mediante la máscara de red una computadora (principalmente la puerta de enlace, router...) podrá saber si debe enviar los datos dentro o fuera de las redes. Por ejemplo, si el router tiene la ip 192.168.1.1 y máscara de red 255.255.255.0, entiende que todo lo que se envía a una IP que empiece por 192.168.1 va para la red local y todo lo que va a otras ips, para fuera (internet, otra red local mayor...).

Te un rango de direcciones IP desde 10.0.0.0 hasta 10.255.255.255. Si todas ellas formaran parte de la misma red, su máscara de red sería: 255.0.0.0. También se puede escribir como 10.0.0.0/8

Como la máscara consiste en una seguidilla de unos consecutivos, y luego ceros (si los hay), los números permitidos para representar la secuencia son los siguientes: 0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254, y 255.

La representación utilizada se define colocando en 1 todos los bits de red (máscara natural) y en el caso de subredes, se coloca en 1 los bits de red y los bits de host usados por las subredes. Así, en esta forma de representación (10.0.0.0/8) el 8 sería la cantidad de bits puestos a 1 que contiene la máscara en binario, comenzando desde la izquierda. Para el ejemplo dado (/8), sería 11111111.00000000.00000000.00000000 y en su representación en decimal sería 255.0.0.0.

Una máscara de red representada en binario son 4 octetos de bits (11111111.11111111.11111111.11111111).

Hay una notación estándar para grupos de direcciones IP, a veces llamada «dirección de red». Igual que un número de teléfono puede ser separado en prefijo de área y el resto, podemos separar una dirección IP en el prefijo de red y el resto.

Las personas solían hablar sobre «la red 1.2.3», refiriéndose a todas las 256 direcciones de la 1.2.3.0 a la 1.2.3.255. O si no les bastaba con esa red, se referían a «la red 1.2», que implica todas las direcciones desde la 1.2.0.0 a la 1.2.255.255.

Normalmente no escribimos «1.2.0.0 - 1.2.255.255». En su lugar, lo abreviamos como «1.2.0.0/16». Esta extraña notación «/16» (se llama «netmask» - máscara de red), necesita algo de explicación.

Cada número entre los puntos en una dirección IP se compone de 8 dígitos binarios (00000000 a11111111): los escribimos en la forma decimal para hacerlos

más legibles a los humanos. El «/16» significa que los primeros 16 dígitos binarios constituyen la dirección d red, o en otras palabras, «1.2.» es la parte de la red (recuerde: cada dígito representa 8 binarios). Esto significa que cualquier dirección IP que comience por «1.2» es parte de la red: «1.2.3.4» y «1.2.3.50» lo son, y «1.3.1.1» no.

Para hacer la vida más fácil, solemos usar redes que acaban en «/8», «/16» y «/24». Por ejemplo, «10.0.0.0/8» es una gran red que contiene las direcciones desde la 10.0.0.0 a la 10.255.255.255 (¡alrededor de 24 millones de direcciones!). 10.0.0.0/16 es más pequeña, y sólo contiene las direcciones IP de la 10.0.0.0 a la 10.0.255.255. 10.0.0.0/24 es aún más pequeña, y sólo contiene las direcciones 10.0.0.0 a 10.0.0.255.

Para hacer las cosas más confusas, hay otras maneras de escribir máscaras de red. Podemos escribirlas como direcciones IP:

10.0.0.0/255.0.0.0

Para terminar, merece la pena señalar que la IP más grande de cualquier red está reservada para la «dirección de difusión», que se puede usar para formar un Máximo número Comentarios Corta Completa Máquinas

/8 /255.0.0.0 16,777,215 Se suele llamar «clase A /16 /255.255.0.0 65,535 Se suele llamar «clase B» /17 /255.255.128.0

32,767 /18 /255.255.192.0 16,383 /19 /255.255.224.0 8,191 /20 /255.255.240.0 4,095 /21 /255.255.248.0 2,047 /22 /255.255.252.0 1,023 /23 /255.255.254.0 511

/24 /255.255.255.0 255 Se suele llamar «clase C» /25 /255.255.255.128 127 /26 /255.255.255.192 63 /27 /255.255.255.224 31 /28 /255.255.255.240 15 /29 /255.255.255.248 7 /30 /255.255.255.252 3

5. CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS NETWORKING

Repetidor: Este dispositivo sólo amplifica la señal de la red y es útil en las redes que se extienden grandes distancias.

Concentrador o Hub: Un concentrador (hub) es un elemento de hardware que permite concentrar el tráfico de red que proviene de múltiples hosts y regenerar la señal. El concentrador es una entidad que cuenta con determinada cantidad de puertos (posee tantos puertos como equipos a conectar entre sí, generalmente 4, 8, 16 ó 32). Su único objetivo es recuperar los datos binarios que ingresan a un puerto y enviarlos a los demás puertos. Al igual que un repetidor, el concentrador funciona en el

nivel 1 del modelo OSI. Es por ello que a veces se lo denomina repetidor multipuertos.

Puente o Bridge: Un puente es un dispositivo que conecta dos redes de distintas topologías y protocolos a nivel de enlace, por ejemplo una red Ethernet y una Token-Ring. Las funciones de un puente son:

Dividir una red de área local en dos subredes. Cuando una red de área local se hace demasiado grande, en cuanto a número de nodos, debe ser dividida para que su rendimiento sea mejor.

Interconectar dos redes de área local, pudiendo tener protocolos de nivel de enlace o medios de transmisión distintos. Como puede ser la interconexión de una red inalámbrica a una de cable o una red Ethernet a otra Token Ring.

Controlar las tramas defectuosas.

Conmutador o Switch: El Switch (o conmutador) trabaja en las dos primeras capas del modelo OSI, es decir que éste distribuye los datos a cada máquina de destino, mientras que el hub envía todos los datos a todas las máquinas que responden. Concebido para trabajar en redes con una cantidad de máquinas ligeramente más elevado que el hub, éste elimina las eventuales colisiones de paquetes (una colisión aparece cuando una máquina intenta comunicarse con una segunda mientras que otra ya está en comunicación con ésta…, la primera reintentará luego)

Enrutador o Router: El Router permite el uso de varias clases de direcciones IP dentro de una misma red. De este modo permite la creación de sub redes. Es utilizado en instalaciones más grandes, donde es necesaria (especialmente por razones de seguridad y simplicidad) la creación de varias sub redes. Cuando la Internet llega por medio de un cable RJ45, es necesario utilizar un router para conectar una sub red (red local, LAN) a Internet, ya que estas dos conexiones utilizan diferentes clases de dirección IP (sin embargo es posible pero no muy aconsejado utilizar una clase A o B para una red local, estas corresponden a las clases de Internet).

CONCLUSIONES

Por medio de esta actividad adquirimos conocimientos detallados de los conceptos vistos en la unidad 3 del curso redes locales básicas, aprendiendo de cada uno de estos, de sus características principales y sus funcionalidades.

BIBLIOGRAFÍA

http://docente.ucol.mx/al980347/public_html/modelo_tcp.htm#c_trans

http://web.uservers.net/ayuda/soluciones/dominios/que-es-una-direccion-ip_NTk.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Rangos_y_Clases_de_la_IP

http://es.slideshare.net/erickvazq/direccin-ip-19088210

http://www.ecured.cu/index.php/M%C3%A1scara_de_red