protocolo tcp/ip. direccionamiento ip

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CURSO: COMUNICACIÓN DE DATOS DOCENTE: ING. ARELLANO SALAZAR, CÉSAR INTEGRANTES: - ALFARO GÓMEZ, ERICK - CARRANZA CHÁVEZ, PIERINA - DÍAZ CORTEZ, GEOBRAGNA - MERINO CASTILLO, DIEGO - URIOL INOCENTE, GIANMARCO CICLO: VII 2015 UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA DE SISTEMAS PROTOCOLO TCP/IP DIRECCIONAMIENTO IP

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Evolución, funcionamiento y arquitectura del Protocolo TCP/IP. Niveles.Direccionamiento IP. Subredes. Direcciones públicas y privadas.

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CURSO: COMUNICACIN DE DATOS DOCENTE: ING. ARELLANO SALAZAR, CSAR INTEGRANTES: - ALFARO GMEZ, ERICK - CARRANZA CHVEZ, PIERINA - DAZ CORTEZ, GEOBRAGNA - MERINO CASTILLO, DIEGO - URIOL INOCENTE, GIANMARCO CICLO: VII2015 UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERA INGENIERA DE SISTEMAS PROTOCOLO TCP/IP DIRECCIONAMIENTO IP Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 2Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP Contenido INTRODUCCIN ................................................................................................... 3 RESUMEN .......................................................................................................... 4 SIGNIFICADO DE TCP IP ......................................................................................... 5 EVOLUCION ....................................................................................................... 5 FUNCIONAMIENTO DEL PROTOCOLO TCP/IP ................................................................. 6 ARQUITECTURA DEL PROTOCOLO TCP/IP .................................................................... 8 NIVELES .......................................................................................................... 10 Capa de acceso a red ....................................................................................... 10 Capa de red: Internet....................................................................................... 10 Protocolo ICMP ............................................................................................ 12 Capa de transporte .......................................................................................... 13 Capa de aplicacin .......................................................................................... 15 DIRECCIONAMIENTO IP ......................................................................................... 16 CLASES DE DIRECCIONES IP .................................................................................... 18 SUBREDES ........................................................................................................ 20 Mscaras de Subred ......................................................................................... 21 Subnetting .................................................................................................. 23 Prefijo de Red extendido .................................................................................. 24 DIRECCIONES PRIVADAS Y PBLICAS ......................................................................... 26 Direcciones pblicas ........................................................................................ 27 Direcciones Estticas y Dinmicas ...................................................................... 28 Direcciones Privadas ........................................................................................ 28 El Principio NAT ............................................................................................. 31 CONCLUSIONES .................................................................................................. 32 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................... 33 Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 3Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP El protocolo usado por todas las redes que forman parte de Internet se llama abreviadamente TCP/IPCada ordenador puede comunicarse con cualquier otro independientemente del tipo o del sistema operativo que utilice. PROTOCOLO TCP/IP INTRODUCCIN Para comprender el significado de los protocolos primero debemos tener en cuenta el concepto d redes.Unaredesunconjuntodeordenadores,conectadosentres,quepuedencomunicarse compartiendo datos y recursos. Los ordenadores suelen estar conectadosmediante cables. Pero si la red es extensa, las conexiones pueden realizarse a travs de lneas telefnicas, microondas, e incluso satlites. Paraquelacomunicacinentreordenadoresseaposible,esnecesarialaexistenciadeun protocolo.Un protocolo esunconjuntodeconvencionesquedeterminancomoserealizael intercambiodedatosentredosordenadoresoaplicaciones.El protocolo usado por todas las redes que forman parte deInternet sellamaabreviadamente TCP/IP.Mientrasquelasgrandes organizacionestienensuspropiasLANsy Gateways,losusuarios particulares deben conectarse mediante mdems. Existendosformasparalaconexindeestos:LaconexinporDialyporelnivelIP.Laprimera consiste en conectarse con el servidor del ordenador del proveedor del servicio y tener acceso a los programasyutilidadesqueofreceesteservidor,paraestetipodeconexinsolosenecesitaun terminal y un mdem, ejemplos de proveedores de este servicio son CIX, CompuServe y Delphi. UnaconexindenivelIPesmuchomscomplicada,peroofrecemuchamayorflexibilidad.Se necesita de la instalacin de una serie de drivers de red en el ordenador local, un stack TCP/IP y un driverdebajoniveldemdem.Unavezconfiguradoelstackdelprotocolo,yasepuedeejecutar cualquier tipo de software TCP/IP que lo reconozca y tener acceso directo a Internet. Internet es una red, a travs de la cual se encuentran interconectadas una gran cantidad de redes deordenadores,deformaquecadaordenadorpuedecomunicarseconcualquierotro independientemente del tipo o del sistema operativo que utilice. Por esoelprotocolocomndecomunicacionesusadoenInternetes el TCP/IP. Cuando se transmite informacin de un ordenador a otro, esta no estransmitidadeunasolavez,sinoquesedivideenpaquetes pequeos, evitando de esta manera la monopolizacin de los recursos de la red por un solo usuario. Por los cables de la red viajan paquetes de informacin provenientes de diferentes ordenadores y con destinos tambin diferentes. Para alcanzar su destino, estos paquetes atraviesan en el camino cierto nmerodeordenadoresyotrosdispositivosquehacenquelatransmisinseaposible.Lasdistintas partes que forman Internet estn conectadas por un conjunto de ordenadores llamados Routers, cuya misinprincipalesredirigirlospaquetesdeinformacinquerecibenporelcaminoadecuadopara que alcancen su destino. Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 4Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP RESUMEN Las principales caractersticas del protocolo TCP son las siguientes: TCP permite que el monitoreo del flujo de los datos y as evitar la saturacin de la red. TCP permite que los datos se formen en segmentos de longitud variada para "entregarlos" al protocolo IP. TCPpermitemultiplexarlosdatos,esdecir,quelainformacinquevienedediferentes fuentes (por ejemplo, aplicaciones) en la misma lnea pueda circular simultneamente. Por ltimo, TCP permite comenzar y finalizar la comunicacin amablemente. Cuadro 1. Caractersticas de protocolo TCP/IP ConelusodelprotocoloTCP,lasaplicacionespuedencomunicarseenformasegura(graciasal sistemadeacusederecibodelprotocoloTCP)independientementedelascapasinferiores.Esto significaquelosrouters(quefuncionanenlacapadeInternet)slotienenqueenviarlosdatosen formadedatagramas,sinpreocuparseconelmonitoreodedatosporqueestafuncinlacumplela capa de transporte (o ms especficamente el protocolo TCP). DuranteunacomunicacinusandoelprotocoloTCP,lasdosmquinasdebenestableceruna conexin.La mquina emisora (la que solicitala conexin) sellama cliente, yla mquina receptora sellama servidor.Poresoesquedecimosqueestamosenunentorno Cliente-Servidor. Lasmquinasdedichoentornosecomunicanenmodoenlnea,esdecir,quelacomunicacinse realiza en ambas direcciones.Paraposibilitarlacomunicacinyquefuncionenbientodosloscontrolesquelaacompaan,los datosseagrupan;esdecir,queseagregaunencabezadoalospaquetesdedatosquepermitirn sincronizar las transmisiones y garantizar su recepcin. Los estndares del protocolo TCP/IP son abiertos y ampliamente soportados por todo tipo de sistemas, es decir, se puede disponer libremente de ellos y son desarrollados independientemente del hardware de los ordenadores o de los sistemas operativos.TCP/IP emplea un esquema de direccionamiento que asigna a cada equipo conectado una direccin nica en toda la red, aunque la red sea tan extensa como Internet.TCP/IP funciona prcticamente sobre cualquier tipo de medio, no importa si es una red Ethernet, una conexin ADSL o una fibra ptica.Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 5Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP La mquina emisora (la que solicita la conexin) se llama cliente, y la mquina receptora se llama servidor Otra funcin delTCP esla capacidad decontrolarla velocidadde losdatos usando su capacidad para emitir mensajes de tamao variable. Estos mensajes se llaman segmentos. SIGNIFICADO DE TCP IP TCP/IP es una denominacin que permite identificar al grupo de protocolos de red que respaldan a Internetyquehacenposiblelatransferenciadedatosentreredesdeordenadores.Enconcreto, puede decirse que TCP/IP hacereferencia alos dos protocolosms trascendentesde este grupo:el conocidocomoProtocolodeControldeTransmisin(oTCP)yelllamadoProtocolodeInternet (presentado con la sigla IP). Enestesentido,esnecesariosubrayarqueelprimerodelosprotocoloscitadosloquehacees proporcionaruntransportemuyfiabledelosdatosdentrodeloqueeselniveldetransportede referenciaOSI.Ymientras,elsegundo,elprotocoloIPseidentificaydefineespecialmenteporel hecho de que lo que hace, en el nivel de red, es ofrecernos la posibilidad de dirigir los citados a otras mquinas. EVOLUCION LaevolucindelprotocoloTCP/IPsiemprehaestadomuyligadaaladeInternet.En1969la agenciadeproyectosdeinvestigacinavanzada,ARPA(AdvancedResearchProjectsAgency) desarroll un proyecto experimental de red conmutada de paquetes al que denomin ARPAnet. ARPAnet comenz a ser operativa en 1975, pasando entonces a ser administrada por el ejrcito de losEEUU.EnestascircunstanciassedesarrollaelprimerconjuntobsicodeprotocolosTCP/IP. Posteriormente, y ya entrados en la dcada de los ochenta, todos los equipos militares conectados a la red adoptan el protocolo TCP/IP y se comienza a implementar tambin en los sistemas Unix. Poco a pocoARPAnetdejadetenerunusoexclusivamentemilitar,ysepermitequecentrosde investigacin, universidades y empresas se conecten a esta red. Se habla cada vez con ms fuerza de Internet y en 1990 ARPAnet deja de existir oficialmente. Enlosaossucesivosyhastanuestrosdaslasredestroncalesylosnodosdeinterconexinhan aumentadodeformaimparable.LaredInternetpareceexpandirsesinlmite,aunquemanteniendo siempreunaconstante:elprotocoloTCP/IP.Enefecto,elgrancrecimientodeInternethalogrado que el protocolo TCP/IP sea el estndar en todo tipo de aplicaciones telemticas, incluidas las redes localesycorporativas.Yesprecisamenteenestembito,conocidocomoIntranet,dondeTCP/IP adquierecadadaunmayorprotagonismo.LapopularidaddelprotocoloTCP/IPnosedebetantoa Internet como a una serie de caractersticas que responden a las necesidades actuales de transmisin de datos en todo el mundo, entre las cuales destacan las siguientes: LanaturalezaabiertadelconjuntodeprotocolosTCP/IPrequieredeestndaresdereferencia disponiblesendocumentosdeaccesopblico.Actualmentetodoslosestndaresdescritosparalos protocolos TCP/IP son publicados como RFC (Requests for Comments) que detallan lo relacionado con la tecnologa de la que se sirve Internet: protocolos, recomendaciones,Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 6Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP El protocolo TCP fragmenta la informacin en paquetes a los que aade una cabecera con diversa informacin. FUNCIONAMIENTO DEL PROTOCOLO TCP/IP Internet,apesardeserunareddeordenadorestangrande,funcionaenbaseaunaidea conceptualmentesencilla:dividirlainformacinentrozosopaquetes,queviajandemanera independiente hasta su destino, donde conforme van llegando se ensamblan de nuevo para dar lugar alcontenidooriginal.EstasfuncioneslasrealizanlosprotocolosTCP/IP:elTransmissionControl Protocol se encarga de fragmentar y unir los paquetes y el Internet Protocol tiene como misin hacer llegar los fragmentos de informacin a su destino correcto. Los ordenadores personales precisan de un software especial que sepa interpretar correctamente lasrdenesdelTCP/IP.Estesoftware,querecibeelnombredepilaTCP/IP,realizaunalaborde intermediario entre internet y el computador personal. En el caso de los PC es el conocido Winsock, delqueexistendiversasversiones.ParalosMacintoshelsoftwareeselMacTCP.Porotraparte, cuando un ordenador personal se conecta a una red de rea local atravs de la lnea telefnica por mediodeunmdemyunpuertoserie,necesitatambinunapila TCP/IP,ascomounprotocolodesoftware,siendoelms extendido el PPP, que al proporcionar ms fiabilidad en la conexin ha dejado atrs al ms rudimentario protocolo SLIP. Comoyahemosmencionado,elprotocoloTCPfragmentalainformacinenpaquetesalosque aade una cabecera con diversa informacin, como el orden en que deben unirse posteriormente o el denominadosumadecomprobacin,quecoincideconelnmerototaldedatosquecontieneel paquete. Esta suma sirve para averiguar en el punto de destino si se ha producido alguna prdida de informacin. Imagen 1. Funcionamiento del protocolo TCP para envo Imagen 2. Funcin de IP para envo Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 7Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP El protocolo IP "ensobra" los paquetes y les aade entre otros datos la direccin de destino. DespusdelprotocoloTCPentraenfuncionamientoelInternetProtocol,cuyamisinescolocar cada uno delos paquetesenuna especie de sobres IP, quecontiene datos como ladireccindonde debenserenviados,ladireccindelremitente,eltiempode"vida"delpaqueteantesdeser descartado. etc... Amedidaqueseensobran,lospaquetessonenviadosmedianterouters,quedecidenencada momentoculeselcaminomsadecuadoparallegarasudestino.Dadoquelacargadeinternet varaconstantemente,lospaquetespuedenserenviadospordistintasrutas,llegandoenesecaso desordenados. Porltimo,denuevoelprotocoloTCPcompruebaquelospaqueteshayanllegadointactosy procede a montar de nuevo el mensaje original. Conlallegadadepaquetesasudestino,seactivadenuevoelprotocoloTCP,querealizauna nuevasumadecomprobacinylacomparaconlasumaoriginal.Sialgunadeellasnocoincide, detectndoseasprdidadeinformacineneltrayecto,sesolicitadenuevoelenvodelpaquete desde el origen. Porfin, cuando se ha comprobadola validez de todoslos paquetes,el TCP los une formado el mensaje inicial. Imagen 3. Funcin del protocolo TCP para recepcin Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 8Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP El protocolo TCP combina varias capas OSI en una nica capa, o no utiliza determinadas capas. ARQUITECTURA DEL PROTOCOLO TCP/IP El protocolo TCP/IP fue creado antes que el modelo de capas OSI, as que los niveles del protocolo TCP/IPnocoincidenexactamenteconlossietequeestableceelOSI.Existendescripcionesdel protocoloTCP/IPquedefinendetresacinconiveles.LaImagen5representaunmodelodecuatro capas TCP/IP y su correspondencia con el modelo de referencia OSI. El modelo OSI describe las comunicaciones de red ideales con una familia de protocolos. TCP/IP no se corresponde directamente con este modelo. TCP/IP combina varias capas OSI en una nica capa, o no utiliza determinadas capas. La tabla siguiente muestra las capas de la implementacin de Oracle Tabla 1. Niveles en protocolo TCP/IP comparado con el modelo OSI Imagen 4. Arquitectura del protocolo TCP/IP Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 9Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP SolarisdeTCP/IP.Latabla1enumeralascapasdesdelacapasuperior(aplicacin)hastalacapa inferior (red fsica).Los datos que son enviados a la red recorren la pila del protocolo TCP/IP desde lacapa ms alta de aplicacin hasta la ms baja de acceso a red. Cuando son recibidos, recorren la pila de protocolo en el sentido contrario. Durante estos recorridos, cada capa aade o sustrae cierta informacin de control a los datos para garantizar su correcta transmisin. Como esta informacin de control se sita antes de los datos que se transmiten, se llama cabecera (header). En la Imagen 6 se puede ver cmo cada capa aade una cabecera a los datos que se envan a la red. Este proceso se conoce como encapsulado. Si en vez de transmitir datos se trata de recibirlos, el proceso sucede al revs. Cada capa elimina su cabecera correspondiente hasta que quedan slo los datos. En teora cada capa maneja una estructura de datos propia, independiente de las dems, aunque enla prctica estas estructuras de datos se diseanpara que sean compatibles con las delas capas adyacentes. Se mejora as la eficiencia global en la transmisin de datos. Imagen 5. Correspondencia del modelo OSI con TCP/IP Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 10Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP La direccin IP puede elegirla el usuario, la direccin Ethernet no puede cambiarse e identifica inequvocamente al adaptador NIC Cada capa aade una cabecera a los datos que se envan a la red. Este proceso se conoce como encapsulado NIVELES Capa de acceso a red Dentro de la jerarqua del protocolo TCP/IP la capa de acceso a red se encuentra en el nivel ms bajo. Es en esta capa donde se define cmo encapsular un datagrama IP en una trama que pueda ser transmitida por la red, siendo en una inmensa mayora de redes LAN una trama Ethernet.OtrafuncinimportantedeestacapaesladeasociarlasdireccioneslgicasIPadirecciones fsicasdelosdispositivosadaptadoresdered(NIC).Porejemplo:ladireccinIP192.168.1.5deun ordenador se asocia a ladireccin Ethernet 00-0C-6E-2B-49-65.La primera eselegidaporel usuario (e,incluso,unmismoordenadorpuedetrabajarcondiferentesdireccionesIP).Sinembargola segunda no puede cambiarse e identifica inequvocamente al adaptador NIC dentro de la red Ethernet. Dentro de la capa de acceso a red opera el protocolo ARP (AddressResolutionProtocol),queseencargaprecisamente deasociardireccionesIPcondireccionesfsicasEthernet.ElestndarRFC826describesu funcionamiento. Existe otra recomendacin: la RFC 894 es el estndar para la transmisin de datagramas IP sobre redesEthernet.EspecificacmoseencapsulandatagramasdelprotocoloIPparaquepuedan transmitirse en una red Ethernet. Capa de red: Internet La capa Internet se encuentra justo encima de la capa de acceso a red. En este nivel el protocolo IPes el gran protagonista. Existen varias versionesdel protocolo IP: IPv4esen la actualidad lams Imagen 6. Cabeceras de cada capa.Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 11Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP Si los equipos pertenecen a redes distintas, se necesita la intervencin de una puerta de enlace o Gateway empleada, aunqueel crecimiento exponencialeneltamao delas redes comprometecada vez ms suoperatividad.ElnmerodeequiposqueIPv4puededireccionarcomienzaaquedarsecorto.Para ponerremedioaestasituacinsehadesarrolladolaversinIPv6,conunacapacidadde direccionamiento muy superior a IPv4, pero totalmente incompatible. ElprotocoloIPsehadiseadopararedesdepaquetesconmutadosnoorientadasaconexin,lo cualquieredecirquecuandodosequiposquierenconectarseentresnointercambianinformacin paraestablecerlasesin.IPtampocoseencargadecomprobarsisehanproducidoerroresde transmisin, confa esta funcin a las capas superiores. Todo ello se traduce en que los paquetes de datoscontieneninformacinsuficientecomoparapropagarseatravsdelaredsinquehagafalta establecer conexiones permanentes. Para el protocolo IP un datagrama es el formato que debe tener un paquete de datos en la capa de red. La Imagen 7 representa la estructura de un datagrama: muestra las seis primeras palabras de la cabecera y el punto desde el que se comienzan a transmitir los datos. Lascinco(oseis)primeraspalabrasde32bitscontienenlainformacinnecesariaparaqueel datagramasepropagueporlared,yacontinuacinseadjuntanlosdatos.Lalgicade funcionamiento del protocolo IP es simple: para cada datagrama consulta la direccin origen (palabra 4) y la compara con la direccin destino (palabra 5). Si resulta que origen y destino se corresponden conequipos(hosts)delamismared,eldatagramaseenva directamente de un equipo a otro. Si, por el contrario, los equipos pertenecen a redes distintas, se hace necesaria la intervencin de unapuertadeenlaceoGatewayquefaciliteelenvoaredes diferentes. Elpasodedatosdeunaredaotraatravsdeunapuertadeenlaceesconocidocomosalto (hop). Un datagrama puede realizar varios saltos a travs de diversas redes hasta alcanzar su destino. El camino que siguen los datos enviados por un equipo a otro no tiene por qu ser siempre el mismo. Imagen 7. Representacin de la cabecera de un datagrama IP Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 12Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP La bsqueda del camino ms adecuado a cada momento se denomina enrutamiento. De hecho, a las puertas de enlace se les denomina enrutadores (routers). EJEMPLO EnlaImagen8vemosunejemplo elemental de dos redes unidas por un router. En una el equipo A1 enva un datagramaZalequipoA2.Como ambospertenecenalamismared 192.168.10.0,eldatagramaZes enviado directamente. CuandoelequipoA1pretende enviar otro datagrama Y al equipo B2 que se encuentra en otra red, resulta imprescindible la ayuda del router.Veamosestoconmsdetalle: comoladireccindestinodel datagramaYnoseencuentraenla red de origen, se enva directamente a la direccin de la puerta de enlace 192.168.10.3,queesunodelos interfacesdelrouter.Esahoraeste dispositivoquiendecidequcaminodebeseguireldatagramaY.Paraelloconsultasustablas internas,ycompruebaqueladireccindestinocoincideconlaredenlaquetieneconectadosu interfaz con direccin 192.168.1.20. Una vez realizada esta consulta ya puede enviar el datagrama Y desde este puerto directamente al equipo B2 (192.168.1.22). Eldatagrama Y ha llegado a su destino realizando un salto entre redes.Protocolo ICMP En la misma capa de red en la que opera el protocolo IP tenemos tambin el importante protocolo ICMP (Internet Control Message Protocol), definido por la RFC 792. ICMPenva mensajes en forma de datagramasquepermitenalconjuntodelprotocoloTCP/IPrealizarentreotraslassiguientes funciones: Imagen 8. Diferentes formas de enviar un datagrama Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 13Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP AunqueelcomandopingfuecreadoparasistemasUnix,casicualquiersistemaproporcionael softwareadecuadoparasuejecucin.Pingsesirvenormalmentededosmensajesespecficos: ECHO_REQUESTyECHO_REPLY.LaconectividadIPentreequiposquedacontrastadacuandose completaelcaminodeidayvueltadelosmensajesICMP.Ademselcomandopingofrece informacin acerca del tiempo que tardan el ir y volver los paquetes de datos. Capa de transporte EnestacapaseencuentrandefinidoselprotocoloTCPyelprotocoloUDP(UserDatagram Protocol).TCPpermiteenviarlosdatosdeunextremoaotrodelaconexinconlaposibilidadde detectarerroresycorregirlos.UDP,porelcontrario,reducealmximolacantidaddeinformacin incluidaenlacabeceradecadadatagrama,ganandoconellorapidezacostadesacrificarla fiabilidad en la transmisin de datos. La Imagen 9 muestra el formato de un mensaje UDP. Si los datagramas llegan muy deprisa al host destino y ste seencuentra con dificultades para procesarlos, el host destino envaal host origen un mensaje ICMP solicitando que de forma temporaldetenga su emisin.Control de flujoCuando la direccin destino de un datagrama no logra serasociada a ningn equipo, el host que la ha enviado recibe unmensaje ICMP indicando que el destino indicado es inalcanzable.Deteccin de destinos inalcanzablesUna puerta de enlace puede enviar un mensaje ICMP a un hostpara hacerle saber que existe otra puerta de enlace dentro de lamisma red, y que en ese momento resulta una mejor opcin paraencaminar sus datagramas hacia otras redes.Redireccionamiento de rutasEsta funcionalidad es la que emplea el comando ping (PacketInternet Groper). Desde un equipo se puede enviar a otro unmensaje ICMP para que cuando el host destino recibe el mensajelo devuelve inmediatamente al host origen (eco).Pruebas de conectividadCuadro 2. Funciones de protocolo ICMP Imagen 9. Representacin del formato de mensaje UDP Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 14Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP CiertasaplicacionesprefierenutilizarenlacapadetransporteelprotocoloUDPaunquesteno hagacorreccinnideteccindeerrores.Comoestasaplicacionesnecesitantransmitirpequeas cantidades de datos, resulta ms eficaz reenviar los datagramas defectuosos que no sobrecargar cada uno con informacin de control en la cabecera. Siserequieremsfiabilidadenlosdatostransmitidoslasaplicacionesrecurrenenlacapade transporte al protocolo TCP. Al revs que UDP, es un protocolo orientado a conexin, y el formato de losdatosquemanejaesmuydistintoaldelosdatagramas.ParaTCPlosdatossonunasecuenciao trama continua de bytes, cada comunicacin es seleccionada en la trama mediante segmentos. ElprotocoloTCPnecesitaqueseestablezcaunaconexinentrelosequipossituadosenambos extremos de la misma. Antes de iniciar la transferencia de datos TCP efecta una negociacin entre los dos equipos basada en el intercambio de tres segmentos de datos. Precisamente por esta razn se la conoce como negociacin de tres vas. EJEMPLO: LaImagen11representalasfasesdeuna negociacindetresvasentredosequiposalos quellamaremoshostAyhostB.Laprimera iniciativa la tiene el host A, quien enva al host B unsegmentodesincronizacin(SYN)que contieneunidentificadornumrico.Alrecibir esta informacin, el host B tiene constancia de la intencindeiniciarunacomunicacinporparte delhostAy,adems,graciasalidentificador numricorecibido, conoce el punto exacto enel que el host A seala el inicio de su transmisin de datos. EnsegundolugarelhostBrespondealhostAconunsegmentodeconfirmacin(ACK)ylo acompaa del identificador que l emplear en la conexin. La negociacin finaliza con xito cuando el host A recibe esta confirmacin y responde con otra, que ya va acompaada de los primeros datos. Imagen 11. Negociacin de tres vas en el protocolo TCP Imagen 10. Campos de cabecera para un segmento TCP Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 15Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP LosidentificadoresnumricosdesecuenciasonfundamentalesparaqueTCPpuedadeterminar dentro del flujo continuo de bytes el segmento correspondiente a la comunicacin entre los equipos A y B. Al margen de estas negociaciones, la capa de transporte es responsable de hacer llegar los datos a las aplicaciones que los requieren en las capas superiores. Para ello se asocia cada aplicacin a un nmero de 16 bits al que se denomina nmero de puerto. Tanto TCP como UDP hacenque la primera palabradesuscabecerascontengaelpuertoorigenydestinodelosdatosquesetransmiten.Esta operacin se conoce como multiplexacin. Capa de aplicacin staeslacapamsaltadentrodelaestructurajerrquicadelprotocoloTCP/IP,eincluyelas aplicacionesyprocesosconlosqueintercambiadatoslacapadetransporte.TCP/IPtieneenesta capaprotocolosquesoportanserviciosdeconexinremota,correoelectrnicoytransferenciade archivos.Losservidoresderedproporcionanserviciosesencialesparalascomunicacionesentre ordenadores.Adiferenciadeloqueocurreconmuchosprogramasdeaplicacin,estosserviciosno facilitan el acceso al usuario final. De todos los protocolos de aplicacin los ms conocidos son: Telnet (Network Terminal Protocol)Es un protocolo que permite establecer conexiones con terminales remotos,de tal manera que se puedan ejecutar en ellos comandos de configuracin ycontrol.FTP (File Transfer Protocol)Orientado a conexin para la transferencia de archivos con una granfiabilidad, debido a que se basa en el protocolo TCP dentro de la capa detransporte.TFTP (Trivial File Transfer Protocol) es una versin de FTP que funciona msrpido, pero es menos fiable porque se sirve de mensajes UDP.SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)Posibilita el funcionamiento del correo electrnico. Recurre al protocolo deoficina postal POP (Post Office Protocol) para almacenar mensajes en losservidores de correo electrnico.HTTP (Hipertext Transfer Protocol)Es un estndar de Internet que permite la transmisin de gran variedad dearchivos de texto, grficos, sonidos e imgenes.HTTP regula el proceso mediante el cual navegadores como Netscape,Mozilla o Internet Explorer solicitan informacin a los servidores web.DNS(Domain Name Service)Esta aplicacin convierte nombres de dispositivos y de nodos de red endirecciones IP. Por ejemplo, el nombre www.mcgraw-hill.pe, se convierteen la direccin 198.45.24.91.Cuadro 3. Protocolos de aplicacin ms conocidos Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 16Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP LasdireccionesIPson nmerosde32bitsque constituyen la direccin de tododispositivoconectado a una red con TCP/IP LasdireccionesIPpueden determinarse en el software (flexible),lasdirecciones MACestndentrodel hardware (rgidas) DIRECCIONAMIENTO IP Hasta el momento nos hemos referido con frecuencia a las direcciones IP, que son nmeros de 32 bits que constituyen la direccin unvoca de todo dispositivo conectado a una red que funcione con el protocoloTCP/IP.LasdireccionesIPseescribenmediantela denominada notacin punto decimal, o de cuatro octetos. ConelfindefacilitarelmanejodelasdireccionesIP,los32 bits se dividen en cuatro grupos de 8 bits cada uno, y cada uno de estosbytessetraduceasuequivalenteendecimal.Decada conversin resulta un nmero comprendido entre 0 y 255. Estos cuatro nmeros se escriben separados entre s por un punto. Comoesdifcilrecordarunnmerode32dgitos,esmscmodoexpresardireccionesIPenla llamada notacin de punto o direccin de punto, que representa el formato decimal a cada uno de los octetos, separados por un punto decimal.Pero Por qu son necesarias las direcciones IP? Si los dispositivos tienen direcciones MAC porqu necesitan direcciones IP tambin? El direccionamiento IP hace posible que los datos que pasan por los medios de red de la Internet lleguen a su destino. Como cada direccin IP es un valor de 32 bits, esto significaquehaycuatromilmillonesdediferentesdireccionesIPposibles.LasdireccionesIPson direcciones jerrquicas como los nmeros telefnicos y los cdigos postales. Brindan una mejor forma de organizar lasdirecciones delas computadoras que las direcciones MACquesondireccionesplanascomolosnmerosdeDNI.Las direcciones IP pueden determinarse en el software y por lo tanto son decarcterflexible.LasdireccionesMACestndentrodelhardware (sonrgidas).Ambosesquemasdedireccionamientosonimportantes para que las comunicaciones entre las computadoras sean eficientes. LasdireccionesIPproporcionandosdatos:elnmeroderedyelnmerodehost.Paraqueun sistemapuedatransmitirdatosdebedeterminarconclaridadladireccindestinoderedyhost, adems de poder informar al resto de sistemas de cul es su propia direccin de red y host. NREDNHOSTIPImagen 12. Notacin por octetos de direccin IP Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 17Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP Los sistemas de red se pueden direccionar de tres formas: El nmero de bits empleado para definir la red y el nmero de bits que identifican al host pueden variarentreunoscasosyotros.CadadireccinIPtieneunprefijocuyalongitudindicaqubits corresponden al identificador de red y cules al host. La longitud de este prefijo la establecen los bits de la direccin de mscara. EJEMPLO Talcomosepuedeverenlaimagen13ladireccinIP198.16.23.102tieneasociadalamscara 255.255.255.0,oloqueeslomismo,tieneunprefijode24bits,porloqueladireccindehost utilizalos8bitsrestantes.Laformaabreviadaparaladireccinyprefijosera:198.16.23.102/24. Aplicando la mscara de red (es decir realizando la operacin lgica AND entre ambas), resulta que la direccinderedes198.16.23yladireccindehost102.Comolacifra0enelcampodehostest reservadaparaidentificarlared,ladireccin de red tambin se escribe: 198.16.23.0 Comoelprefijodeterminalapartedela direccinIPdestinadaaidentificarlared,los bitsdisponiblesparadireccionesdehostsse obtienen restando a 32 la longitud del prefijo. Unejemplo:ladireccin192.168.10.0/20 destina 12 bitspara direccionar hosts (32 20 = 12). Por tanto, la red 192.168.0 dispondr de unbloquede12bitsdedirecciones(212=4 096),deladireccin0.1ala15.254,estando reservadas las direcciones 0.0 y 15.255 a red y difusin respectivamente. Siunbitdelamscaraes1,subitequivalenteenladireccinIP correspondealadireccindered.Siunbitdelamscaraes0,elbit equivalente en la direccin IP pertenece a la direccin de host. UnicastLos paquetes de datos tienen como destino la direccin de un nico host.MulticastLos datos se pueden enviar de forma simultnea a un determinado conjunto de hosts.BroadcastPermite enviar datos a todos los sistemas que forman parte de una red.Est supeditado a las capacidades fsicas de los dispositivos conectados.Cuadro 4. Tipos de direccionamiento de red Imagen 13. Soluciones de direccin de red y host Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 18Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP CLASES DE DIRECCIONES IP Aunqueexistencinco,sontreslasprincipalesclasesdedireccionesIP:A,ByC.ElprotocoloIP distingue la clase a la que pertenece una direccinanalizando el valor de sus bits de mayor peso. El concepto de clase est asociado al de mscara por defecto. Para determinar la clase de una direccin IP se siguen las siguientes reglas: Direcciones IPClase A*Si el bit de mayor peso es 0Mscara por defecto: prefijo de 8 bitsDirecciones de Red: 8 bitsDirecciones para host: 24 bitsClase B*Si: primeros bits = 1 0Mscara por defecto: prefijo de 16 bitsDirecciones de Red: 16 bitsDirecciones para host: 16 bitsClase C* Si: primeros bits = 1 1 0Mscara por defecto: prefijo de 24 bitsCantidad de redes: 224Nmero mximo de equipos: 253Clase D* Si: primeros bits = 1 1 1 0Mscara por defecto: prefijo de 32 bits- No se habla de una direccin de red,sino de un grupo de equipos a los que sedesea enviar datos simultneamente(direccin multicast)Clase E* Si: primeros bits = 1 1 1 1Rango reservado para experimentacin.- Dentro de esta clase aparece ladireccin IP de difusin 255.255.255.255.Cuadro 5. Clases de direcciones IP Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 19Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP Centro de Operaciones de la Red Internacional (InterNIC) reserva las direcciones IP clase A para los gobiernos de todo el mundo, las direcciones IP clase B para las empresas de mediano tamao, y lasdireccionesIPclaseCparaelresto.AdemslasclasesDyEfueronexperimentalesyno tuvieron aplicaciones importantes. Un ejemplodedireccin IP clase A seria 124.95.44.15. En ese ejemplo, el primer octeto, 124, identifica el nmero de la red. Como el nmero 124 identifica el nmero de la red, debe haber sido asignadoporInterNIC.As,losadministradoresinternosdelaredpodrandeterminaroasignarlos valoresdelosveinticuatrobitsrestantes.TodaslasdireccionesIPclaseAutilizansololosocho primerosbitsdelapartedeladireccincorrespondientealared.Lostresoctetosrestantesdela direccin IP quedan reservados a la porcin correspondiente al host. Porotrolado,unejemplodelaredclaseBseria151.10.13.28.Enesteejemplo,losdos primerosoctetosseutilizanparaidentificarelnmerodelared.EnlasredesclaseBlosdos primeros octetos los asigna InterNIC. Todas las direcciones IP clase B utilizan los primeros diecisis bits para la parte de la direccin a la red. Los octetos restantes de la direccin Ip quedan reservados para la parte de la direccin correspondiente al host. Adems en una red clase C, un ejemplo sera 201.110.213.28. En este ejemplo, los tres primeros octetos se utilizan para identificar el nmero de la red. Como se los utiliza para identificar el nmero de la red, los tres primeros octetos de las direcciones clase C los asigna InterNIC. Esto significa que solo hay ocho bits de la direccin que puede asignar en forma local el administrador de la red. Todas lasdireccionesIPclaseCutilizanlosprimerosveinticuatrobitsparalapartedeladireccin correspondiente a la red, solo el ultimo octeto de la direccin IP queda reservado para la parte de la direccin correspondiente al host. Imagen 14. Clases de direccin IP Imagen 15. Regla del primer octeto para reconocer clases de direcciones IP Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 20Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP LasreglasdescritasserefierenalanlisisdedireccionesIPrepresentadasenbinario.Perocomo siempresetrabajacondireccionesIPescritasennotacinpuntodecimal,seempleaconmayor frecuencia otra tcnica consistente en analizar la primera cifra segn estas reglas: Si el primer octeto es menor de 128, la mscara por defecto es de 8 bits (clase A, 255.0.0.0). La excepcinaestareglalatenemosenlared127.0.0.0,quesehareservadoalcompletoparala direccin especial 127.0.0.1. sta es la direccin de reenvo o bucle cerrado (loopback), y sirve para que un host compruebe si su NIC funciona correctamente en el protocolo IP. Silaprimeracifradecimalestcomprendidaentre128y191,lamscarapordefectotendrun prefijo de 16 bits (clase B, 255.255.0.0). SUBREDES La estructura de una direccin IP puede ser localmente modificada al destinar parte de los bits de direccin de host para bits de red adicionales o de subred. La creacin de subredes reduce el nmero posible de hosts que pueden existir en una de ellas. Los bits de subred definen un nuevo bloque de direcciones dentro del bloque de direcciones de red. En el ejemplo de la Figura siguiente podemos apreciar cmo dentro de la red de 192.168.12.0/C se crean cuatro subredes. Para conseguirlo se aumenta en dos bits la longitud del prefijo, haciendo que pase de 24 a 26 bits. Si lo vemos desde el punto de vista de la mscara de red tendremos que pasa de ser 255.255.255.0 a 255.255.255.192. Imagen 16. Cuadro de subredes dentro de una red de claseC Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 21Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP Conestascuatrosubredessepuedemejorarlaeficienciadelared,puesquedarestringidoel trfico de datos al mbito local, y cada una de ellas tendr adems una direccin nica. Dependiendodelaclasederedydelnmerodevecesquesepretendasegmentar,seobtienen unaseriededireccionesvlidas.LadirectivaRFC1878contieneunalistacontodaslasposibles combinaciones y direcciones vlidas. MSCARAS DE SUBRED Una mscara de subred es aquella direccin que enmascarando nuestra direccin IP, nos indica si otradireccinIPperteneceanuestrasubredono.Lamscaradesubredesunenterode32bits exclusivo que define la parte de la red donde se conecta una interfaz. La mscara debe especificarse siempre conjuntamente con una direccin de red (IP). La mscara tiene el formato xxx.xxx.xxx.xxx, en el que cada campoes la representacin decimal de 1 byte (8 bits) de la mscara. Por ejemplo, la mscara de subred cuya representacin hexadecimal es X'FFFFFF00', en notacin decimal es 255.255.255.0. Los bits de la mscara que se establecen en 1 determinan las partes de red y subred de la direccin. Los bits que se establecen en 0 determinan la parte de sistema principal de la direccin. La mscara de subred y la direccin IP permiten a IP determinar dnde debe enviar los datos que recibe.IPcorrelacionalgicamentelamscaradesubredconunadireccinIP.Estaaccinpermite determinarqubitsdeladireccinpertenecenalapartederedyqubitsdeladireccin pertenecen a la parte de sistema principal. Lamscaradesubredpermitedividirunaredentrevariasredesmspequeasdenominadas subredes. Las subredes representan una red dentro de otra red. Todas las direccionesIP que estn enlamismasubred,ored,tienenlamismamscaradesubred.Estasdireccionesincluyenel sistema principal y las direcciones de red o subred. La mscara de subred define una "lnea divisoria" entre los bits de la direccin de la red y los bits de la direccin del sistema. La red solo se identifica de forma local, el resto de Internet interpreta la direccin de forma estndar. Si se conecta a travs de una LAN, es importante usar la mscara de subred adecuada, ya que sino no podremos conectarnos. Lasiguientetablamuestralasmscarasdesubredcorrespondientesacadaclase:

ClaseMscara de subred A255.0.0.0 B255.255.0.0 C255.255.255.0 Tabla 2. Mscaras desubred correspondientes a cada clase Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 22Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP Si expresamos la mscara de subred de clase A en notacin binaria, tenemos: 11111111.00000000.00000000.00000000 Los unos indican los bits de la direccin correspondientes a la red y los ceros, los correspondientes al host. Segn la mscara anterior, el primer byte (8 bits) es la red y los tres siguientes (24 bits), el host.Ejemplos 1.Supongamos una subred con mscara 255.255.0.0, en la que tenemos un ordenador con direccin 148.120.33.110. Si expresamos esta direccin y la de la mscara de subred en binario, tenemos: Direccin de una mquina148.120.33.11010010100.01111000.00100001.01101110 Direccin de su mscara de red255.255.0.011111111.11111111.00000000.00000000 Direccin de su subred148.120.0.010010100.01111000.00000000.00000000 Alhacerelproductobinariodelasdosprimerasdirecciones(dondehaydos1enlasmismas posiciones ponemos un 1 y en caso contrario, un 0) obtenemos la tercera. 2.Sihacemoslomismoconotroordenador,porejemploel148.120.33.89,obtenemoslamisma direccindesubred.Estosignificaqueambasmquinasseencuentranenlamismasubred(la subred 148.120.0.0). Direccin de una mquina148.120.33.8910010100.01111000.00100001.01011001 Direccin de su mscara de red255.255.0.011111111.11111111.00000000.00000000 Direccin de su subred148.120.0.010010100.01111000.00000000.00000000 3.En cambio, si tomamos la 148.115.89.3, observamos que no pertenece a la misma subred que las anteriores. Direccin de una mquina148.115.89.310010100.01110011.01011001.00000011 Direccin de su mscara de red255.255.0.011111111.11111111.00000000.00000000 Direccin de su subred148.115.0.010010100.01110011.00000000.00000000 Clculodeladireccindedifusin. Paracalcularladireccindedifusin,hayquehacerla suma lgica en binario (OR) de la IP con el inverso (NOT) de su mscara. Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 23Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP En una red de redes TCP/IP no puede haber hosts aislados; todos pertenecen a alguna red y todos tienenunadireccinIPyunamscaradesubred(sinoseespecificasetomalamscaraque corresponda a su clase). Si pertenece a su misma subred, el mensaje se entregar directamente. En cambio, si los hosts estn configurados en redes distintas, el mensaje se enviar a la puerta de salida orouterdelareddelhostorigen.Esterouterpasarelmensajealsiguientedelacadenayas sucesivamente hasta que se alcance la red del host destino y se complete la entrega del mensaje. EJEMPLO LosproveedoresdeInternethabitualmente disponendeunaomsredespblicasparadar acceso a los usuarios que se conectan por mdem. El proveedorvacediendoestasdireccionespblicasa sus clientes a medida que se conectan y liberndolas segn se van desconectando (direcciones dinmicas). SupongamosqueciertoISP(proveedordeservicios de Internet) dispone de la red 63.81.0.0 con mscara 255.255.0.0.Parausointernoutilizalasdirecciones quecomienzanpor63.81.0yparaofreceraccesoa Internet a sus usuarios, las direcciones comprendidas entrela63.81.1.0hastala63.81.255.254(las direcciones63.81.0.0y63.81.255.255estn reservadas). Si un usuario conectado a la red de este ISP tiene ladireccin63.81.1.1yquieretransferirunarchivo alusuarioconIP63.81.1.2,elprimeroadvertir queeldestinatarioseencuentraensumisma subredyelmensajenosaldrdelareddel proveedor (no atravesar el router). Subnetting Lasmscaras255.0.0.0(claseA),255.255.0.0(claseB)y255.255.255.0(claseC)suelenser suficientes para la mayora de las redes privadas. Sin embargo, las redes ms pequeas que podemos formarconestasmscarassonde254hostsyparaelcasodedireccionespblicas,sucontratacin tieneuncostemuyalto.PorestaraznsueleserhabitualdividirlasredespblicasdeclaseCen subredes ms pequeas. A continuacin se muestran las posibles divisiones de una red de clase C. La divisindeunaredensubredesseconocecomo subnetting.

Mscara de subred Binario N de subredes Nde hosts por subred Ejemplos de subredes(x=a.b.c por ejemplo, 192.168.1) 255.255.255.0000000001254x.0 255.255.255.128100000002126x.0, x.128 255.255.255.19211000000462x.0, x.64, x.128, x.192 255.255.255.22411100000830x.0, x.32, x.64, x.96, x.128, ... Imagen 17. Simulacin de conexin a internet mediante TCP/IP Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 24Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP 255.255.255.240111100001614x.0, x.16, x.32, x.48, x.64, ... 255.255.255.24811111000326x.0, x.8, x.16, x.24, x.32, x.40, ... 255.255.255.25211111100642x.0, x.4, x.8, x.12, x.16, x.20, ... 255.255.255.254111111101280ninguna posible 255.255.255.255111111112560ninguna posible Lasmscarasconbytesdistintosa0o255tambinsepuedenutilizarparaparticionarredesde clase A o de clase B, sin embargo no suele ser lo ms habitual. Por ejemplo, la mscara 255.255.192.0 dividira una red de clase B en 4 subredes de 16382 hosts (2 elevado a 14, menos 2) cada una.Las entidades con direccionesde la clase B,noutilizanuna sola LANconms de 60.000 equipos conectados, sino que tienen diversas redes interconectadas. Una mscara de subred divide una red en redesmspequeasconocidascomosubredes.INTERNETadmiteunajerarquadetresniveles red/subred/host en lugar del modelo de dos niveles red/host. Prefijo de Red extendido Los routers de Internet usan solamente el prefijo de red de la direccin de destino para encaminar el trfico hacia un entorno con subredes. Los routers dentro del entorno con subredes usan el prefijo deredextendidoparaencaminareltrficoentrelassubredes.Elprefijoderedextendidoest compuesto por el prefijo de red y el nmero de subred: Prefijo de red extendido Prefijo de REDPrefijo de SubredNmero de HOST Elprefijoderedextendidoseidentificaatravsdelamscaradesubred.Porejemplo,si consideramos la red clase B 135.146.0.0 y queremos usar el tercer octeto completo para representar el nmero de subred, deberemos especificar la mscara de subred 255.255.255.0Entre los bits en la mscara de subred y la direccin de Internet existe una correspondencia uno a uno. Los bits de la mscara de subred estn a 1 si el sistema que examina la direccin debe tratar los bitscorrespondientesenladireccinIPcomopartedelprefijoderedextendido.Losbitsdela mscaraestna0sielsistemadebeconsiderarlosbitscomopartedelnmerodehost.Estose ilustra en la siguiente figura: Prefijo de REDN de Subred Direccin IP135.146.91.2610000111100100100101101100011010 Mscara de Subred255.255.255.011111111111111111111111100000000 Prefijo de red extendido En lo que sigue nos referiremos a la longitud del prefijo de red extendido ms que a la mscara de subred, aunque indican lomismo. La longitud del prefijo es igual al nmero de bits a 1 contiguos en lamscaradesubred.Deestemodo,ladireccin135.146.91.26conunamscaradesubred 255.255.255.0 podr expresarse tambin de la forma 135.146.91.26/24, lo que resulta ms compacto y fcil de entender. Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 25Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP Ejemplo A una organizacin se le ha asignado el nmero de red 193.1.1.0/24 (esto es, una clase C) y dicha organizacin necesita definir seis subredes. La subred ms grande puede contenerunmximo de 25 hosts. 1.Definir la mscara de subred Loprimeroquedebemoshaceresdeterminarelnmerodebitsnecesariosparadefinirlas6 subredes.Dadalanaturalezadelsistemadenumeracinbinarioestoslopuedehacersetomando mltiplosde2.Asquecogeremos2^3=8ypodemosdejarlas2subredesrestantespreviendoun eventual crecimiento de nuestra red.Como8=2^3,senecesitan3bitsparanumerarlas8subredes.Comoestamoshablandodeuna clase C (IP/24), sumamos 3 y nuestro prefijo de red extendido ser IP/27 que en decimal nos dara la mscara 255.255.255.224. Prefijo de redbits n subrbits n host 193.1.1.0/2411000001000000010000000100000000 prefijo de red extendido 255.255.255.22411111111111111111111111111100000 27 bits 2.Segundo paso (definir los nmeros de subred). Lasochosubredessenumerarnde0a7.Lonicoquetenemosquehacerescolocarla representacinbinariadedichos nmeros enel campo bitsn subredde laprimera fila dela figura anterior, y luego traducir las direcciones binarias a decimal. Quedara lo siguiente: Red base11000001.00000001.00000001.00000000193.1.1.0/24 Subred 011000001.00000001.00000001.00000000193.1.1.0/27 Subred 111000001.00000001.00000001.00100000193.1.1.32/27 Subred 211000001.00000001.00000001.01000000193.1.1.64/27 Subred 311000001.00000001.00000001.01100000193.1.1.96/27 Subred 411000001.00000001.00000001.10000000193.1.1.128/27 Subred 511000001.00000001.00000001.10100000193.1.1.160/27 Subred 611000001.00000001.00000001.11000000193.1.1.192/27 Subred 711000001.00000001.00000001.11100000193.1.1.224/27

Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 26Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP 3.Tercer paso (definir los nmeros de host).Ennuestro ejemplo, disponemos de 5 bits en el campo bits n host de cadadireccin de subred. Esto nos da unbloquede30 (=2^5-2) direcciones de host posibles,que cubre los 25 que se preveen como mximo. Obsrvese que restamos 2 pues las direcciones de host todos 0 (esta subred) o todos 1 (broadcast) no pueden usarse.Los host de cada subred se numeran del 0 al 30. Para definir la direccin asignada al host n de una subreddada,colocaremoslarepresentacinbinariadenenelcampobitsnhostyluego traduciremos la direccin completa a notacin decimal.Por ejemplo, para la subred 2 quedara:Subred 211000001.00000001.00000001.01000000193.1.1.64/24 Host 111000001.00000001.00000001.01000001193.1.1.64/27 Host 211000001.00000001.00000001.01000010193.1.1.65/27 Host 311000001.00000001.00000001.01000011193.1.1.66/27 Host 411000001.00000001.00000001.01011101193.1.1.93/27 Host 511000001.00000001.00000001.01011110193.1.1.94/27 Enelejemploanterior,laparteinicialdecadadireccinidentificaelprefijoderedextendido, mientras que los dgitos en negrita indican el campo de 5 bits nmero de host Direcciones privadas y pblicas Cuando uno desea acceder a internet, en realidad lo hace a travs de un Proveedor de Servicios de Internet (ISP), el cual asigna a nuestro ordenador una direccin IP nica en el mundo y que vendra a sernuestrousuariodeaccesoainternet.Demaneraformal,unadireccinIPesunaetiqueta numrica que identifica, de manera lgica y jerrquica, a un dispositivo conectado dentro de una red (pblica o privada) que utilice el protocolo IP, que corresponde al nivel de red del protocolo TCP/IP. Mientraselordenadornoestconectadoainternet,sepuedeutilizarcualquiertipode direccionamientoIP,perosiestamosconectadosainternet,yaseademaneradirecta(porproxyo traductor) o indirecta (enrutada), se puede hacer a travs de direcciones pblicas y privadas. Una direccin IP pblica es asignada a un ordenador que se conecta a internet u otra red pblica. Porelcontrario,unadireccinIPprivadaesasignadadentrodeunaredlocal.Esdecir,varios ordenadorespuedenconectarseainternetusandounamismadireccinIPpblicaatravsdeun mismorouter,mientrasqueunadireccinIPprivadadeunaredlocal,desvaeltrficohaciael ordenador adecuado a travs del router. Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 27Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP Imagen 18. Direccin IP pblica y privada en una red de trabajo Direcciones pblicas: Una direccin IP pblica es aquella que es reconocida y aceptada por los routers de todo el mundo y permiten que cada dispositivo conectado a una red pueda ser identificado. Cundo un dispositivo se conectaainternetseleasignaunadireccinIPdelasquedispongasuproveedordeacceso(ISP). Cundo esta persona escribe el nombre de un dominio en el navegador, este nombre es convertido en la direccin IP del servidor dnde est alojada la web con ese nombre (un servidor no es ms que un ordenador conectado a internet que aloja las pginas web y las enva a los usuarios que las solicitan). La direccin IP del servidor es una direccin IP pblica y el servidor utiliza la direccin IP pblica del usuario para saber dnde enviar la informacin de vuelta. Cuandoseasignandireccionespblicas,losenrutadoressonprogramados,detalmaneraqueel trficoalasdireccionespblicasasignadaspuedallegarasudestino.Porejemplo:Cuandouna organizacin se le asigna un bloque de direcciones CIDR en la forma de un identificador de red y una mscara de subred, eso tambin existe como una ruta en los enrutadores de internet. Los paquetes IP destinados a una direccin dentro del bloque CIDR son enrutados a su destino apropiado. Tambinpodemosdecir,quesedividenendireccionesIPpblicasestticasydinmica;las dinmicas son las que siempre cambian: se asigna escogiendo una que est disponible en el repertorio delISPenelmomentoenqueseestablezcalaconexinainternet.Elcliente,portanto,notiene siemprelamismadireccinIPpblicasinoquecambiasisedesconectadeinternetyvuelvea conectarse.Mientrasquelasestticasnuncacambian:esasignadaporelproveedordeaccesoa internet(ISP)deformapermanenteauncliente.ElclientetendrsiemprelamismadireccinIP mientrasduresucontratoconlacompaa.LasdireccionesIPpblicasestticassonutilizadas principalmenteporcompaasdehostinguotrosserviciosdeinternetcomo,elalojamientode pginas web, VPM, FTP, Servidores de Correo, etc. De otra forma se pueden definir: Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 28Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP DireccionesIPestticas(fijas).UnhostqueseconectealaredcondireccinIPesttica siempreloharconunamismaIP.LasdireccionesIPpblicasestticassonlasqueutilizanlos servidores de Internet con objeto de que estn siempre localizables por los usuarios de Internet. Estas direcciones hay que contratarlas. DireccionesIPdinmicas. Unhost que se conecte a la red mediante direccin IPdinmica, cadavezloharconunadireccinIPdistinta.LasdireccionesIPpblicasdinmicassonlasquese utilizanenlasconexionesaInternetmedianteunmdem.LosproveedoresdeInternetutilizan direcciones IP dinmicas debido a que tienen ms clientes que direcciones IP (es muy improbable que todos se conecten a la vez). Imagen 19. Direcciones de IP brindadas por compaas de hosting. DIRECCIONES PRIVADAS: Las direcciones IPprivadas son slo reconocidas dentro dela red enla cual actan u otras redes interconectadasporrouters.Esdecir,cuandosecreaunareddetrabajolocal(LAN,LocalArea Network)enlaqueseconectandiversosordenadoresydispositivosentres,yaseaconcableso travsdeWiFi,estnformandounaredprivada.Dentrodeestaredcadadispositivoconectado disponedeunadireccinIPparapoderserreconocidodentrodelaredyaspodercompartir informacin y recursos. Los dispositivos de esta red no se comunican con los dispositivos de otra red directamente, por lo que varias redes pueden utilizar las mismas direcciones IP internas, estas son IP privadas.Unrouter,oenrutador,seencargadeasignarlaIPprivadaacadadispositivodelaredy direccionar los datos y comunicacin entre ellos segn las IP privadas asignadas. Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 29Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP La red local se puede conectar a su vez a una red pblica como internet. Esta conexin a internet normalmenteserealizaatravsdelmismorouteryesstealqueseleasignaunadireccinIP pblica por parte del ISP. De este modo la informacin entre la red pblica (internet) y la red privada seproduceentreinternetyel routerutilizandoladireccinIP pblica.Elrouterdirigela informacinquerecibedesde internethaciaelordenador adecuado a travs de la direccin IP privada.Enotraspalabras,unared localseidentificaeninternetcon unasoladireccinIPpblicaylos dispositivosquecomponenlared localseidentificanentres mediante IP privadas. Caberesaltarqueparaaquellosservidoresdentrodeunaorganizacinquenorequierenacceso directoainternet,senecesitandireccionesIPquenodupliquendireccionespblicasyaasignadas. Pararesolveresteproblemadedirecciones.Losdiseadoresdeinternetreservaronunaporcindel espacio de direcciones IP y lo nombraron el espacio de direcciones privadas. Una direccin IP en el espacio de direcciones privadas nunca es asignada a una direccin pblica. Las direcciones IP dentro delespaciodedireccionesprivadassonconocidascomodireccionesprivadas.Debidoaquelos espaciosdedireccionespblicasyprivadasnosetraslapan,lasdireccionesprivadasnuncaduplican direcciones privadas. El espacio de direcciones privadas especificada en el RFC 1597 est definido por los siguientes tres bloques de direcciones: 10.0.0.0/8 (Clase A) Es un identificador de red que permite el siguiente rango de direcciones IP vlidas: desde 10.0.0.1 hasta 10.255.255.254. Tiene 24 bits de servidor que pueden ser utilizados para cualquier esquema de subredes de una organizacin privada. 172.16.0.0/12 (Clase B) Puedesserinterpretadacomounbloquede16identificadoresdered,ocomounespaciode direccionesasignablesde20bits(20bitsdeservidor),elcualpuedeserutilizadoparacualquier esquema de subredes dentro de una organizacin privada.Permite el siguiente rango de direcciones IP vlidas: desde 172.16.0.1 hasta 172.31.255.254. Imagen 20. Funcionamiento del router con IP privada Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 30Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP 192.168.0.0/16 (Clase C) Puedesserinterpretadacomounbloquede256identificadoresderedocomounespaciode direccionesasignablesde16bits(16bitsdeservidor),elcualpuedeserusadoparacualquier esquemadesubredesdeunaorganizacinprivada.PermiteelsiguienterangodedireccionesIP vlidas: desde 192.168.0.1 hasta 192.168.255.254. Tabla 3. Bloques reservados para redes privadas Cmo se usan las IP Privadas? Lo primero que tenemos que hacer es tener y configurar una red de trabajo o domstica en casa u oficina. Ahora supongamos queesa red la componen unaPC,una laptop,una impresora y un router de acceso a Internet. Cada elemento de la red tendr su propia IP dentro de los rangosestablecidos anteriormente.Porejemplo,192.168.1.1(elrouter),192.168.1.2(laPC),192.168.1.3(lalaptop)y 192.168.1.50 (la impresora en red). Sisedeseaagregarotroesquipoodispositivosalared,seasignaotraIPalnuevodispositivo adicional que se va a instalar, manteniendo su IP en los rangos permitidos. Estas IP deben ser nicas dentro de una misma red. Cada equipo o dispositivo ha de tener la suya, distinta de la de los dems. Delocontrariohabraproblemas.Seracomosidosvecinostuvieranelmismonombreylamisma direccin fsica. El cartero nunca sabra a quin corresponde la carta que les enven. Las IP privadas s pueden repetirse en redes distintas (como enla casa y la de una empresa). Los equipos o dispositivos con esas IP pueden conectarse entre s slo dentro de la red a que pertenecen. No hay conflictos porque las redes estn separadas. Igual que no los hay entre dos direcciones fsicas iguales de ciudades distintas. ParaconectarunaredprivadaconInternet(uotrared)hacefaltaunaespeciedetraductor.Es una funcin del router llamada NAT, por las siglas deNetworkAddressTranslation (Traduccin de Direccin de Red). El NAT sirve de puente o intermediario. Permite cosas como poder entrar desde tu PC (que tiene una IP privada) en el servidor donde est un sitio web (que tiene una IP pblica). Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 31Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP EL PRINCIPIO DE NAT: El principio de NAT consiste enutilizar una conexin de pasarela aInternet,que tenga al menos una interfazderedconectada a la red interna y almenos una interfaz de red conectada a Internet (con una direccin IP enrutable) para poder conectar todos los equipos a la red, como se muestra en la Imagen 21. Escuestindecrear(alniveldelapasarela)unaconversindepaquetesdesdelaredinterna hacia la red externa.Porlotanto,seconfiguracadaequipoenlaredquenecesiteaccesoaInternetparaqueutilice unapasareladeNAT(alespecificarladireccinIPdelapasarelaenelcampo"Gatewayconsus parmetrosTCP/IP).CuandounequipoderedenvaunasolicitudaInternet,lapasarelahacela solicitud en su lugar, recibe la respuesta y la enva al equipo que hizo la solicitud. Debido a quela pasarelaoculta completamentelas direcciones internas enlared, el mecanismo de conversin de direcciones de red brinda una funcin segura. De hecho, para un observador externo de la red, todas las solicitudes parecen provenir de la direccin IP de pasarela. CONVERSIN ESTTICA: ElprincipiodeNATestticaconsisteenvincularunadireccinIPpblicaconunadireccinIP interna privada en la red.Por lo tanto,elrouter (oms precisamentela pasarela)permite queuna Imagen 21. Pasarela de NAT Imagen 22. Envo y recepcin de solicitudes a Internet usando NAT Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 32Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP direccin IP privada (por ejemplo 192.168.0.1) est vinculada con una direccin IP enrutable pblica en Internet y lleva a cabo la conversin, en cualquier direccin, al cambiar la direccin en el paquete IP. Porconsiguiente,laconversindedireccionesderedestticapermitequeequiposdeunared interna estnconectadosa Internet de manera transparente, perono resuelve elproblemade falta dedirecciones,enlamedidaenquendireccionesIPenrutablessonnecesariasparaconectarn equipos a la red interna. CONVERSIN DINMICA: La NAT dinmica permitequediversos equipos condirecciones privadas compartan una direccin IP enrutable (o un nmero reducido de direcciones IP enrutables). Entonces visto desde afuera, todos los equipos de la red interna prcticamente poseen la misma direccin IP. sta es la razn por la cual avecesseutilizaeltrmino"EnmascaramientoIP"paraindicarlaconversindedireccionesdered dinmica. Parapoder"multiplexar"(compartir)lasdiferentesdireccionesIPenunaovariasdireccionesIP enrutables,laNATdinmicautilizalaConversindedireccionesporpuerto(PAT,PortAddress Translation), es decir, la asignacin de un puerto de origen diferente para cada solicitud, de manera que sepueda mantener una correspondencia entrelas solicitudes queprovienendela red interna y las respuestas de los equipos en Internet, todas enviadas a la direccin IP del router. CONCLUSIONES Despusdehaberrealizadoelpresentetrabajoyteniendoencuentaclasesrealizadas previamente, podemos llegar a las siguientes conclusiones: AunqueelmodelodereferenciaOSIseauniversalmentereconocido,elestndarabiertode InternetdesdeelpuntodevistahistricoytcnicoeselProtocolodecontrolde transmisin/ProtocoloInternet(TCP/IP).Noporellopodemosdecirquesolopresentandiferencias, como TCP/IP al combinar funciones y capas, parece ser ms sencillo, sino que tambin similitudes al poseer capas que le permitan el envi de informacin de un punto a otro. Los protocolos TCP/IP son los estndares en torno a los cuales se desarroll la Internet, de modo quelacredibilidaddelmodeloTCP/IPsedebeengranparteasusprotocolos.Noporellodiremos quelasredestpicasnosedesarrollannormalmenteapartirdelprotocoloOSI,perosipodemos afirmar que el modelo OSI al ser ms completo, se utiliza una como gua.Lavelocidaddeevolucindeinternet,sedebeenunamayorpartealosprotocolosTCP/IPque sirvieron como motor necesario para que estas redes se mejoren y puedan adoptar la forma de "una varpidadeinformacin",permitiendolaconexinderedesdedistintasnaturalezas,yaseaen hardware, sistemas operativos entre otras. Ingeniera de Sistemas Comunicacin de Datos 33Protocolo TCP/IP Direccionamiento IP BIBLIOGRAFIA GINA BERMUDEZ. Protocolo TCP/IP.[En linea].Consultado el 22 de mayo del 2015.Disponible en: http://protocolotcpip.galeon.comModelodearquitecturadelprotocoloTCP/IP.[Enlinea].Consultadoel22demayodel2015. 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