UNIDAD 4. CAPA DE RED Materia: Telemática I Profesor: Cristina Satizábal 4.1 FUNCIONES Búsqueda de la mejor ruta Direccionamiento lógico Control de Congestión Función de Contabilidad Interconexión de redes heterogéneas 4.2 DISPOSITIVOS DE CAPA 3 Dispositivos que trabajan a nivel de la capa de red. ROUTERS (Enrutadores): Tienen interfaces LAN y WAN Dos funciones principales: Determinación de mejor ruta para los paquetes entrantes Conmutación de paquetes al puerto de salida correcto Toman decisiones basados en direcciones de red 4.2 DISPOSITIVOS DE CAPA 3 Se basan en la construcción de tablas de enrutamiento y en el intercambio de la información de red, que estas contienen, con otros routers Tablas de enrutamiento contienen direcciones de red y puerto donde se encuentra dicha red. Actualización de tablas de enrutamiento: Rutas estáticas: Tabla de enrutamiento se llena manualmente. Para redes pequeñas. Administrador necesita conocer bien la topología Rutas dinámicas: Tabla de enrutamiento actualizada a través de protocolos de enrutamiento 4.2 DISPOSITIVOS DE CAPA 3 SÍMBOLO: APARIENCIA: 4.2 DISPOSITIVOS DE CAPA 3 4.2 DISPOSITIVOS DE CAPA 3 CONEXIONES SERIE: Para comunicaciones a larga distancia, las WAN usan transmisiones serie. 4.2 DISPOSITIVOS DE CAPA 3 CONEXIONES SERIE: Además de determinar el tipo de cable, es necesario determinar si se requieren conectores DTE o DCE. DTE (Equipo Terminal de Datos): Punto final del dispositivo del usuario en un enlace WAN. DCE (Equipo de Comunicación de Datos): Punto donde la responsabilidad de enviar los datos se transfiere al proveedor de servicios. Suministra señal de temporización (Reloj). Al conectarse de forma directa a un proveedor de servicios , el router actúa como DTE. Mirar que router tenga la interfaz para WAN adecuada y los puertos para LAN necesarios. 4.3 PROTOCOLOS ENRUTADOS Y DE ENRUTAMIENTO PROTOCOLOS ENRUTADOS: Definen el formato del paquete y ofrece suficiente información en dirección de red para que paquete sea enviado de un host a otro. Ej: IP PROTOCOLOS DE ENRUTAMIENTO: Sirve de soporte a protocolos enrutados y permite compartir información de enrutamiento. Ej: RIP, OSPF. 4.4 FORMATO DE PAQUETE IPv4 PDU = Cabecera + Datos Cabecera paquete: parte fija (20 bytes) y parte longitud variable Versión (4 bits) IHL (4 bits) Tipo de Servicio (8 bits) Identificación (16 bits) Tiempo de Vida (8 bits) Longitud Total (16 bits) D M F F 1 1 1 Protocolo (8 bits) Desplazamiento del Fragmento (13 bits) Suma de Comprobación de la Cabecera (16 bits) Dirección de Origen (32 bits) Dirección de Destino (32 bits) Opciones (0 o más palabras) DATOS (Longitud variable) 4.4 FORMATO DE PAQUETE IPv4 Campos: Versión (4 bits): Versión de protocolo IP (valor 4) IHL (4 bits): Longitud de cabecera en palabras de 32 bits (mínimo 5, máximo 15) => opciones máximo 40 bytes Tipo de Servicio (8 bits): Permite al host indicar a la subred el tipo de servicio que quiere. Se compone de: precedencia (3 bits) (prioridad , 0 (normal) – 7(paquete de control de red)), tres indicadores: D (Delay – Retardo), T (ThroughputRendimiento) y R (Reliability – Fiabilidad) y dos bits no usados. Routers actualmente ignoran este campo. 4.4 FORMATO DE PAQUETE IPv4 Campos: Longitud Total (16 bits): Longitud en bytes de cabecera + datos. Máximo 65535 bytes. Identificación (16 bits): Necesario para que el host de destino determine a qué flujo de datos pertenece un fragmento recién llegado. Todos los fragmentos de un flujo de datos contienen el mismo valor de identificación DF (1 bit): Don´t Fragment (No fragmentar). Ordena a routers no fragmentar el flujo de datos porque destino es incapaz de unir las piezas de nuevo 4.4 FORMATO DE PAQUETE IPv4 Campos: MF (1 bit): More Fragments (Más fragmentos). Todos los fragmentos de un flujo de datos, excepto el último, tienen este bit en 1, indicándose cuando han llegado todos los fragmentos Desplazamiento del Fragmento (13 bits): Indica en qué parte del flujo de datos actual va el fragmento. Puede haber un máximo de 8192 fragmentos por flujo de datos. Tiempo de Vida (8 bits): Contador que sirve para limitar la vida de un paquete. Inicia en 255 y se va disminuyendo en 1, tras cada salto. Cuando el contador llega a cero, se descarta el paquete y se avisa al host de origen 4.4 FORMATO DE PAQUETE IPv4 Campos: Protocolo (8 bits): Indica el protocolo de la capa de transporte al que debe entregarse el paquete. Número de protocolos se definen en el RFC1700. Suma de Comprobación de la Cabecera (16 bits): Para verificar si hay algún error en la cabecera (detección de errores). El CRC debe recalcularse en cada salto, porque campo TTL cambia Dirección de Origen y Dirección de Destino (32 bits c/u): Direcciones IP del host de origen y del host de destino, respectivamente. 4.4 FORMATO DE PAQUETE IPv4 Campos: Opciones (Hasta 40 bytes): Para permitir información no presente en el diseño original. Actualmente, 5 opciones: seguridad (indica qué tan secreta es la información), enrutamiento estricto desde el origen (indica trayectoria completa a seguir), enrutamiento libre desde el origen (paquete debe pasar por routers indicados y en el orden especificado, pero puede incluir otros), registrar ruta (routers agregan su dirección IP), marca de tiempo (router agrega su IP y su marca de tiempo) Datos (Hasta 65515 bytes): Contiene segmentos de capa de transporte. 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP Comunicación de dos sistemas => se deben poder identificar y localizar entre sí Dirección IP => Asignada por administrador de red Dirección IPv4: 32 bits divididos en 4 octetos que se escriben en decimal separados por puntos. Ej: 192.168.2.3 Octetos toman valor de 0 a 255 Para operar con direcciones IP se necesita manejo de conversión binaria a decimal. 4.5.1 CONVERSIONES DECIMAL/BINARIO Y BINARIO/DECIMAL DECIMAL A BINARIO: Encontrar primero potencia de dos más grande que encaje en número decimal e ir restando potencias de dos al número decimal, donde se van agregando 1s, hasta obtener como resultado 0. EJ: 6783d => 6783-4096=2687-2048=639-512=12764=63-32=31-16=15-8=7-4=3-2=1-1=0 215 214 213 212 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 32768 16384 8192 4096 2048 1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 4.5.1 CONVERSIONES DECIMAL/BINARIO Y BINARIO/DECIMAL BINARIO A DECIMAL: Se suma el valor correspondiente en decimal de las potencias de dos, donde hay 1s. EJ: 100110001011100 16384+2048=18432+1024=19456+64=19520+16 =19536+8=19544+4=19548 215 214 213 212 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 32768 16384 8192 4096 2048 1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 4.5.1 CONVERSIONES DECIMAL/BINARIO Y BINARIO/DECIMAL EJEMPLO: Convertir de binario a decimal: 10110110.01010101.11110000.11111111 128 64 32 16 8 4 2 1 1 0 1 1 0 1 1 0 128+32+16+4+2=182 128 64 32 16 8 4 2 1 0 1 0 1 0 1 0 1 64+16+4+1=85 4.5.1 CONVERSIONES DECIMAL/BINARIO Y BINARIO/DECIMAL 128 64 32 16 8 4 2 1 1 1 1 1 0 0 0 0 128+64+32+16=240=255-15 128 64 32 16 8 4 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 128+64+32+16+8+4+2+1=255 Dirección IP: 182.85.240.255 4.5.1 CONVERSIONES DECIMAL/BINARIO Y BINARIO/DECIMAL EJERCICIO: Convertir a decimal 00001111.10101010.11111100.00011111 Convertir a binario 192.219.85.31 Convertir a decimal 10110110.10111101.00001111.11110000 Convertir a binario 51.214.23.104 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP Redes de distintos tamaños 5 clases: A,B,C,D y E Cada dirección se divide en una parte de red y una parte de host Un bit o secuencia de bits de primer octeto determina clase de la misma Direcciones jerárquicas => diferentes niveles 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP DIRECCIONES CLASE A: 0 RED HOST 1er octeto inicia en 0 (00000000-011111111, 0-127) Redes 0 y 127 reservadas (27-2=126 redes) Número de hosts por red: 224-2=16.777.216 Máscara de subred: 32 bits(4 octetos). Bits en 1 indican parte de dirección correspondiente a red y bits en 0 indican parte de la dirección correspondiente a los hosts (AND entre dir IP y máscara). Máscara de clase A: 255.0.0.0 ó /8 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP DIRECCIONES CLASE B: 10 RED 1er HOST octeto inicia en 10 (10000000-101111111, 128191) Número de redes: 214=16384 Número de hosts por red: 216-2=65534 Máscara de subred: 255.255.0.0 ó /16 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP DIRECCIONES CLASE C: 110 RED 1er HOST octeto inicia en 110 (11000000-110111111, 192-223) Número de redes: 221=2.097.152 Número de hosts por red: 28-2=254 Máscara de subred: 255.255.255.0 ó /24 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP DIRECCIÓN CLASE D: Se crearon para posibilitar multicast No hay división en parte de red y parte de host 1er octeto inicia en 1110 (11100000-11101111, 224239) DIRECCIÓN CLASE E: Direcciones reservadas para investigación No pueden utilizarse en Internet No hay división en parte de red y parte de host 1er octeto inicia en 1111(11110000-11111111, 240-255) 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP EJEMPLO: La dirección 173.84.25.3 a qué clase pertenece? 128 64 32 16 8 4 2 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1er octeto inicia en 10 entonces dirección clase B 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP EJERCICIO: Determinar la clase de las siguientes direcciones: 241.18.85.30 180.50.20.31 213.35.71.0 67.45.8.3 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP DIRECCIONES IP RESERVADAS: Direcciones que no pueden asignarse a los hosts Dirección de red: Bits correspondientes a los hosts son todos 0. Dirección que ven redes externas. Dirección de broadcast: Bits correspondientes a los hosts son todos 1. Para mensajes de broadcast. 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP EJEMPLO: La siguiente dirección es una dirección de host, de red o de broadcast? 135.80.5.0 SOLUCIÓN: 128 64 32 16 8 4 2 1 1 0 0 0 0 1 1 1 clase B → 2 primeros octetos para red y 2 últimos octetos para host, por tanto, es una dirección de host Dirección 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP EJERCICIO: Qué tipo de direcciones son las siguientes? 221.85.3.0 238.15.255.255 45.0.255.255 153.15.255.255 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP DIRECCIONES PRIVADAS Y PÚBLICAS: Organismos que Administran Direcciones IP IANA: Internet Assigned Numbers Authority (antes) ICANN: Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (hoy) Direcciones públicas: Para uso en Internet (únicas) Direcciones privadas: Para uso en intranets En RFC 1918 se apartan tres bloques de direcciones IP para uso privado 4.5 DIRECCIONAMIENTO IP CLASE CLASE A CLASE B INTERVALO 10.0.0.0 a 10.255.255.255 172.16.0.0 a 172.31.255.255 NÚMERO DE REDES 1 red 16 redes CLASE C 192.168.0.0 a 192.168.255.255 256 redes 4.5.2 DIVISIÓN EN SUBREDES RAZONES PARA UTILIZAR SUBREDES Flexibilidad, mejor utilización del espacio de direccionamiento Contención de broadcast Seguridad de bajo nivel => acceso a otras subredes sólo a través de un router. Además, se pueden crear listas de control de acceso. 4.5.2 DIVISIÓN EN SUBREDES CÓMO SE CREAN SUBREDES? Se prestan bits de la porción de la dirección IP correspondiente a los hosts => depende de número de subredes requeridas y de hosts requeridos por subred Luego de división en subredes: una parte de red, una parte de subred y un parte para hosts. División en subredes hace cambiar máscara utilizada Máscara de subred se crea colocando en 1 los bits de red y subred 4.5.2 DIVISIÓN EN SUBREDES CÓMO SE CREAN SUBREDES? Número de subredes totales = 2n, n: bits prestados para subred Número de hosts totales=2h, h: bits restantes para hosts Número de subredes utilizables= 2n-2, n: bits prestados para subred Número de hosts utilizables=2h-2, h: bits restantes para hosts 4.5.2 DIVISIÓN EN SUBREDES EJEMPLO: Se quiere realizar una división en subredes partiendo de la dirección 192.168.2.0/24. Se necesita una subred para cada una de las siguientes áreas de la LAN: Aula de clase No1: 21 hosts + 1 Aula de clase No2: 19 hosts + 1 Sala de Profesores: 10 hosts +1 Área administrativa: 14 hosts + 1 Sala de informática: 29 hosts +1 4.5.2 DIVISIÓN EN SUBREDES EJEMPLO : a. b. c. d. e. f. Cuantas subredes se necesitan para esta red? Cuantos bits se piden prestados a la porción de host? Cuál sería la nueva máscara de subred? (Formatos decimal, binario y barra diagonal) Cuantos hosts y subredes totales? Cuantos hosts y subredes utilizables? Haga una tabla con los campos: número de subred, último octeto, dir de subred, rango de host, y dirección de broadcast. 4.5.2 DIVISIÓN EN SUBREDES EJEMPLO : g. h. i. Cuál es el rango de host para la subred utilizable 6? Cuál es la dirección de broadcast de la subred utilizable 3? Cuál es la dirección de broadcast de la red principal? 4.5.2 DIVISIÓN EN SUBREDES EJERCICIO 1: Se quiere utilizar la dirección 172.17.0.0/16 para hacer una división en subredes de la siguiente manera: 32 subredes de al menos 99 hosts 26 subredes de al menos 254 hosts 12 subredes de al menos 29 hosts 4.5.2 DIVISIÓN EN SUBREDES EJERCICIO 1: a. b. c. d. e. f. g. h. Cuantas subredes se necesitan para esta red? Cuál es el número mínimo de bits que se deben pedir prestados? Cuál es la nueva máscara de subred de esta red? (Formatos binario, decimal y barra diagonal) Cuántas subredes utilizables hay? Cuantos hosts utilizables por cada subred? Rango de hosts para la subred utilizable 2 Dirección de broadcast para subred utilizable 126 Dirección de broadcast para red principal 4.5.2 DIVISIÓN EN SUBREDES EJERCICIO 2: Dada una dirección de red 10.0.0.0/22 diga: a. b. c. d. e. f. g. Cuántos bits se pidieron prestados de la porción de hosts? Cuál es la máscara de subred en formato binario y decimal? Cuántas subredes utilizables hay? Cuántos hosts utilizables por subred? Rango de hosts de la subred utilizable 16 Dirección de broadcast de última subred utilizable Dirección de red de subred utilizable 10512 4.5.3 ESCALADO DE DIRECCIONES IP Cualquier dispositivo que se conecte a Internet, precisa de una dirección IP Dos problemas de escalabilidad en IPv4: Espacio de direcciones se agotó mientras tamaño de Internet continúa aumentando Aumento en el número de rutas en tablas de enrutamiento => problema de escalabilidad en algoritmos de enrutamiento 4.5.3 ESCALADO DE DIRECCIONES IP Soluciones: NAT y PAT CIDR VLSM Agregación IPv6 de ruta NAT y PAT NAT : Network Address Translation Manipulación de direcciones en la cabecera de paquete IP Traduce direcciones internas o locales (IPs privadas) en direcciones globales (direcciones públicas) Oculta direcciones IP internas a redes externas => incrementa privacidad PAT: Port Address Translation Variante de NAT Usa números de puerto origen únicos en la dirección IP global para distinguir las diferentes conversiones Una misma dirección IP pública puede ser asignada, teóricamente, a 65536 hosts diferentes (número de puerto de 16 bits). PAT intenta preservar el puerto origen. Si ya está asignado intenta encontrar el primer número de puerto disponible NAT y PAT NAT Tomado de: NAT/PAT, Traducción de Direcciones y Puertos. Mauricio Mosquera Gutiérrez. Universidad de Santander (UDES) NAT y PAT PAT Tomado de: NAT/PAT, Traducción de Direcciones y Puertos. Mauricio Mosquera Gutiérrez. Universidad de Santander (UDES) VENTAJAS Y DESVENTAJAS VENTAJAS: Permiten privatización de intranets Incrementan flexibilidad de conexión a la red pública No se debe cambiar direccionamiento al interior de la intranet Desventajas Se incrementa el retardo No se puede hacer seguimiento IP extremo a extremo CIDR CIDR : Classless Inter-Domain Routing Proporciona: Sustitución del direccionamiento con clase, por un esquema sin clase más flexible y menos derrochador Mejora de la agregación de ruta, también conocida como supernetting. VLSM VLSM : Variable Length Subnet Masking Varios niveles de direcciones IP Permite usar más de una máscara de subred dentro del mismo espacio de direcciones Uso más eficaz de direcciones IP: No se desperdician No todos los protocolos de enrutamiento la soportan Se deben ordenar subredes desde la que tiene mayor número de hosts hasta la que tiene menor número de hosts VLSM EJEMPLO: Pamplonita, Mutiscua y Chinácota tienen una conexión WAN con Pamplona. Pamplonita requiere 28 hosts, Mutiscua y Chinácota requieren 12 hosts cada una y Pamplona requiere 60 hosts (ver figura) Se dispone de una dirección clase C 200.168.10.0/24. Calcular VLSM para toda la red VLSM EJEMPLO: VLSM SOLUCIÓN: Se ordenan las subredes de la más grande a la más pequeña 1. Pamplona: 60 hosts + 1(pto de router) =61 hosts 2. Pamplonita: 28 hosts +1(pto de router)=29 hosts 3. Mutiscua:12 hosts + 1(pto de router)=13 hosts 4. Chinácota: 12 hosts + 1(pto de router)=13 hosts 5. S1: 2 hosts 6. S2: 2 hosts 7. S3: 2 hosts VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada subred, en el orden establecido previamente 1. PAMPLONA: 60 hosts + 1(pto de router) =61 hosts #hosts utilizables =26-2=62 hosts utilizables => 6 bits para hosts Máscara: /26 SUBRED HOST (2 bits) (6 bits) 110 HOST RED MÁSCARA = 24 bits (RED)+ 2 bits (SUBRED) = 26 11111111 255 11111111 . 255 11111111 . 255 11000000 . 192 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada subred, en el orden establecido 1. PAMPLONA: 60 hosts + 1(pto de router) =61 hosts Dirección de subred: 200.168.10.0 /26 SUBRED (2 bits) 200 168 10 00 HOST (6 bits) 000000 RED Dirección de broadcast: 200.168.10.63/26 SUBRED (2 bits) 200 168 RED 10 00 HOST (6 bits) 111111 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada subred, en el orden establecido 1. PAMPLONA: 60 hosts + 1(pto de router) =61 hosts Rango de Hosts: 200.168.10.1/26 200.168.10.62/26 a. Pto del Router: 200.168.10.1/26 b. Hosts : 200.168.10.2/26 – 200.168.10.61/26 c. Reserva: 200.168.10.62/26 Siguiente dirección disponible: 200.168.10.64/26 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada subred, en el orden establecido previamente 2. PAMPLONITA: 28 hosts + 1(pto de router) =29 hosts #hosts utilizables =25-2=30 hosts utilizables => 5 bits para hosts Máscara: /27 SUBRED HOST (3 bits) (5 bits) 110 HOST RED MÁSCARA = 24 bits (RED)+ 3 bits (SUBRED) = 27 11111111 255 11111111 . 255 11111111 . 255 11100000 . 224 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada subred, en el orden establecido 2. PAMPLONITA: 28 hosts + 1(pto de router) =29 hosts Dirección de subred: 200.168.10.64 /27 SUBRED (3 bits) 200 168 10 HOST (5 bits) 010 00000 RED Dirección de broadcast: 200.168.10.95/27 SUBRED (3 bits) 200 168 RED 10 HOST (5 bits) 010 11111 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada subred, en el orden establecido 2. PAMPLONITA: 28 hosts + 1(pto de router) =29 hosts Rango de Hosts: 200.168.10.65/27 200.168.10.94/27 a. Pto del Router: 200.168.10.65/27 b. Hosts : 200.168.10.66/27 – 200.168.10.93/27 c. Reserva: 200.168.10.94/27 Siguiente dirección disponible: 200.168.10.96/27 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada subred, en el orden establecido previamente 3. MUTISCUA: 12 hosts + 1(pto de router) =13 hosts #hosts utilizables =24-2=14 hosts utilizables => 4 bits para hosts Máscara: /28 SUBRED HOST (4bits) (4 bits) 110 HOST RED MÁSCARA = 24 bits (RED)+ 4 bits (SUBRED) = 28 11111111 255 11111111 . 255 11111111 . 255 11110000 . 240 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada red, en el orden establecido 3. MUTISCUA: 12 hosts + 1(pto de router) =13 hosts Dirección de subred: 200.168.10.96/28 200 168 10 SUBRED (4 bits) HOST (4 bits) 0110 0000 RED Dirección de broadcast: 200.168.10.111/28 SUBRED (4bits) 200 168 RED 10 HOST (4 bits) 0110 1111 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada red, en el orden establecido 3. MUTISCUA: 12 hosts + 1(pto de router) =13 hosts Rango de Hosts: 200.168.10.97/28 200.168.10.110/28 a. Pto del Router: 200.168.10.97/28 b. Hosts : 200.168.10.98/28 200.168.10.109/28 c. Reserva: 200.168.10.110/28 Siguiente dirección: 200.168.10.112/28 - – VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada subred, en el orden establecido previamente 4. CHINÁCOTA: 12 hosts + 1(pto de router) =13 hosts #hosts utilizables =24-2=14 hosts utilizables => 4 bits para hosts Máscara: /28 SUBRED HOST (4bits) (4 bits) 110 HOST RED MÁSCARA = 24 bits (RED)+ 4 bits (SUBRED) = 28 11111111 255 11111111 . 255 11111111 . 255 11110000 . 240 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada red, en el orden establecido 4. CHINÁCOTA: 12 hosts + 1(pto de router) =13 hosts Dirección de subred: 200.168.10.112/28 200 168 10 SUBRED (4 bits) HOST (4 bits) 0111 0000 RED Dirección de broadcast: 200.168.10.127/28 SUBRED (4bits) 200 168 RED 10 HOST (4 bits) 0111 1111 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada red, en el orden establecido 4. CHINÁCOTA: 12 hosts + 1(pto de router) =13 hosts Rango de Hosts: 200.168.10.113/28 200.168.10.126/28 a. Pto del Router: 200.168.10.113/28 b. Hosts : 200.168.10.114/28 200.168.10.125/28 c. Reserva: 200.168.10.126/28 Siguiente dirección: 200.168.10.128/28 - – VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada subred, en el orden establecido previamente 5. S1: 2 hosts #hosts utilizables =22-2=2 hosts utilizables => 2 bits para hosts SUBRED HOST Máscara: /30 (6 bits) (2 bits) 110 HOST RED MÁSCARA = 24 bits (RED)+ 6 bits (SUBRED) = 30 11111111 255 11111111 . 255 11111111 . 255 11111100 . 252 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada red, en el orden establecido 5. S1: 2 hosts Dirección de subred: 200.168.10.128/30 200 168 10 SUBRED (6 bits) HOST (2 bits) 100000 00 RED Dirección de broadcast: 200.168.10.131/30 200 168 RED 10 SUBRED (6bits) HOST (2 bits) 100000 11 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada red, en el orden establecido 5. S1: 2 hosts Rango de Hosts: 200.168.10.129/30 200.168.10.130/30 a. Pto del Router Pamplona: 200.168.10.129/30 b. Pto del Router Pamplonita : 200.168.10.130/30 Siguiente dirección: 200.168.10.132/30 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada subred, en el orden establecido previamente 6. S2: 2 hosts #hosts utilizables =22-2=2 hosts utilizables => 2 bits para hosts SUBRED HOST Máscara: /30 (6 bits) (2 bits) 110 HOST RED MÁSCARA = 24 bits (RED)+ 6 bits (SUBRED) = 30 11111111 255 11111111 . 255 11111111 . 255 11111100 . 252 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada red, en el orden establecido 6. S2: 2 hosts Dirección de subred: 200.168.10.132/30 200 168 10 SUBRED (6 bits) HOST (2 bits) 100001 00 RED Dirección de broadcast: 200.168.10.135/30 200 168 RED 10 SUBRED (6bits) HOST (2 bits) 100001 11 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada red, en el orden establecido 6. S2: 2 hosts Rango de Hosts: 200.168.10.133/30 200.168.10.134/30 a. Pto del Router Pamplona: 200.168.10.133/30 b. Pto del Router Mutiscua : 200.168.10.134/30 Siguiente dirección: 200.168.10.136/30 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada subred, en el orden establecido previamente 7. S3: 2 hosts #hosts utilizables =22-2=2 hosts utilizables => 2 bits para hosts SUBRED HOST Máscara: /30 (6 bits) (2 bits) 110 HOST RED MÁSCARA = 24 bits (RED)+ 6 bits (SUBRED) = 30 11111111 255 11111111 . 255 11111111 . 255 11111100 . 252 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada red, en el orden establecido 7. S3: 2 hosts Dirección de subred: 200.168.10.136/30 200 168 10 SUBRED (6 bits) HOST (2 bits) 100010 00 RED Dirección de broadcast: 200.168.10.139/30 200 168 RED 10 SUBRED (6bits) HOST (2 bits) 100010 11 VLSM SOLUCIÓN: Se calcula máscara de subred y rango de hosts para cada red, en el orden establecido 7. S3: 2 hosts Rango de Hosts: 200.168.10.137/30 200.168.10.138/30 a. Pto del Router Pamplona: 200.168.10.137/30 b. Pto del Router Chinácota : 200.168.10.138/30 Siguiente dirección: 200.168.10.140/30 VLSM SOLUCIÓN: 200.168.10.2/26 -200.168.10.61/26 200.168.10.1/26 200.168.10.129/30 200.168.10.137/30 200.168.10.138/30 200.168.10.130/30 200.168.10.113/28 200.168.10.65/27 200.168.10.97/28 200.168.10.114/28 -200.168.10.125/28 200.168.10.66/27 -200.168.10.93/27 200.168.10.98/28 -200.168.10.109/28 VLSM EJERCICIO: Dada la dirección de red 171.81.0.0/16, realizar la división en subredes utilizando VLSM para la red mostrada en la figura AGREGACIÓN DE RUTA CIDR permite que routers resuman información de enrutamiento => menor tamaño de tablas de enrutamiento Una dirección y una combinación de máscara puede representar la ruta a múltiples redes Supernetting: Práctica de utilizar una máscara para agrupar múltiples redes como una sola dirección de red. AGREGACIÓN DE RUTA Supernetting es equivalente a agregación de ruta, aunque supernetting se usa cuando las redes agregadas están bajo un control administrativo común (sistema autónomo) Espacio de direcciones clase A y B, agotado=> organizaciones grandes solicitaban múltiples direcciones clase C a sus proveedores. Si direcciones clase C son contiguas => pueden aparecer como una sola red grande a través de supernetting. Más efectivo cuando se tiene un número de redes contiguas potencia de dos: 2, 4, 8, 16, etc. AGREGACIÓN DE RUTA SEGUNDO OCTETO EJ: Se tienen 8 redes clase B consecutivas: 172.24.0.0/16 172.25.0.0/16 172.26.0.0/16 172.27.0.0/16 172.28.0.0/16 172.29.0.0/16 172.30.0.0/16 172.31.0.0/16 DIFIEREN EN SEGUNDO OCTETO 128 64 32 16 8 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 RESUMEN DE RUTA : 0 0 172.24.0.0/13 4 2 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 COINCIDEN /13 24 DIFERENTES AGREGACIÓN DE RUTA EJ: Calcular resúmenes de ruta que routers A, B y C entregan a router D. 200.199.48.0/24 200.199.49.0/24 200.199.50.0/24 200.199.51.0/24 200.199.52.0/24 200.199.53.0/24 200.199.54.0/24 200.199.55.0/24 200.199.57.0/24 200.199.58.0/24 200.199.59.0/24 200.199.60.0/24 200.199.61.0/24 200.199.62.0/24 200.199.63.0/24 200.199.64.0/24 AGREGACIÓN DE RUTA SOLUCIÓN: ROUTER A TERCER OCTETO 128 64 32 16 8 4 2 1 200.199.48.0/24 0 0 1 1 0 0 0 0 200.199.49.0/24 0 0 1 1 0 0 0 1 200.199.50.0/24 0 0 0 1 0 200.199.51.0/24 0 0 0 1 1 RESUMEN DE RUTA : 1 1 0 200.199.48.0/22 1 1 COINCIDEN /22 0 DIFERENTES 48 AGREGACIÓN DE RUTA SOLUCIÓN: ROUTER B TERCER OCTETO 128 64 32 16 8 4 2 1 200.199.52.0/24 0 0 1 1 0 1 0 0 200.199.53.0/24 0 0 1 1 0 1 0 1 200.199.54.0/24 0 DE1 RUTA0: 0RESUMEN 1 1 1 0 200.199.55.0/24 0 0 1 1 1 200.199.52.0/22 1 1 COINCIDEN /22 0 DIFERENTES 52 AGREGACIÓN DE RUTA SOLUCIÓN: ROUTER C TERCER OCTETO 128 64 32 16 8 4 2 1 200.199.57.0/24 0 0 1 1 1 0 0 1 200.199.58.0/24 0 0 1 1 1 0 1 0 200.199.59.0/24 0 0 1 1 200.199.60.0/24 0 0 1 1 1 1 0 0 200.199.61.0/24 0 0 1 1 1 1 0 1 200.199.62.0/24 0 0 1 1 1 1 1 0 200.199.63.0/24 0 0 1 1 1 1 1 1 200.199.64.0/24 0 01 0 0 0 0 0 0 COINCIDEN RESUMEN DE RUTA : 1 200.199.0.0/17 1 1 0 DIFERENTES /17 0 AGREGACIÓN DE RUTA SOLUCIÓN: Resúmenes de ruta que routers A, B y C entregan a router D. 200.199.48.0/24 200.199.49.0/24 200.199.50.0/24 200.199.51.0/24 200.199.53.0/24 200.199.54.0/24 200.199.55.0/24 200.199.56.0/24 200.199.57.0/24 200.199.58.0/24 200.199.59.0/24 200.199.60.0/24 200.199.61.0/24 200.199.62.0/24 200.199.63.0/24 200.199.64.0/24 200.199.48.0/22 200.199.52.0/22 200.199.0.0/17 AGREGACIÓN DE RUTA EJERCICIO : Calcular los resúmenes de ruta que los routers A y B entregan al router C. 170.81.0.0/16 170.82.0.0/16 170.83.0.0/16 170.84.0.0/16 170.85.0.0/16 170.86.0.0/16 170.87.0.0/16 170.88.0.0/16 208.35.22.0/24 208.35.23.0/24 IPv6 Primero se denominó IPng (Internet Protocol Next Generation) => Diseñadores: Steve Deering de Xerox Parc y Craig Mudge CARACTERÍSTICAS: Mayor número de direcciones: Direcciones de 128 bits => 2128 =340.282.366.920.938.463.463.374.607.431. 768.211.456=3,4028*1038. Antes en IPv4: 232=4.294.967.296 IPv6 CARACTERÍSTICAS: Simplificación de formato de cabecera Autoconfiguración Soporta IPSec (Seguridad) Soporta QoS Permite multicast Permite anycast: envío de un paquete a un receptor dentro de un grupo IPv6 CARACTERÍSTICAS: Jerarquía de direccionamiento basada en agregación => enrutamiento más eficiente en backbone Re-enumeración y multi-homing =>fácil cambio de proveedor de servicios Movilidad DIFERENCIAS CON IPv4 No hay direcciones de broadcast => sustituidas por direcciones multicast Campos de la dirección reciben nombres diferentes (prefijo, identificador de interfaz) Las direcciones, al estar compuestas por un prefijo y un identificador de interfaz, permiten separar “quién es” (identificador de interfaz) de “donde está conectado” (prefijo) DIFERENCIAS CON IPv4 Cualquier campo puede contener sólo 0´s o sólo 1’s, salvo que explícitamente se indique lo contrario Las direcciones son asignadas a interfaces, no a nodos Se pueden asignar múltiples prefijos de subred a un mismo enlace DIFERENCIAS CON IPv4 Todas las interfaces deben tener al menos una dirección unicast link local (local de enlace) Una única interfaz puede tener varias direcciones IPv6 de diferente tipo Una misma dirección o conjunto de direcciones unicast puede asignarse a múltiples interfaces físicas => balanceo de carga entre múltiples dispositivos DIFERENCIAS CON IPv4 Al cambiar de proveedor sólo cambia el prefijo y la red se re-enumera automáticamente Las direcciones tienen un período de vida (de validez) Las direcciones tienen ámbito (global, sitio, enlace) CABECERA PAQUETE IPv6 FORMATO DE PAQUETE IPv4 PDU = Cabecera + Datos Cabecera paquete: parte fija (20 bytes) y parte longitud variable Versión (4 bits) IHL (4 bits) Tipo de Servicio (8 bits) Identificación (16 bits) Tiempo de Vida (8 bits) Longitud Total (16 bits) D M F F 1 1 1 Protocolo (8 bits) Desplazamiento del Fragmento (13 bits) Suma de Comprobación de la Cabecera (16 bits) Dirección de Origen (32 bits) Dirección de Destino (32 bits) Opciones (0 o más palabras) DATOS (Longitud variable) CABECERA PAQUETE IPv6 Campos: La cabecera tiene 40 bytes de longitud: Versión (4 bits): Es igual a 6 Clase de Tráfico o Prioridad (8 bits): Indica prioridad o clase de tráfico para realizar control de congestión. 0: Menor prioridad, 255: Mayor prioridad CABECERA PAQUETE IPv6 Campos: Etiqueta de Flujo (20 bits): Para permitir tráficos con requisitos de tiempo real. Permite que un origen y un destino establezcan una pseudo-conexión con propiedades y requisitos particulares. Si este campo es diferente de 0, routers buscan en sus tablas para saber qué tratamiento especial deben darle. Cada flujo identificado por dir. origen, dir. Destino y número de etiqueta de flujo. CABECERA PAQUETE IPv6 Campos: Longitud de Carga Útil(16 bits): Es la longitud del campo de datos en bytes (Hasta 65535 bytes). Siguiente Cabecera(8 bits): Equivalente al campo opciones de protocolo IPv4. En lugar del campo opciones, se encadenan sucesivas cabeceras, que son examinadas en los extremos. Límite de Saltos (8 bits): Equivalente al campo TTL de IPv4 CABECERA PAQUETE IPv6 Campos: Dirección Fuente(128 bits): Dirección IPv6 del dispositivo de origen Dirección Destino(128 bits): Dirección IPv6 del dispositivo de destino REPRESENTACIÓN DE DIRECCIONES IPv6 Longitud: 128 bits Utiliza números hexadecimales => 4 bits se representan por un número hexadecimal=> 8 grupos de 16bits, cada uno con 4 dígitos hexadecimales Grupos se separan mediante “:” Si hay 0´s a la izquierda de los dígitos pueden omitirse Ej: 3ffe:1900:6545:3:230:f804:7ebf:12c2 REPRESENTACIÓN DE DIRECCIONES IPv6 Largas cadenas de 0´s se pueden abreviar mediante el uso de “::”, que representa múltiples grupos consecutivos de al menos16 bits cero. Este símbolo sólo puede aparecer una vez en la dirección. Ejs: REPRESENTACIÓN DE DIRECCIONES IPv6 Una forma alternativa de representar las direcciones en un entorno mixto IPv4 e IPv6 es: x:x:x:x:x:x:d.d.d.d x: valores hexadecimales de 16 bits d: valores decimales Ejs: REPRESENTACIÓN DE DIRECCIONES IPv6 Los prefijos se representan así: Dir IPv6/Longitud del prefijo Ejs: DIRECCIONES IPV6 ESPECIALES Dirección de autoretorno o loopback (::1) Dirección no especificada (::) Túneles dinámicos automáticos de IPv6 sobre IPv4 (::<dirección IPv4>) Representación automática de direcciones IPv4 sobre IPv6(::FFFF:<dirección IPv4>) TIPOS DE DIRECCIONES IPv6 Unicast: Identificador para una única interfaz. Paquete se entrega sólo a una interfaz. Anycast: Identificador para un conjunto de interfaces (típicamente pertenecen a diferentes nodos). Paquete se entrega a una, cualquiera de las interfaces identificadas con dicha dirección (la más próxima, de acuerdo a las medidas de distancia del protocolo de enrutamiento) TIPOS DE DIRECCIONES IPv6 Multicast: Identificador para un conjunto de interfaces (pertenecientes a diferentes nodos). Paquete se entrega a todas las interfaces identificadas con dicha dirección. Primer octeto FF. Nota: En IPv6 no existen direcciones de broadcast Direcciones Unicast Direcciones unicast globales: Equivalentes a IPs públicas en IPv4 3 partes: Prefijo de encaminamiento global: Prefijo asignado a un sitio (48 bits=Prefijo (3bits) + Red(45bits)) ID de la subred: Identifica a la subred dentro de un sitio (16bits) Identificador de interfaz: Identifica a la interfazSuele coincidir con dirección MAC (EUI-64). (64 bits) 3 primeros bits: 001=>De 2000::/3 a 3FFF::/3 Direcciones Unicast Direcciones Unicast Direcciones unicast locales: Dos tipos: Local de Enlace (Link-Local): Diseñadas para direccionar un único enlace para autoconfiguración, descubrimiento de vecindario o situaciones en que no hay routers. Su ámbito está limitado a la red local. Direcciones Unicast Direcciones unicast locales: Dos tipos: Local de Sitio(Site-Local): Permite direccionar dentro de un sitio local u organización, sin necesidad de un prefijo global. Su ámbito está limitado a la red local o de la organización. Direcciones Unicast Rangos Especiales 6to4: 2002::/16 Documentación: 2001:db8::/32 Teredo: 2001:0000::/32 Direcciones Anycast Definidas en RFC 2526 Tienen mismo rango de direcciones que unicast => no se pueden distinguir sintácticamente de direcciones unicast Dirección unicast asignada a más de una interfaz => anycast => nodos deben configurarse para que la reconozcan como anycast Paquete enviado a dirección anycast es enrutado a interfaz más cercana que tenga dicha dirección Direcciones Anycast Posibles usos: Descubrir servicios en la red (DNS, proxy http, etc) Balanceo de carga Localizar routers que proveen acceso a una determinada subred En redes con soporte movilidad IPv6 para localizar agentes de origen Direcciones Anycast Restricciones: Dirección anycast no puede utilizarse como dirección origen en un paquete IPv6 Dirección anycast sólo puede asignarse a un router IPv6 no a un host Dentro de cada subred los 28 valores superiores de identificadores de interfaz están reservados para su asignación como direcciones anycast de la subred Direcciones Anycast Dirección Anycast del Router de la Subred: Requerida para cada subred: Todos los routers deben soportarla. Se usa cuando algún nodo necesita comunicarse con alguno del conjunto de routers Dirección Anycast de Subred Reservadas: Direcciones Multicast Definidas en RFC 2375 Identificador para un grupo de nodos Un nodo puede pertenecer a uno o varios grupos Formato: FF00::/8 Direcciones Multicast Bit T: 0: Dirección multicast permanente 1: Dirección multicast temporal 3 bits que lo preceden, reservados para futuras actualizaciones Direcciones Multicast Bits de Ámbito: Direcciones Multicast Bits “Identificador de Grupo”: Identifica grupo multicast, permanente o temporal, al que pertenece el nodo dentro de un determinado ámbito GRACIAS!!!
