Direcciones IPv4 El direccionamiento es una función clave de los protocolos de capa de red. El direccionamiento habilita la comunicación de datos entre los hosts en la misma red o en redes diferentes. El protocolo de internet (IP) proporciona una direccionamiento jerárquico de los paquetes que transportan sus datos. Cada dispositivo en una red debe estar definido en exclusiva por una dirección de capa de red. Con IPv4 y una dirección tiene 32 bits que se representan por decimales, aunque los dispositivos siguen usando la lógica binaria. Por ejemplo: 10101100000100000000010000010100 se expresa como 172.16.4.20 Porciones de red y de host Las direcciones tienen dos partes: la porción de red y la porción de host. Para cada dirección IPv4, alguna porción de los bits más significativos, o bits de orden superior, representa la dirección de red. 172.16.4.20 Porción
porción
Red
host
Tipos de direccionamiento de comunicación: unicast, broadcast, y multicast. Comunicación y direcciones unicast El tipo de comunicación más común es el tipo unicast. Es la comunicación normal de host a host tanto en una red cliente/servidor como en una red peer-to-peer. En una comunicación unicast, las direcciones de host asignadas a los dos dispositivos se utilizan como direcciones IPv4 de origen y destino. Por ejemplo: la computadora A con la dirección 172.16.4.1 a la impresora con la dirección 172.16.4.253.
Origen: 172.16.4.1 Destino:172.16.4.253
172.16.4.253 172.16.4.1 172.16.4.2
Comunicación y direcciones broadcast Las comunicación broadcast de capa 4 es el proceso de enviar un paquete de un host a todos los host de la red. Las comunicaciones broadcast y multicast utilizan direcciones especiales como dirección de destino. Esta dirección especial, denominada dirección de broadcast, permite que todos los host acepten el paquete. A continuación unos ejemplos: -
Asignación de direcciones de capa superior a direcciones de capa inferior Solicitud de una dirección Intercambio de información de enrutamiento por protocolos de enrutamiento
Cuando un host necesita información, envía una solicitud, denominada consulta, a la dirección de broadcast. Todos los host de la red reciben y procesan esta consulta. Responderá uno o más de los host con la información solicitada, normalmente usando unicast. Broadcast dirigida Una broadcast dirigida se envía a todos los host de una red específica. Este tipo de broadcast resulta útil para enviar una broadcast a todos los host de una red no local. La broadcast dirigida utiliza una dirección de destino IPv4 wue es la dirección más alta de una red: se trata de la dirección de red con todos los bits de host a 1. Aunque los routers no envían broadcasts dirigidas de forma predeterminada, es posible configurarlos para que lo hagan. Por ejemplo: en una red 172.16.4.0/24 la dirección de destino sería 172.16.4.255.
Broadcast limitada. La broadcast limitada se utiliza para una comunicación que está limitada a los host de la red local. Estos paquetes utilizan una dirección IPv4 de destino con todas las posiciones establecidas a 1. (255.255.255.255). Los routers no envían esta broadcast.
Origen: 172.16.4.1 Destino:255.255.255.255
172.16.4.253 172.16.4.1 172.16.4.2
Comunicación y direcciones multicast La transmisión multicast está diseñada para conservar el ancho de banda de la red IPv4. Reduce el tráfico al permitir a un host enviar un paquete un conjunto de host seleccionados. A continuación tiene algunos ejemplos de transmisión multicast: -
Difusiones de audio y video Información de enrutamiento intercambiada por algunos protocolos de enrutamiento Distribución de software News feeds
Los host que quieren recibir datos particulares de multicast se denominan clientes multicast. Los clientes multicast utilizan servicios iniciados por un programa cliente para suscribirse algrupo multicast. Cada grupo multicast está representado por una sola dirección de destino multicast IPv4. IPv4 tiene apartdo
un bloque especial de direcciones desde 224.0.0.0 hasta 239.255.255.255 como direcciones para grupos multicast. Las direcciones multicast 224.0.0.0 a 224.0.0.255 son las direcciones de enlace local reservadas. Estas direcciones se utilizan para los grupos multicast en una red local. Las direcciones 224.0.1.0 hasta la 238.255.255.255 se pueden utilizar para difundir datos a través de Internet, por ejemplo: 224.0.1.1 se ha reservado para NTP(Protocolo de hora de red). El ámbito del tráfico multicast está a menudo limitado a la red local o se enruta a través de una internetwork.
Origen: 172.16.4.1 Destino:224.10.10.5
172.16.4.253 224.10.10.5 172.16.4.1 172.16.4.2 224.10.10.5
Tipos de direcciones en un rango de red IPv4 Dirección de red La dirección de red es una forma estándar de referirse a una red. Esta dirección no se puede asignar a un dispositivo y, por tanto, no se puede utilizar como una dirección para la comunicación en la red. Solo se utiliza como referencia de la red. Esta dirección tiene un 0 para cada bit de host en su porción de host. Dirección de broadcast La dirección de broadcast dentro de una red es la dirección de broadcast dirigida. A diferencia de la dirección se utiliza para comunicarse con todos los host de una red. La dirección más alta del rango de red. Es la dirección en la que todos los bits de la porción de host son 1.
Direcciones de host Cada dispositivo final requiere una dirección de unicast única para entregar un paquete a ese host. Se puede asignar los valores entre la dirección de red y la dirección de broadcast a los dispositivos de red. Red Dirección de red 10 0 0 00001010 00000000 00000000 Dirección de broadcast 10 0 0 00001010 00000000 00000000 Dirección de host 10 0 0 00001010 00000000 00000000
Host
0 00000000 255 11111111 1 00000001
Prefijos de red Cuando se expresa una dirección de red IPv4, se añade una longitud de prefijo a la dirección de red. Esta longitud de prefijo es el número de bits de la dirección que proporcionan la porción de red, y se escribe en formato de barra inclinada (/) seguida del número de bits de red. Por ejemplo: 172.16.4.0/24, indica que 24 bits son la dirección de red y los 8 bits restantes son la porción de red. Máscara de subred. El prefijo y la máscara de subred son formas diferentes de representar la misma información: la porción de red y una dirección. La máscara de subred se utiliza en las redes de datos para definir esa porción de red para los dispositivos. La máscara de subred es un valor de 32 bits que se utiliza con la dirección IPv4 y especifica la porción de red de la dirección a los dispositivos de red. La máscara de subred se crea colocando un 1 binario en cada posición de bit apropiada que representa un bit de red de la dirección, y colocando un 0 binario en el resto de posiciones de bit que representan la porción de host de la dirección. Por ejemplo: un prefijo /24 representa una mascar de subred 255.255.255.0 (11111111.11111111.11111111.00000000) Rango de direcciones experimentales IPv4 El bloque de direcciones de 224.0.0.0 a 239.255.255.255 está reservado para el direccionamiento de grupos multicast, exceptuando la dirección de broadcast limitada 255.255.255.255. Estas direcciones actualmente aparecen como “reservadas para el futuro”, sin embargo estas direcciones se utilizan para la investigación o la experimentación.
Direcciones públicas y privadas. Hay bloques de direcciones que se utilizan en redes que requieren un acceso a Internet limitado o simplemente no tener acceso a Internet. Estas direcciones se denominan direcciones privadas y son: -
10.0.0.0/8 (10.0.0.0 a 10.255.255.255) (1 red) 172.16.0.0/12 (172.16.0.0 a 172.31.255.255) (16 redes) 192.168.0.0/16 (192.168.0.0 a 192.168.255.255) (256 redes)
El uso de estas direcciones no necesita ser único éntrelas redes externas. Los host que no requieren acceso a Internet en general pueden usar sin restricciones las direcciones privadas. Como los paquetes con direcciones de destino del espacio privado no son enrutables a través de Internet, se necesitan unos servicios que conviertan los paquetes de host que utilizan direcciones privadas. Estos servicios se llaman NAT(Traducción de direcciones de red, Network Address Translation), 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 IPv4 por una dirección del espacio público. Direcciones IPv4 unicast especiales Además delas direcciones que no se pueden asignar a los host, las direcciones especiales también se les pueden asignar pero con restricciones relativas a cómo esos hosts pueden interactuar dentro de la red. Ruta predeterminada La ruta predeterminada IPv4 es 0.0.0.0. Esta ruta predeterminada es una ruta del tipo “alcanzar todo” para enrutar paquetes cuando no hay disponible una ruta más específica. Loopback Otro bloque de direcciones reservadas es 127.0.0.0/8 (127.0.0.0 a 127.255.255.255). Están reservadas en los host IPv4 para la loopback 127.0.0.1. La loopback es una dirección especial que los hosts utilizan para dirigir el tráfico hacia sí. Direcciones de enlace local Las direcciones IPv4 del bloque de direcciones 169.254.0.0/16 (169.254.0.0 a 169.254.255.255) están designadas como direcciones de enlace local. El sistema operativo puede asignar automáticamente estas direcciones al host local en entornos donde no hay disponible una configuración IP. Esto podría utilizarse en una red peer-to-peer pequeña o para un host que no podría obtener automáticamente una dirección del servidor DHCP (Protocolo de configuración dinámica del host, Dynamic Host Configuration Protocol)
Direcciones test-net Las direcciones test-net están apartadas para fines de enseñanza y aprendizaje. Se trata del bloque de direcciones 192.0.2.0/24 (192.0.2.0 a 192.0.2.225). Estas direcciones se pueden utilizar en la documentación y en los ejemplos de redes. Las direcciones de este bloque no deben aparecer en Internet. Direccionamiento con clases A principios de la década de 1980, el rango de direccionamiento IPv4 se dividió en tres clases diferentes: clases A, clase B y clase C. Cada clase de direcciones representaba redes de un tamaño fijo específico. Clase de dirección A B C
Rango del primer octeto 1 a 127 128 a 191 192 a 223
Prefijo y máscara /8 255.0.0.0 /16 255.255.0.0 /24 255.255.255.0
Número posible de redes 126 (27) 16.384 (214) 2.097.159(221)
Número de hosts por red 16.777.214 (224-2) 65.534 (216-2) 254 (28-2)
Bloques de clase A El bloque de direcciones de clase A se diseñó para soportar redes extremadamente grandes con más de 16 millones de direcciones de host. Las direcciones de clase A utilizaban un prefijo /8 fijo con el primer octeto para indicar la dirección de red. Bloques de clase B El espacio de direcciones clase B se diseño para soportar la necesidad de redes de tamaño medio a grande con más de 65.000 hosts. Una dirección IP de clase B utilizaba los dos octetos de orden superior para indicar la dirección de red. Bloques de clase C El espacio de direcciones de clase C era el más común de las clases de direcciones. Este espacio de direcciones se pensó para proporcionar direcciones a las redes pequeñas con un máximo de 254 hosts. Los bloques de direcciones de clase C utilizaban el prefijo /24. Límites al sistema de direccionamiento con clase No todos los requisitos de direccionamiento de las compañías encajan bien en una de estas tres clases. La asignación con clase del espacio de direcciones derrochaba a menudo muchas direcciones. Aunque este sistema con clase casi fue abandonado a finales de los noventa, restos suyos todavía tienen efecto en las redes actuales. Por ejemplo: los sistemas operativos siguen asignando la máscara de acuerdo a la clase.
Direccionamiento sin clase El sistema que se utiliza actualmente se conoce como direccionamiento sin clase. Con este sistema, se asignan a las compañías u organizaciones bloques de direcciones apropiadas al número de hosts sin tener en cuenta la clase unicast. CIDR y VLSM CIDR (Classless inter-domain routing). El encaminamiento inter dominio sin clases se introdujo en 1993 y representa la última mejora en el modo como se interpretan las direcciones IP. Permite: -
Un uso más eficiente de las cada vez más escasa direcciones IPv4 Un mayor uso de la jerarquía de direcciones (agregación de prefijos de red), disminuyendo la sobrecarga de los enrutadores principales de internet para realizar el encaminamiento.
CIDR usa la técnica VLSM (variable-length subnet masking máscara de subred de longitud variable), para hacer posible la asignación de prefijos de longitud arbitraria. De esta forma, la división red/host puede ocurrir en cualquier bit de los 32 que componen la dirección IP. Este proceso puede ser recursivo, dividiendo una parte del espacio de direcciones en porciones cada vez menores, usando máscaras que cubren un mayor número de bits. Además permite la agregación de múltiples prefijos contiguos de superredes, reduciendo el número de entradas en las tablas de ruta globales. Por ejemplo: 16 redes /24 contiguas pueden ser agregadas y publicadas en los enrutadores como una sola ruta /20. CIDR es un estándar de red para la interpretación de direcciones IP. CIDR facilita el encapsulamiento al permitir agrupar bloques de direcciones en una solo entrada de tabla de rutas. Estos grupos, llamados comúnmente bloques CIDR, comparten una misma secuencia inicial de bits en la representación binaria de sus direcciones IP. Los bloques CIDR IPv4 se identifican usando una sintaxis similar a las de las direcciones IPv4; cuatro números decimales separados por puntos, seguidos de una barra de división y un número de 0 a 32; A.B.C.D/N. Cuando los prefijos CIDR son más cercanos a 0 permiten encajar un mayor número de direcciones IP, mientras que cuando más cercamos son a 32 permiten encajar menos direcciones IP. El término VLSM se usa generalmente cuando se habla de redes privadas, mientras que CIDR se usa cuando se habla de Internet (red pública) Asignación de direcciones Planificación del direccionamiento de la red Se debe planificar y documentar la asignación de esas direcciones dentro de las redes, con los siguientes propósitos: -
Evitar la duplicación de direcciones
-
Proporcionar y controlar el acceso Monitorizar la seguridad y el rendimiento
Asignación de direcciones dentro de una red Dentro de una red, hay diferentes tipos de hosts, como los siguientes: -
Dispositivos finales para los usuarios Servidores y periféricos Hosts que son accesibles desde internet Dispositivos intermediarios.
Direccionamiento estático o dinámico para los dispositivos de usuario final Asignación estática de direcciones En el caso de una asignación estática, el administrador de la red configura manualmente la información de la red para un host. Las direcciones estáticas tienen algunas ventajas sobre las direcciones dinámicas. Por ejemplo, son útiles para impresoras, servidores y otros dispositivos de networking que deben ser accesibles para los clientes de la red. Asignación dinámica de direcciones Los dispositivos de usuario final a menudo tienen direcciones asignadas dinámicamente, utilizando DHCP. DHCP habilita la asignación automática de la información de direccionamiento, como la dirección IP, la máscara de subred, el Gateway predeterminado y otra información de configuración. La configuración del servidor DHCP requiere la definición de un bloque de direcciones, denominado conjunto de direcciones, que se asignarán a los clientes DHCP de una red. Por regla general, en las redes grandes es preferible utilizar DHCP, donde una dirección no se asigna de forma permanente a un host, sino que se alquila durante un periodo de tiempo (mientras el host esté activo) Direcciones para servidores y periféricos Cualquier recurso de red, como un servidor o una impresora, debe tener una dirección IPv4 estática. Direcciones para host que son accesibles desde Internet En la mayoría de la internetworks, sólo unos pocos dispositivos son accesibles para host de fuera de la empresa. En su mayoría, dichos dispositivos son normalmente servidores de algún tipo. Las direcciones para estos dispositivos deben ser estáticas. En el caso de servidores accesibles por Internet, cada uno debe tener asociada una dirección del espacio público.
Direcciones para dispositivos intermediarios Los dispositivos intermediarios también son un punto de concentración del tráfico de la red. Casi todo el tráfico dentro o entre redes atraviesa alguna clase de dispositivo intermediario. Los dispositivos como hubs, switches y puntos de acceso inalámbrico, 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. Lo normal es asignarles sus direcciones manualmente, y estas direccioens deben estar en un rango diferente dentro del bloque de red que las direccioens de los dispositivos de usuario. Direcciones para routers y firewalls A diferencia de otros dispositivos intermediarios mencionados, los dispositivos router y firewall tienen asignada una dirección IPv4 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 dirección más baja o la más alta de la red. Autoridad de números asignados de Internet (IANA) Una compañía u organización que quiere tener hosts de red accesibles desde el Internet debe tener asignado un bloque de direcciones públicas, que está regulado por IANA. .IANA (http://www.iana.net) es la titular de las direcciones IP. Las direcciones multicast IP y las direcciones IPv6 se obtienen directamente de la IANA, mientras que la administración del espacio de direcciones IPv4 se encuantra a cargo de los registros regionales de internet (RIR). Los principales son: -
AfriNIC (African Network Information Centre) APNIC(Asia Pacific Network Information Centre) ARIN (American Registry for Internet Numbers) LACNIC(Regional Latin-American an Caribbean IP Adress Registry) RIPE NCC (Reseaux IP Europeans)
ISP La mayoría de las compañías u organizaciones obtienen sus bloques de direcciones IPv4 de un Proveedor de Servicios de Internet (ISP). Por regla general, un ISP suministrará una pequeña cantidad de direcciones IPv4 utilizables (6 o 14) a sus clientes como parte de sus servicios. Además proporcional normalmente a sus clientes los servicios de DNS(sistema de nombres de dominio), correo electrónico y el website. IPv6 Las características de IPv6 son las siguientes: -
Direccionamiento jerárquico de 128 bits para ampliar las capacidades de direccionamiento
-
Simplificación del formato de la cabecera para mejorar la manipulación de paquetes Soporte mejorado de extensiones y opciones para una escalabilidad/longevidad aumentada y una manipulación de paquetes mejorada Capacidades de etiquetado del flujo como mecanismos de QoS. Capacidades de autenticación y privacidad para integrar seguridad.
Cabecera IPv6 Versión 6 Longitud de sobrecarga 16 bits Dirección de origen 128 bits Dirección de destino 128 bits
Clase de tráfico 8 bits Siguiente cabecera 8 bits
Etiqueta de flujo 20 bits Límite salto 8 bits
IPV6 no es simplemente un nuevo protocolo de capa 3 es una suite de protocolos nueva. Existen nuevos protocolos de mensajería y de enrutamiento que soportan IPv6 Cálculo de direcciones Operación AND y el cálculo de la dirección de red a partir de una dirección de host. La Operación AND se utiliza para determinar la dirección de red. Una operación AND arroja 1 cuando los dos bits son 1 caso contrario arroja 0. Por ejemplo: Si tenemos el host 192.0.0.1 y la máscara de subred 255.255.0.0. Para los dos primeros octetos, todos los bits de la máscara de subred son 1 (255). Para el AND de cada uno de estos bits con la dirección de host, el resultado es el bit de la dirección de host. En el caso de los dos últimos octetos, los bits de la máscara son 0. Para estos procesos AND, todos los resultantes son 0.
Host Máscara AND Red
Decimal con puntos 192 0 255 255
0 0
1 0
Octetos binarios 11000000 00000000 00000000 00000001 11111111 11111111 00000000 00000000
192
0
0
11000000 00000000 00000000 00000000
0
Cálculo de las direcciones de red, host y broadcast Los pasos a seguir son: 1. 2. 3. 4. 5.
Calcular la dirección de red Calcular la dirección del host más baja Calcular la dirección de broadcast Calcular la dirección de host más alta Determinar el rango de direcciones de host
Tomamos por ejemplo la red 172.16.20.0 /25 Calculo de la dirección de red La dirección de red es la dirección más baja del bloque de direcciones . Para representar la dirección de red, todos los bits de host son 0. 172 16 20 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Red Host
La dirección de red es 172.16.20.0 Cálculo de la dirección de host más baja La dirección de host más baja siempre es un 1 mayor que la dirección de red. 172 16 20 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Red Host
La dirección de host más baja es 172.16.20.1 Cálculo de la dirección de broadcast La dirección de broadcast es la dirección más alta del bloque de direcciones. Se la calcula poniendo en 1 todos los bits de la parte de host. 172 16 20 127 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 Red Host
La dirección de broadcast es 172.16.20.127
Cálculo de la dirección de host más alta La dirección de host más alta siempre es un 1 menos que la dirección de broadcast. 172 16 20 126 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 Red Host
La dirección de host más alta es 172.16.20.126
Cómo determinar el rango de direcciones de host Por último, tiene que determinar el rango de host para la red. Este rango incluye todas las direcciones, desde la dirección de host más baja hasta la dirección de host más alta, ambas inclusive. Por lo tanto, en esta red el rango de direcciones es: 172.16.20.1 a 172.16.20.126 Subnetting básico El rango de direcciones que se utiliza en un internetwork tiene que dividirse en redes. Cada una de estas redes debe tener asignada una porción de estas direcciones, denominada subred. El subnetting permite crear varias redes lógicas a partir de un solo bloque de direcciones. Las subredes se crean reasignando uno o más de los bits de host como bits de red. Esto se hace extendiendo el prefijo para “pedir prestados” algunos de los bits de la porción de host de la dirección, a fin de crear bits de red adicionales. Cuantos más bits de host se pidan prestados, más subredes se pueden definir. Para cada bit prestado se dobla el número de subredes disponibles. Por ejemplo con 2 bits se pueden definir 4 redes y con 3 bits 8 subredes. Sin embargo, con cada bit que pida prestado, tiene menos bits de host para definir las direcciones de host en cada subred; por consiguiente hay menos direcciones de host disponibles por subred. Para calcular el número de subredes: 2n, donde n = número de bits que se toman prestados para realizar las subredes Para calcular el número de host por red: 2n -2, donde n= es el número de bits que se dejan para los host. Subnetting: división de redes en tamaños adecuados La división d=en subredes de un bloque de direcciones para una internetwork sigue estos pasos: 1. Determinar el número total de direcciones 2. Determinar el número de redes y el número de host de cada red. 3. Particionar el bloque de direcciones para crear una red del tamaño adecuado para la red subred más grande 4. Crear otra partición del tamaño adecuado para la siguiente red más grande 5. Continuar creando particiones para cada red subsiguiente más pequeña hasta que todad las subredes tengan bloques de direcciones asignados.
Cálculo de direcciones Comenzando con una dirección IP dada y un prefijo (máscara de subred), 172.16.0.0, 255.255.252.0, asignados por el administrador de la red, se puede empezar a crear la documentación de la red.
20 hosts
Computadoras de administración
Fa 0/0
Dirección IP dada: 172.16.0.0 /22
S 0/0
1 switch
Servidor
DCE
4 switches
20 switches S 0/0 Fa 0/0
Fa 1/0
460 hosts
64 hosts
Computadoras de profesores
Computadoras de estudiantes
Topología de red
Los hosts están divididos en grupos: LAN de los estudiantes, LAN de los profesores, LAN del administrador y WAN. El número de hosts para el grupo de los estudiantes es como sigue:
Computadoras de estudiantes: 460 Router (gateway LAN): 1 Switches (administración): 20 Total para la subred de los estudiantes: 481
La LAN de los profesores requiere los siguientes hosts:
Computadoras de profesores: 64 Router (gateway LAN): 1 Switches (administración): 4 Total para la subred de los profesores: 69
La LAN de administración requiere los siguientes hosts:
Computadoras de administrador: 20 Servidor: 1 Router (gateway LAN): 1 Switch (administración): 1 Total para la subred de administración: 23
La WAN requiere lo siguiente: WAN router a router: 2 Total para la WAN: 2 Métodos de asignación Hay dos métodos para asignar direcciones a una internetwork. Puede utilizar la máscara de subred de longitud variable (VLSM, variable-length subnet masking), con la que asigna el prefijo y los bits de host a cada red basándose en el número de hosts de esa red. O bien, puede utilizar un método no-VLSM, donde todas las subredes utilizan la misma longitud de prefijo y el mismo número de bits de host. Este ejemplo de red muestra los dos métodos. Cálculo y asignación de direcciones sin VLSM Al utilizar el método no-VLSM de asignación de direcciones, todas las subredes tienen el mismo número de direcciones asignadas a ellas. Para proporcionar un número adecuado de direcciones a cada red, base el número de direcciones para todas las redes en los requisitos de direccionamiento para la red más grande. En el presente ejemplo, la LAN de estudiantes es la red más grande, porque requiere 481 direcciones. Utilice esta fórmula para calcular el número de hosts: Hosts utilizables = 2n – 2 Utilice 9 como valor para n, porque 9 es la primera potencia de 2 que queda por encima de 481. Pidiendo prestados 9 bits para la porción de host llegamos a este cálculo: 29 = 512 512 – 2 = 510 direcciones de host utilizables Esto satisface el requisito actual de al menos 481 direcciones, con una pequeña concesión para el crecimiento. Esto también nos deja 23 bits de red (32 bits totales – 9 bits de host). Como hay 4 redes en la internetwork, necesitará cuatro bloques de 512 direcciones cada uno, para un total de 2048 direcciones. Utilizará el bloque de direcciones 172.16.0.0 /23, que proporciona direcciones en el rango 172.16.0.0 a 172.16.7.255 Los cálculos de dirección para las redes son los siguientes.
En binario, la dirección 172.16.0.0 es: 10101100.00010000.00000000.00000000 La máscara 255.255.254.0 es 23 bits en binario: 11111111.11111111.11111110.00000000 Esta máscara proporciona los cuatro rangos de direcciones que se muestran en la figura Direcciones sin VLSM. 172.16.0.0 - 172.16.1.255
510 direcciones de host disponibles en cada subred
481 direcciones utilizadas 172.16.2.0 - 172.16.3.255 69 direcciones utilizadas 172.16.4.0 - 172.16.5.255 23 direcciones utilizadas 172.16.6.0 - 172.16.7.255 2 direcciones utilizadas
Figura: Direcciones sin VLSM
Para el bloque de red de estudiante, los valores serían 172.16.0.1 a 172.16.1.254, con una dirección de broadcast de 172.16.1.255 La red de administrador requiere un total de 66 direcciones. Las direcciones restantes de este bloque de 512 direcciones no se utilizarán. Los valores para la red de administrador son 172.16.2.1 a 172.16.3.254, con una dirección de broadcast de 172.16.3.255 Al asignar el bloque 172.16.4.0 /23 a la LAN del profesor se asigna un rango de direcciones de 172.16.4.1 a 172.16.5.254, con una dirección de broadcast de 172.16.5.255. Sólo 23 de las 512 direcciones se utilizarán realmente en la LAN del profesor. La WAN tiene una conexión de punto a punto entre los dos routers. Esta red solo requiere dos direcciones IPv4 para los routers en este enlace serie. La figura anterior muestra que asignando este bloque de direcciones al enlace WAN se desperdician 508 direcciones. Es posible utilizar VLSM en esta internetwork para ahorrar espacio de direccionamiento, pero el uso de VLSM requiere una mayor planificación. La siguiente sección muestra la planificación asociada con el uso de VLSM.
La siguiente tabla muestra estas cuatro redes diferentes y sus rangos de direcciones IP. Red
Dirección de subred
Rango de direcciones de host
Dirección de broadcast
Estudiante Profesor Administrador WAN
172.16.0.0 /23 172.16.2.0 /23 172.16.4.0 /23 172.16.6.0 /23
172.16.0.1 – 172.16.1.254 172.16.2.1 – 172.16.2.254 172.16.4.1 – 172.16.4.254 172.16.6.1 – 172.16.6.254
172.16.1.255 172.16.2.255 172.16.4.255 172.16.6.255
Tabla: Redes sin rangos de direcciones VLSM para las subredes
Cálculo y asignación de direcciones con VLSM Para la asignación VLSM, puede asignar un bloque de direcciones más pequeño a cada red, según sea lo apropiado (Ver figura Direcciones con VLSM). El bloque de direcciones 172.16.0.0 /22 (máscara de subred 255.255.252.0) se ha asignado en conjunto a esta internetwork. Se utilizarán 10 bits para definir las direcciones de host y las subredes. Esto produce un total de 1024 direcciones IPv4 locales en el rango 172.16.0.0 a 172.16.3.0 La subred más grande es la LAN de estudiante, que requiere 460 direcciones. Con la fórmula de los hosts utilizables = 2n – 2, el préstamo de 9 bits para la porción de host arroja un resultado de 512 – 2 = 510 direcciones de host utilizables. Esto satisface el requisito actual, con una pequeña concesión al crecimiento. 172.16.0.0 ß----------------------------------------to -------------------------------------------------à172.16.3.255 Estudiante
Profesor
Administración
WAN
Sin usar
172.16.1.255 172.16.3.255 172.16.2.127
172.16.2.191
172.16.2.195
Figura: Direcciones con VLSM
El uso de 9 bits para los hosts deja un bit que puede utilizarse localmente para definir la dirección de subred. El uso de la dirección más baja disponible proporciona una dirección de subred de 172.16.0.0 /23 En binario, la dirección 172.16.0.0 es: 10101100.00010000.00000000.00000000 La máscara 255.255.254.0 es 23 bits en binario:
11111111.11111111.11111110.00000000 En la red de estudiantes, el rango de host IPv4 sería 172.16.0.1 hasta 172.16.1.254, con una dirección de broadcast 172.16.1.255 Como a la LAN de estudiantes se le han asignado estas direcciones, estas últimas no están disponibles para su asignación a las subredes restantes: LAN de profesores, LAN del administrador y WAN. Las direcciones que todavía se pueden asignar están en el rango de 172.16.2.0 a 172.16.3.255 La siguiente red más grande es la LAN de profesores. Esta red requiere al menos 66 direcciones. El uso de 6 como potencia en la fórmula del 2, 26 – 2 solo proporciona 62 direcciones utilizables. Debe utilizar un bloque de dirección utilizando 7 bits de host. El cálculo 2n - 2 producirá un bloque de 126 direcciones. Esto deja 25 bits para asignar a la dirección de red. El siguiente bloque disponible de este tamaño es la red 172.16.2.0 /25 En binario, la dirección 172.16.2.0 es: 10101100.00010000.00000010.00000000 La máscara 255.255.255.128 es 25 bits en binario: 11111111.11111111.11111111.10000000 Esto proporciona un rango de host IPv4 de 172.16.2.1 a 172.16.2.126, con una dirección de broadcast de 172.16.2.127 Del bloque de direcciones original 172.16.0.0 /22, asignamos las direcciones 172.16.0.0 a 172.16.2.127. Las direcciones restantes que se han de asignar son 172.16.2.128 a 172.16.3.255 Para la LAN de administrador, es preciso acomodar 23 hosts. Esto requerirá el uso de 6 bits de host utilizando el cálculo 2n – 2. El siguiente bloque de direcciones disponible que puede acomodar estos hosts es el bloque 172.16.2.128 /26 En binario, la dirección 172.16.2.128 es: 10101100.00010000.00000010.10000000 La máscara 255.255.255.192 es 26 bits en binario: 11111111.11111111.11111111.11000000 Esto proporciona un rango de host IPv4 de 172.16.2.129 a 172.16.2.190, con una dirección de broadcast de 172.16.2.192. El resultado son 62 direcciones IPv4 únicas para la LAN de administrador. El último segmento es la conexión WAN, que requiere dos direcciones de host. Únicamente 2 bits de host acomodarán los enlaces WAN: 22 – 2 = 2.
Esto nos deja 8 bits para definir la dirección de subred local. El siguiente bloque de direcciones disponible es 172.16.2.192 /30 En binario, la dirección 172.16.2.192 es: 10101100.00010000.00000010.11000000 La máscara 255.255.255.252 es 30 bits en binario: 11111111.11111111.11111111.11111100 Esto proporciona un rango de host IPv4 de 172.16.2.193 a 172.16 2.194, con una dirección de broadcast de de 172.16.2.195 Completamos así la asignación de direcciones utilizando VLSM. Si se hace necesario realizar algún ajuste para adaptarse a un futuro crecimiento, todavía están disponibles las direcciones del rango 172.16.2.196 a 172.16.3.255 La siguiente tabla muestra estas 4 diferentes redes y sus rangos de direcciones IP. Red
Dirección de subred
Rango de direcciones de host
Estudiante Profesor Administrador WAN Sin usar
172.16.0.0 /23 172.16.2.0 /25 172.16.2.128 /26 172.16.2.192 /30 ---
172.16.0.1 – 172.16.1.254 172.16.2.1 – 172.16.2.126 172.16.2.129 – 172.16.2.190 172.16.2.193 – 172.16.2.194 172.16.2.197 – 172.16.3.254
Tabla: Redes con rangos de direcciones VLSM para las subredes
Dirección de broadcast 172.16.1.255 172.16.2.127 172.16.2.191 172.16.2.195 ---