PDF de programación - Direccionamiento IP clásico

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS
Área de Ingeniería Telemática

Direccionamiento IP clásico

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación

Temario

Introducción

1.
2. Arquitecturas, protocolos y estándares
3. Conmutación de paquetes
4. Conmutación de circuitos
5. Tecnologías
6. Control de acceso al medio en redes de área local
7. Servicios de Internet

Temario

Introducción

1.
2. Arquitecturas, protocolos y estándares
3. Conmutación de paquetes

•
•
•

Arquitectura de protocolos para LANs
Ethernet
Protocolos de Internet
•
•
•

Introducción histórica e Internetworking
Direccionamiento
IP en LAN. ICMP

4. Conmutación de circuitos
5. Tecnologías
6. Control de acceso al medio en redes de área local
7. Servicios de Internet

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Objetivo

• Cómo asignar direcciones a redes y hosts
• Esquemas clásicos para esta asignación

Contenido
• Direccionamiento Classful

– ¿Cómo es?
– ¿Por qué así?
– ¿Cómo funcionan los routers y los hosts?
– Problemas

Contenido
• Direccionamiento Classful

– ¿Cómo es?
– ¿Por qué así?
– ¿Cómo funcionan los routers y los hosts?
– Problemas

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a Direccionamiento Classful

c

i
t

• La “abuela” de Internet: ARPANET
• Cada red tiene un router de acceso que la conecta con el

backbone de la red y así con las otras redes

• A cada red se le asigna un rango de direcciones IP
• ¿Red? Si origen y destino están en la misma, la tecnología se

debe encargar de hacer llegar el paquete

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

LAN C

LAN D

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Direccionamiento Classful

a
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t

• Se pensó que podría haber redes de diferente tamaño (número

de hosts)

• Se crearon 3 “tipos” de redes: clase A, clase B y clase C
• Las direcciones IP tendrán 2 partes:

– Identificador de la red (network ID) (…)
– Identificador del host (host ID) (…)

bit 0

Network ID

Dirección IP

Host ID

bit 31

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

LAN C

Clase A

• Network ID:

– 8 bits, primero a 0 (…)
– Primer byte: 0 - 127 (…)
– 50% de las direcciones

• Host ID:

– 24 bits (…)
– Más

de
direcciones!!

LAN D

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16M

Redes “MUY” grandes

bit 0
0

Network ID

Dirección IP

Host ID

bit 31

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

LAN C

LAN D

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Clase B

• Network ID:

– 16 bits, primeros a 10 (…)
– Primer byte: 128 - 191 (…)
– 16K redes
– 25% de las direcciones

• Host ID:

– 16 bits (…)
– 64K direcciones

Redes grandes

bit 0
10

Network ID

Dirección IP

Host ID

bit 31

LAN D

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

LAN C

LAN A

LAN B

Clase C

• Network ID:

– 24 bits, primeros a 110

(…)

– Primer byte: 192 - 223 (…)
– 2M redes
– 12.5% de las direcciones

• Host ID:

– 8 bits (…)
– 256 direcciones

Redes pequeñas

bit 0
110

Network ID

Dirección IP

Host ID

bit 31

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

LAN C

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LAN D

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a ¿Y el resto de direcciones?

c

i
t

• Clase D:

– Primeros bits a 1110
– Primer byte: 224 - 239
– Grupos multicast

• Clase E:

– Reservadas para futuro uso

• Reparto en clases:

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A

B

C

D

E

bit 31

bit 0

1110

1111

Grupo Multicast

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

LAN C

LAN D

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Direcciones especiales

• Dirección de red

– Host ID = 0s
Ej: 130.206.0.0

• Dirección de broadcast

de red (…)
– Host ID = 1s

Ej: 130.206.255.255
• Broadcast limitado
– 255.255.255.255

• Redes reservadas:

– 0
– 127 (loopback) (…)
– 10 (privada)
– 169.254 (no IP)
– 172.16 a 172.31 (privada)
– 192.0.2 (TEST-NET)
– 192.168.0

a

192.168.255

(privada)
– 192.18.0

a

192.19.255

(pruebas prestaciones)

App

App

Transporte
Red (IP)

Enlace

loopback

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Direccionamiento Classful

¿Por qué así?

• Routers emplean el Network ID para la decisión de reenvío

bit 0
Network ID

Dirección IP

Host ID

bit 31

• Deben averiguar rápidamente cuál es el Network ID de la red a la que

pertenece el destino (IPd)
– primer bit = 0:

IPd ∈ red de clase A

•
• NetID = primeros 8 bits

– (primer bit = 1)&(segundo bit = 0):

IPd ∈ red de clase B

•
• NetID = primeros 16 bits

– (primer bit = 1)&(segundo bit = 1)&(tercer bit=0):

IPd ∈ red de clase C

•
• NetID = primeros 24 bits

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• En la propia dirección IP está codificado el número de bits del NetID
• Son comprobaciones rápidas de realizar
• Cuanto menos tiempo emplee el router con cada paquete más

paquetes podrá procesar por segundo

Contenido
• Direccionamiento Classful

– ¿Cómo es?
– ¿Por qué así?
– ¿Cómo funcionan los routers y los

hosts?

– Problemas

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Direccionamiento Classful

Envío de paquetes desde los hosts

a
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• Tienen configurado:

– Su dirección IP (IPH)
– Dirección IP del router de salida de su LAN en el interfaz conectado a la

misma (IPgw)

•

– Pueden averiguar el NetID de su LAN a partir de su IP
Dada la IPD del destino al que desean enviar un paquete :
– Calculan el NetID
– ¿Es el mismo que el de mi red?

• Sí: está en mi red, se lo envío directamente (a su MAC) (… …)
• No: está en otra red, se lo envío al router (a la MAC del router) (…)

src_addr=IPH
dst_addr=IPD

src_hwaddr=MAC H
dst_hwaddr=MAC D

H

IPH

IPD
D

if1

R1gw

if0
IPgw,if0

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Direccionamiento Classful

Envío de paquetes desde los hosts

a
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• Tienen configurado:

– Su dirección IP (IPH)
– Dirección IP del router de salida de su LAN en el interfaz conectado a la

misma (IPgw)

•

– Pueden averiguar el NetID de su LAN a partir de su IP
Dada la IPD del destino al que desean enviar un paquete :
– Calculan el NetID
– ¿Es el mismo que el de mi red?

• Sí: está en mi red, se lo envío directamente (a su MAC) (… …)
• No: está en otra red, se lo envío al router (a la MAC del router) (… …)

src_addr=IPH
dst_addr=IPd

src_hwaddr=MAC H
dst_hwaddr=MAC gw,if0

H

IPH

D

if1

R1gw

if0
IPgw,if0

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IPd

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Direccionamiento Classful

Reenvío de paquetes en los routers

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• Sin

estado.

Decisiones

paquete a paquete.
• Tienen configurado:

– IP de cada uno de sus

interfaces

– Tabla de rutas

• Dada IPD que no es ninguna

de sus direcciones IP:
– Busca en la tabla fila t.q.

“Destino” = IPD

Destino

Next-hop

Interfaz

• Sí: Es una ruta a ese host, lo

envía según indica la fila

• No: Calcula el NetID.

Busca una ruta a esa red
– Sí: Es una ruta a esa red, lo

envía según indica la fila

– No: Busca en la tabla una
ruta por defecto. ¿Encuentra
una?

• Sí: Lo envía según indica la

fila

• No: No sabe cómo hacer
llegar el paquete al destino.
Lo descarta

R1
R1

R3
R3

R2
R2

R6

R5
R5

R4
R4

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Problemas del esquema Classful

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c

i
t

Las redes pueden llegar a ser muy grandes

•
• Clase A:

– Direcciones para millones de hosts
– Difícil que una tecnología de LAN soporte esa cifra de

máquinas conectadas

• Situaciones en que hace falta “partir” la red:

– LANs en edificios distantes (enlaces punto-a-punto) (…)
– LANs de diferentes tecnologías (…)
– Exceder límites tecnológicos (número de hosts, distancias,

etc)

– Congestión por comunicación entre ciertos pare