Direcciones IP y subredes
Si tenemos dos redes, una clase C y otra clase A, cada una con dos host, conectadas a través de un router.
192.168.1.3 10.1.1.3
----------------- ----------------
| | | |
| PC | | |
| | | |
----------------- ----------------
192.168.1.2 10.1.1.2
----------------- ----------------
| | | |
| PC | | |
| | | |
----------------- ----------------
Tabla del router
----------------
-192.168.1.0
-10.10.0.0
Cada dispositivo conectado a la red no puede tener como número de host el 0. La tabla del router contiene solamente las direcciones de red, y ninguna informacion acerca de los host.
Direccionamiento de los host:
192 . 168 . 1 . X
1100 0000.1010 1000.0000 0001.[---- ----]
0000 0000 = reservado:red
1111 1111 = reservado:difusión
[1;254] = disponible
Vemos en el cuadro anterior que para una dirección IP clase C se pueden asignar direcciones desde el 0 (00000000) hasta el 255 (11111111). Sin embargo, el 255 (11111111) es una dirección de difusión (broadcast) hacia toda la red, y el valor 0 significa "esta red en sí misma".
Si tuvieramos una red con la dirección IP clase B (172.16.0.0), podríamos tener 65.535 hosts. Si bien en cierto que una IP clase B permite la conexion de 655.35 host el esquema de conexion anterior es impracticable Dado el enorme dominio de coliciones que resulta. `por lo tanto a fines de nombrar eficiencia es necesario dividir esta enorme red en sub redes .
La solucion al problema anterior es dividir la RED en subredes. En el ejemplo anterior la red se dividio en 4 subredes. La red 172.16.0.0 se dividio en 4 subredes la 172.16.1.0, 172.16.2.0, 172.16.3.0 y la 172.16.4.0 de esta forma el router determina la direccion de destino usando la direccion de la subred limitando por lo tanto la cantidad de trafico en los otros segmentos de la red.
Sin embargo si organizamos la red de esa manera el router seguira usando los primeros 16 bits para direcionar la red y los siguientes 16 bits para direccionar los host . Un metodo indicar el router la direccion da la subred esto se consigue mediante la utilizacion de la mascara de subred .
Máscaras de subred
A fines de poder definir subredes, se utiliza la máscara de subred. La misma está constituida también por 32 bit agrupados en cuatro grupos de 8 bits.
Todas las posiciones ocupadas por 1's en la máscara de subred determinan la sección de red, y la ocupada por ceros indica los hosts. Por ejemplo:
11111111.11111111 . 00000000.00000000
\ / \ /
----------------- -----------------
RED HOST
Para obtener la dirección de la subred, se debe realizar la operación AND (Y) entre la dirección IP y la máscara de subred.
Ejemplo 1:
IP = 10101100.00010000.00000010.00010001 (172.16.2.17)
Máscara = 11111111.11111111.00000000.00000000 (255.255.0.0)
Subred = 10101100.00010000.00000000.00000000 (172.16.0.0)
Ejemplo 2:
IP = 10101100.00010000.00000010.00010001 (172.16.2.17)
Máscara = 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0)
Subred = 10101100.00010000.00000010.00000000 (172.16.2.0)
Ejemplo 3:
Máscara = 11111111.11111111.11111111.11110000 (255.255.255.240)
Subred = 10101100.00010000.00000010.00010000 (172.16.2.16)
Completar:
__________________________________________________________|IP | Máscara de subred | Clase | Subred |
|-------------|--------------------|----------|----------|
|172.16.5 .33 | 255.255.255. 0 | B |172.16.5.0|
| 10.9 .15.3 | 255.255. 0 . 0 | A | 10. 9.0.0|
|199.17.23.44 | 255.255. 0 . 0 | C |199.17.0.0|
|-------------|--------------------|----------|----------|
Determinación del rango de host para cada subred
IP = 10101100.00010000.00000010.00010001 (172.16.2.17)
Máscara = 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.240)
Subred = 10101100.00010000.00000010.00000000 (172.16.2.16)
Broadcast=10101100.00010000.00000010.11111111 (172.16.2.255)
172.16.2.1-->172.16.2.254
Resolver:
Indicar la dirección de subred y el rango de host para la dirección IP 172.16.2.17 y la máscara de subred 255.255.255.240
IP = 10101100.00010000.00000010.00010001 (172.16.2.17)
Máscara = 11111111.11111111.11111111.11110000 (255.255.255.240)
Subred = 10101100.00010000.00000010.00010000 (172.16.2.16)
Broadcast= 10101100.00010000.00000010.00011111 (172.16.2.31)
Rango = 172.16.2.17 ---> 172.16.2.30
\_________________________/
Rango de subred
Ejercicio 1:
ip = 203.210.10.60 11001011.11010010.00001010.00111100
mr = 255.255.255.248 11111111.11111111.11111111.11111000
sub= 11001011.11010010.00001010.00111000 203.200.10.56
max= 11001011.11010010.00001010.00111111 203.200.10.63
rango=[203.200.10.57;203.200.10.62]
Clase= c
Ejercicio 2
ip = 172.16.12.54 10101100.00010000.00001100.00110110
mr = 255.255.255.240 11111111.11111111.11111111.11110000
subred: 10101100.00010000.00001100.00110000 172.16.12.48
max: 10101100.00010000.00001100.00111111 172.16.12.63
rango= [172.16.12.49 - 172.16.12.62]
¿cuales de las siguientes direcciones de host son validos en la misma subred?
172.16.12.64 no valido
172.16.12.57 valido
172.16.12.49 valido
172.16.12.48 no valido
172.16.12.63 no valido
172.16.12.45 no valido
ip = 203.210.10.60 11001011.11010010.00001010.00111100
mr = 255.255.255.248 11111111.11111111.11111111.11111000
sub= 11001011.11010010.00001010.00111000 203.200.10.56
max= 11001011.11010010.00001010.00111111 203.200.10.63
rango=[203.200.10.57;203.200.10.62]
Clase= c
Ejercicio 2
ip = 172.16.12.54 10101100.00010000.00001100.00110110
mr = 255.255.255.240 11111111.11111111.11111111.11110000
subred: 10101100.00010000.00001100.00110000 172.16.12.48
max: 10101100.00010000.00001100.00111111 172.16.12.63
rango= [172.16.12.49 - 172.16.12.62]
¿cuales de las siguientes direcciones de host son validos en la misma subred?
172.16.12.64 no valido
172.16.12.57 valido
172.16.12.49 valido
172.16.12.48 no valido
172.16.12.63 no valido
172.16.12.45 no valido
Hub, Switch y Router
Hub (concentrador)
El hub es el dispositivo de conexión más básico. Funciona en la capa 1 (física) del modelo OSI. Es utilizado en redes locales con un numero muy limitado de maquinas. No es mas que una toma múltiple RJ45 que amplifica las señales de red. Permite conectar entre sí varios equipos retransmitiendo los paquetes de datos desde cualquiera de ellos hacia todos los demás. Ha dejado de utilizarse debido a la gran cantidad de comisiones y trafico de red que producen, ya que los datos son enviados a todos los dispositivos conectados sin discriminar a que destino corresponde cada uno de ellos. Esto ocasiona una reducción del ancho de banda.
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Hub (concentrador)
El hub es el dispositivo de conexión más básico. Funciona en la capa 1 (física) del modelo OSI. Es utilizado en redes locales con un numero muy limitado de maquinas. No es mas que una toma múltiple RJ45 que amplifica las señales de red. Permite conectar entre sí varios equipos retransmitiendo los paquetes de datos desde cualquiera de ellos hacia todos los demás. Ha dejado de utilizarse debido a la gran cantidad de comisiones y trafico de red que producen, ya que los datos son enviados a todos los dispositivos conectados sin discriminar a que destino corresponde cada uno de ellos. Esto ocasiona una reducción del ancho de banda.
Para armar una red utilizando un hub deberán conectarse los host al hub mediante cable UTP y conectores RJ45. Todas las computadoras se conectan al hub en cualquier boca. La conexión es en forma radial.
Dado que este dispositivo opera en la capa 1 del modelo OSI deberá configurarse manualmente el protocolo IP. A cada maquina deberá asignarse una dirección IP distinta en forma manual. Por ejemplo: 192.68.5.10,192.68.5.11, etc. La máscara de red deberá ser la misma para todas las maquinas: 255.255.255.0. Es decir, le asignamos a cada maquina una dirección IP clase C. En este caso todas las maquinas están conectadas a la red 5.
Switch
Hub
Hub 5 Puertos D Link Ethernet $249
Switch
La principal diferencia entre un hub y un switch es que este ultimo analiza el trafico de información y recuerda en que boca se encuentra cada dispositivo. Además, los switches trabajan en modo full duplex, es decir, que permiten la simultaneidad de envío y recepción. De esta manera, se evita la colisión de paquetes y a la vez se implementa la velocidad de transferencia.
Switch 5 Puertos 10/100mbps Tp-link Tl-sf1005d $145
El switch mantiene en memoria una tabla que es la que asocia las bocas RJ45 y las direcciones MAC. Recordemos que las MAC (Media Access Control) consisten en un número asociado en forma inequívoca a cada placa de red. Una de las direcciones MAC tiene 48 bits y se expresa mediante números hexadecimales. Ejemplos:
00.26.18.BE.37.EC
00.26.18.BE.36.C9
00.26.18.BE.31.A6
00.50.56.C0.00.08
20.CF.30.CB.EA.79
También es conocida como dirección física y están escritas directamente en forma binaria en la placa de red en el momento de su fabricación.
El switch, en vez de mandar los datos a todas las pcs, como lo hace el hub, consulta una tabla de direcciones y lo manda al host que corresponda
El switch agrega registros a su tabla dinámica a medida que los equipos de red le envían información. La manera en que van completando esta tabla es mediante el protocolo ARP(Adress Rosolution Protocol) que antecede cualquier transferencia de información en las redes modernas.
Existen algunas situaciones en la que un switch envía un paquete a mas de una boca. Esto sucede con los paquetes broadcast cuando un switch recibe uno de esos no consulta su tabla dinámica sino que simplemente lo repite por todas las bocas. Por ejemplo: cuando un paquete A quiere enviar un paquete al equipo B en primer lugar emite un paquete de tipo broadcast consultando la dirección MAC. El switch agrega en ese momento una entrada a su tabla dinámica para vincular la dirección MAC con la boca a la que está conectado. Debido a que se trata de un paquete broadcast será transmitido a todas las bocas, pero solamente el equipo A responderá a B, por lo tanto el broadcast ira directamente a la boca donde esta conectado B. En definitiva no es recomendable emplear hubs en redes modernas, principalmente por la reducción de la velocidad de transferencia que este implica. En su reemplazo es aconsejable utilizar un switch
HUB Switch
Modelo osi Capa fisica Capa de enlace de datos (2)
---------------|-------------------------------------------------------------
Conexión red| Conecta varios host dependiendo Conecta varios host depen-
diendo de la densidad de
puertos
de la densidad de puerto
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Modo de trabajo Broadcast Multicast
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Direccionamiento No tiene Fisico a traves de MAC
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Seguridad NO SI
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Administracion NO SI
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Uso de ancho de Comparte el ancho de banda Dedica el ancho de banda
banda entre todos los puertos a cada puerto
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Cant. de dominios Unico dominio de colision Un dominio de colision para
de colicion cada puerto
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Cant. de dominios Unico dominio de broadcast Unico dominio de broadcast
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Como trabaja un switch
El switch arma una tabla de direcciones MAC que esta formada basicamente por dos elementos: el numero de puerto donde esta conectado el host y asociada a el la direccion MAC del host conectado a ese puerto del switch. Para analizar su funcionamiento tenemos varias posibilidades.
Cuando se envia un mensaje desde uno de los host de la red el switch verifica si la MAC de destino esta en la tabla, luego puede ocurrir lo siguiente: si la dirección mac de destino esta en la tabla, el switch establece una conexión temporal entre el puerto de origen del emisor y el de destino del receptor. Este circuito proporciona un canal dedicado mediante el cual los dos host involucrados se comunican directamente. El resto de los host de la red conectados al switch no comparten el ancho de banda de este canal, no reciben los mensajes que estan incluidos en ellos
Es importante recordar que el switch dedica el ancho de banda por puerto.
Las principales funciones del switch son:
1)aislar el trafico entre los segmentos ( dominio de colisiòn). Dicha segmentacion permite que varios usuarios envien informacion al mismo tiempo a traves de los distintos segmentos sin causar demoras en la red.
2) Obtener un ancha de banda indicado por usuario crean dominios de condicion mas pequeños. Cada host recibe acceso al ancho de banda completo y no tiene que competir por la disponibilidad del ancho de banda.
3) El switch consentre la conectivilidad convirtiendo la transmision de datos en un proceso mas eficiente.
4) Conmutacion y tablas MAC. para conmutar con eficiencia los datos entre distintas interfaces el switch mantiene una tabla de decisiones. Cuando un dato llega al switch se asocia la direccion MAC de la estacion emisora con la interfaz en la cual se recibio.
Concepto de latencia: se define como el tiempo que tarda la informacion en hacer el recorrido dede el origen hasta el destino. Las personas que juegan en red por internet entienden este concepto a la perfeccion ya que los juegos ofrecidos en servidores alojados en internet presenten una columna con este dato
Las principales funciones del switch son:
1)aislar el trafico entre los segmentos ( dominio de colisiòn). Dicha segmentacion permite que varios usuarios envien informacion al mismo tiempo a traves de los distintos segmentos sin causar demoras en la red.
2) Obtener un ancha de banda indicado por usuario crean dominios de condicion mas pequeños. Cada host recibe acceso al ancho de banda completo y no tiene que competir por la disponibilidad del ancho de banda.
3) El switch consentre la conectivilidad convirtiendo la transmision de datos en un proceso mas eficiente.
4) Conmutacion y tablas MAC. para conmutar con eficiencia los datos entre distintas interfaces el switch mantiene una tabla de decisiones. Cuando un dato llega al switch se asocia la direccion MAC de la estacion emisora con la interfaz en la cual se recibio.
Concepto de latencia: se define como el tiempo que tarda la informacion en hacer el recorrido dede el origen hasta el destino. Las personas que juegan en red por internet entienden este concepto a la perfeccion ya que los juegos ofrecidos en servidores alojados en internet presenten una columna con este dato
El router
El router es un dispositivo que se diferencia del resto por tener la capacidad de interconectar las redes internas y externas. Internamente un router esta constituido por un microprocesador, memorias, bus de sistema, y distintas interfaces de entrada y salida similar a la arquitectura de una pc convencional.
"El router trabaja en la cpaa de red del modelo osi. En esta capa se trabaja con los paquetes de datos dentro del proceso de encapsulacion. Aqui encontramos el encabezado IP, tanto la direccion ip de origen como la de destino compuestas ambas por 4 bytes o 32 bits. esta capa se vincula mas al software que al hardware, dado que se necesita d eun sistema opertaivo desde el cual volvar estas direccines en los ouestis de trabajo, sevidores,m o dispositifvos de red
El router como cada dispositivo de una red, tiene responsabilidades y la principal es dirigir los paquetes destinados tnato a las redes internas como a las externas. Este dispositivo cumple con las siguientes tareas:1)Aprende de las redes internas y las externas: el router es un dispositivo que actua e interactua con otros routers
2) Arma la tabla de enrutamiento donde guarda las redes que tiene conectadas y aprendidas de otros routers
3)determina la mejor ruta utilizando su tabla de enrutamiento para determinar la mejor ruta para enviar el paquete. Cuando recibe un paquete lo que le importa y examina es la IP de destino buscando una coincidencia con una direccion de red en su tabla de enrutamiento; cuando la encuentran encapsulan el paquete IP y lo envia a la capa superior.
El router puede actuar como dhcp server, recordamos que els protocolo de configuracion dinamica de host, es un protocolo de red que permite a los clientes de una red IP obtener sus parametros de configuracion automaticamente. Se trata de un protocolo de tipo cliente-servidor, en el que gneeralmente un servidor posee una lista de direcciones IP dinaminas y las va asignando a los clientes conforme estas van estarndo libres, sabiendo en todo momento quien ha estado a disposicion de esa IP, cuanto tiempo la ha tenido y a quien se la ha asignado despues. Cuando el router funciona como dhcp adjudica direcciones IP alos puedtos de trabajo y dispositivos conectadosa ala red para suy uso prsonal poruqe la entrega de up se efectua en concepto de alquiler por un tiempo determinado; finalizado ete periodo queda otra vez a disposicion
El router tambien funciona como servidor DNS, recordemos que es el sistema de nombre de dominios (dinamic name system)que es el sistema que asocia el nombre de un dominio con una direccion IP. En realidad se denomina de esta manera tanto a a la base de datos como al protocolo urilizado para acceder a ella
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