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

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I

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

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I

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

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Contenido
• Direccionamiento Classful

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

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Contenido

• Direccionamiento Classful

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

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I

a Direccionamiento Classful

• 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

• 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

LAN D

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Clase A

• Network ID:

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

• Host ID:

– 24 bits (…)
– Más

de
direcciones!!

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

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

LAN C

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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

LAN D

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a ¿Y el resto de direcciones?

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• 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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bit 0
1110

1111

Grupo Multicast

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

LAN C

A

B

C

D

E

bit 31

LAN D

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Direcciones especiales

• Redes reservadas:

,



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• 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

– 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

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

,

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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

• 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

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Contenido

• Direccionamiento Classful

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

hosts?

– Problemas

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I

Direccionamiento Classful

Envío de paquetes desde los hosts

• 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

• 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

IPd

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Direccionamiento Classful

Reenvío de paquetes en los routers

• Sin

estado.

paquete a paquete.
• Tienen configurado:

Decisiones

• Sí: Es una ruta a ese host, lo

envía según indica la fila

• No: Calcula el NetID.

– 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

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

Destino

Next-hop

Interfaz

R1
R1

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

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Problemas del esquema Classful

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 pares de ho