Concepto y estructura de dirección IP
Los equipos comunican a través de Internet mediante el protocolo IP (Protocolo de Internet). Este protocolo utiliza direcciones numéricas denominadas direcciones IP compuestas por cuatro números enteros (4 bytes) entre 0 y 255, y escritos en el formato xxx.xxx.xxx.xxx. Por ejemplo,194.153.205.26 es una dirección IP en formato técnico.
Los equipos de una red utilizan estas direcciones para comunicarse, de manera que cada equipo de la red tiene una dirección IP exclusiva.
El organismo a cargo de asignar direcciones públicas de IP, es decir, direcciones IP para los equipos conectados directamente a la red pública de Internet, es el ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) que remplaza el IANA desde 1998 (Internet Assigned Numbers Agency).
Notación decimal punteada y Binaria
Son muchas las formas de resolver un problema. Además, existen varias formas de convertir números decimales en números binarios. Uno de los métodos se presenta a continuación, sin embargo no es el único. Es posible que el estudiante encuentre que otros métodos son más fáciles. Es cuestión de preferencia personal.
Al convertir un número decimal a binario, se debe determinar la mayor potencia de dos que pueda caber en el número decimal. Si se ha diseñado este proceso para trabajar con computadores, el punto de inicio más lógico son los valores más altos que puedan caber en uno o dos bytes. Como se mencionó anteriormente, el agrupamiento más común de bits es de ocho, que componen un byte. Sin embargo, a veces el valor más alto que un byte puede contener no es lo suficientemente alto para los valores requeridos. Para adaptarse a esta circunstancia, se combinan los bytes. En lugar de tener dos números de ocho dígitos, se crea un solo número de 16 bits. En lugar de tener tres números de ocho dígitos, se crea un número de 24 bits. Las mismas reglas se aplican de la misma forma a los números de ocho bits. Multiplique el valor de la posición previa por dos para obtener el presente valor de columna.
Ya que el trabajo con computadores, a menudo, se encuentra referenciado por los bytes, resulta más sencillo comenzar con los límites del byte y comenzar a calcular desde allí. Primero hay que calcular un par de ejemplos, el primero de 6 783. Como este número es mayor a 255, el valor más alto posible en un solo byte, se utilizarán dos bytes. Comience a calcular desde 215. El equivalente binario de 6 783 es 00011010 01111111.
El segundo ejemplo es 104. Como este número es menor a 255, puede representarse con un byte. El equivalente binario de 104 es 01101000.
Este método funciona con cualquier número decimal. Considere el número decimal un millón. Como un millón es mayor que el valor más alto que puede caber en dos bytes, 65535, se necesitarán por lo menos tres bytes. Multiplicando por dos hasta llegar a 24 bits, se llega a los tres bytes, el valor será de 16 777 215. Esto significa que el valor más alto que puede caber en 24 bits es de 16 777 215. De modo que comenzando en los 24 bits, siga el proceso hasta llegar al cero. Si se continúa con el procedimiento descripto, se llega a determinar que el número decimal un millón es equivalente al número binario 00001111 01000010 01000000.
La conversión de binario a decimal es el proceso inverso. Simplemente coloque el binario en la tabla y, si se encuentra un uno en una posición de la columna, agregue el valor al total. Convierta 00000100 00011101 a decimal. La respuesta es: 1053.
Versiones de dirección IP
Direcciones IPv4
Para entender el por que el espacio de direcciones IPv4 es limitado a 4.3 mil millones de direcciones, podemos descomponer una dirección IPv4. Una dirección IPv4 es un número de 32 bits formado por cuatro octetos (números de 8 bits) en una notación decimal, separados por puntos. Un bit puede ser tanto un 1 como un 0 (2 posibilidades), por lo tanto la notación decimal de un octeto tendría 2 elevado a la 8va potencia de distintas posibilidades (256 de ellas para ser exactos). Ya que nosotros empezamos a contar desde el 0, los posibles valores de un octeto en una dirección IP van de 0 a 255.
Ejemplos de direcciones IPv4: 192.168.0.1, 66.228.118.51, 173.194.33.16
Si una dirección IPv4 está hecha de cuatro secciones con 256 posibilidades en cada sección, para encontrar el número de total de direcciones IPv4, solo debes de multiplicar 256*256*256*256 para encontrar como resultado 4,294,967,296 direcciones. Para ponerlo de otra forma, tenemos 32 bits entonces, 2 elevado a la 32va potencia te dará el mismo número obtenido.
Direcciones IPv6
Las direcciones IPv6 están basadas en 128 bits. Usando la misma matemática anterior, nosotros tenemos 2 elevado a la 128va potencia para encontrar el total de direcciones IPv6 totales, mismo que se mencionó anteriormente. Ya que el espacio en IPv6 es mucho mas extenso que el IPv4 sería muy difícil definir el espacio con notación decimal... se tendría 2 elevado a la 32va potencia en cada sección.
Para permitir el uso de esa gran cantidad de direcciones IPv6 más fácilmente, IPv6 está compuesto por ocho secciones de 16 bits, separadas por dos puntos (:). Ya que cada sección es de 16 bits, tenemos 2 elevado a la 16 de variaciones (las cuales son 65,536 distintas posibilidades). Usando números decimales de 0 a 65,535, tendríamos representada una dirección bastante larga, y para facilitarlo es que las direcciones IPv6 están expresadas con notación hexadecimal (16 diferentes caracteres: 0-9 y a-f).
Para el funcionamiento de una red, todos sus dispositivos requieren una dirección IP única: La dirección
MAC. Las direcciones IP están construidas de dos partes: el identificador de red (ID network) y el
identificador del dispositivo (ID host). Por Host entenderemos que es cualquier dispositivo que tiene
asignado una dirección IP.
Clasificación de las direcciones IPv4
Clases de direcciones IP
Te preguntaras que tanto de una dirección IP representa la red (ID network)y que tanto representa el host (Id
host). La respuesta depende del tipo de dirección que tengas. Existen tres tipos de direcciones: Clase A, Clase
B y Clase C.
La principal diferencia entre estos tres tipos principales de dirección deriva en el número de octetos usados
para identificar la red.
• La clase A utiliza sólo el primer octeto para identificar la red, dejando los 3 octetos (24 bits) restantes
para identificar el host. La clase A es utilizada para grandes corporaciones internacionales (e.g.
carriers como AT&T, IBM, GM,..) ya que provee 16,777,214 (224-2) direcciones IP para los hosts,
pero está limitada a sólo 127 redes de clase A.
• La clase B utiliza los primeros dos octetos para identificar la red, dejando los 16 bits restantes (2
octetos) para el host. La clase B es utilizada por grandes compañías que necesitan un gran número de
nodos (e.g. universidades, GM, FORD, ..). Los 2 octetos le dan cabida a 16,384 redes supliendo todas
ellas un total de 65,534 (216-2) direcciones IP para los hosts.
• La clase C usa los primeros 3 octetos para el identificador de red, dejando los 8 bits restantes para el
host. La clase C es utilizada por pequeñas redes, que suman un total de 2,097,152 redes con un
máximo de 254 (28
-2) hosts cada una.
Máscaras de subred (subnet mask)
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 dirección IP
192.168.1.1 y máscara de red 255.255.255.0, entiende que todo lo que se envía a una dirección IP que
empiece por 192.168.1 va para la red local y todo lo que va a otras direcciones IP, para afuera (internet, otra
red local mayor...).
Supongamos que tenemos 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 una 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
IP Públicas, Privadas y Reservadas
Las direcciones privadas se definen en RFC 1918, Asignación de direcciones para redes de Internet privadas, y en ocasiones se hace referencia a ellas como direcciones RFC 1918. Los bloques de direcciones de espacio privado, como se muestra en la ilustración, se utilizan en redes privadas. Los hosts que no requieren acceso a Internet pueden utilizar direcciones privadas. Sin embargo, dentro de la red privada, los hosts aún requieren direcciones IP únicas dentro del espacio privado.
Hosts en distintas redes pueden utilizar las mismas direcciones de espacio privado. Los paquetes que utilizan estas direcciones como la dirección de origen o de destino no deberían aparecer en la Internet pública. El router o el dispositivo de firewall del perímetro de estas redes privadas deben bloquear o convertir estas direcciones. Incluso si estos paquetes fueran a llegar hasta Internet, los routers no tendrían rutas para reenviarlos a la red privada correcta.
En RFC 6598, IANA reservó otro grupo de direcciones conocidas como “espacio de dirección compartido”. Como sucede con el espacio de dirección privado definido en RFC 1918, las direcciones del espacio de dirección compartido no son enrutables globalmente. Sin embargo, el propósito de estas direcciones es solamente ser utilizadas en redes de proveedores de servicios. El bloque de direcciones compartido es 100.64.0.0/10.
Direcciones públicas
La amplia mayoría de las direcciones en el rango de host unicast IPv4 son direcciones públicas. Estas direcciones están diseñadas para ser utilizadas en los hosts de acceso público desde Internet. Aun dentro de estos bloques de direcciones IPv4, existen muchas direcciones designadas para otros fines específicos.
Tipos de comunicaciones en IPv4
Unicast - En este modo de comunicación, un equipo manda información a otro equipo de manera única e independiente. Si este equipo quisiera mandarle la misma información a otro diferente, tendría que mandar una copia de esta información por separado al segundo receptor y así sucesivamente. Haciendo un simil con la comunicación humana, digamos que vamos a tener una fiesta y para que la gente vaya necesitamos pasar los detalles de la reunión a otras personas. En un modo de comunicación Unicast, iríamos con cada uno de nuestros conocidos y les contaríamos los detalles de la fiesta a cada uno por separado. Esto por supuesto sería muy pesado de realizar y sobre todo agotador (ocupamos más ciclos de CPU para una actividad repetitiva a la vez que ocupamos un mayor ancho de banda), pero el mensaje final es entregado.
Broadcast - En IP se define una dirección de Broadcast como la dirección que todos los equipos deben procesar además de la dirección IP configurada en la tarjeta de red. Cuando se manda tráfico a la dirección Broadcast de una red, todos los equipos de la misma la reciben, la procesan y trabajan con ella de ser necesario. Continuando con el ejemplo de la fiesta, en lugar de hablar con cada uno de nuestros conocidos, vamos a la oficina, tomamos un altavoz y gritamos a todos los presentes los detalles de la reunión. El mensaje solo se manda una vez, pero todos los presentes lo reciben y lo procesan. Por supuesto, aunque nuestro mensaje fue entregado de manera correcta, habrá mucha gente a la que no le interesa saber de la fiesta y sin embargo tuvieron que enterarse, es decir, estas personas usaron ciclos de CPU y ancho de banda para procesar información que no les era de interés.
Multicast - En este método de comunicación, el equipo con la información interesante manda una sola copia del mensaje, pero esta vez lo hace a un grupo selecto de equipos destino, es decir, solo se mandan los datos a los equipos que lo requieren. En esta ocasión, resulta que nosotros tenemos un programa de radio o de televisión que todos nuestros conocidos sintonizan diariamente. Es en este programa donde damos los detalles de la fiesta y solo las personas que están interesadas reciben la información final.
Procesos de asignación de direcciones IPv4
Una dirección IP dinámica es una IP asignada mediante un servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) al usuario. La IP que se obtiene tiene una duración máxima determinada. El servidor DHCP provee parámetros de configuración específicos para cada cliente que desee participar en la red IP. Entre estos parámetros se encuentra la dirección IP del cliente.
Una dirección IP fija es una dirección IP asignada por el usuario de manera manual (en algunos casos el ISP o servidor de la red no lo permite), o por el servidor de la red (ISP en el caso de internet, router o switch en caso de LAN) con base en la Dirección MAC del cliente. Muchas personas confunden IP fija con IP pública e IP dinámica con IP privada.
Prueba de la Capa de Red
Ping es una utilidad para probar la conectividad IP entre hosts. Ping envía solicitudes de respuestas desde una dirección host específica. Ping usa un protocolo de capa 3 que forma parte del conjunto de aplicaciones TCP/IP llamado Control Message Protocol (Protocolo de mensajes de control de Internet, ICMP). Ping usa un datagrama de solicitud de eco ICMP.
Si el host en la dirección especificada recibe la solicitud de eco, éste responde con un datagrama de respuesta de eco ICMP. En cada paquete enviado, el ping mide el tiempo requerido para la respuesta.
A medida que se recibe cada respuesta, el ping muestra el tiempo entre el envío del ping y la recepción de la respuesta. Ésta es una medida del rendimiento de la red. Ping posee un valor de límite de tiempo de espera para la respuesta. Si no se recibe una respuesta dentro de ese intervalo de tiempo, el ping abandona la comunicación y proporciona un mensaje que indica que no se recibió una respuesta.
Prueba de la capa de red <br />Describa la función general del comando “ping”, enumere los pasos de su uso en una red y use dicho comando para determinar si el protocolo IP está funcionando en un host local.<br />
Prueba de la capa de red <br />Utilice el comando “ping” para verificar que un host local pueda comunicarse con una gateway a través de una red de área local.
Prueba de la capa de red <br /><ul><li>Utilice el comando “ping” para verificar que un host local pueda comunicarse a través de una gateway con un dispositivo ubicado en una red remota.</li></li></ul><li>Prueba de la capa de red <br />Utilice “tracert”/“traceroute” para observar la ruta entre dos dispositivos mientras éstos se comunican y enumere los pasos de las operaciones de “tracert”/“traceroute”.<br />
No hay comentarios:
Publicar un comentario