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

1. 
Introducción
2. 
Arquitecturas de protocolos
3.  Conmutación de paquetes


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• 
• 
• 
• 
• 

Arquitectura de protocolos para LANs
Ethernet
LANs IEEE 802.11 (WiFi)
ATM
Protocolos de Internet
• 
• 
• 

Internetworking
Direccionamiento
Fragmentación e ICMP. IP en LAN

Tecnologías

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

Servicios de Internet

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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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 D

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

LAN C

LAN A

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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 (…)
–  M á s d e 1 6 M
direcciones!!

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


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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 D

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

LAN C

LAN A

LAN B


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¿Y el resto de direcciones?

•  Clase D:

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

•  Clase E:

–  Reservadas para futuro uso

•  Reparto en clases:

bit 0
1110

1111

Grupo Multicast

A

B

C

D E

bit 31

LAN D

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
R4

LAN C

LAN A

LAN B


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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
–  192.18.0 a 192.19.255

(privada)

(pruebas prestaciones)

App

App

Transporte
Red (IP)



Enlace

loopback

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


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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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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!

R1!gw!

if1!
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!

R1!gw!

if1!
if0!
IPgw,if0

IPd!


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Direccionamiento Classful

Reenvío de paquetes en los routers

•  S i n e s t a d o . D e c i s i o n e s

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

•  Sí: Es una ruta a ese host, lo
•  No: Calcula el NetID.

envía según indica la fila

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?

fila

•  Sí: Lo envía según indica la
•  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 hosts

–  Excesivo tráfico de