Direcciones IP, máscaras de subred y métodos de asignación

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Direccionamiento
de red
Networking para el hogar y pequeñas empresas: Capítulo 5
Ing. José Pedemonte

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Información pública de Cisco
Objetivos
 Describir el propósito de una dirección IP y máscara
de subred y cómo se utilizan en Internet.
 Describir los tipos de direcciones IP disponibles.
 Describir los métodos para obtener una dirección IP.
 Describir el uso de NAT en una red en el hogar o de
una pequeña empresa utilizando un router integrado.

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Objetivo de una dirección IP
La dirección IP es una dirección de red lógica que identifica
un host en particular. Para poder comunicarse con otros
dispositivos en Internet, dicha dirección debe estar
adecuadamente configurada y debe ser única.

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Estructura de una dirección IP

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Estructura de una dirección IP

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La dirección IP lógica de 32 bits tiene una composición
jerárquica y consta de dos partes. La primera parte
identifica la red, y la segunda parte identifica un host
en esa red.
Actividad 5.1.3.2
Objetivo de una dirección IP y máscara de subred

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La máscara de subred identifica qué parte de la dirección IP
corresponde a la red y cuál al host. Como sucede con la dirección
IP, la máscara de subred tiene una longitud de 32 bits.

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Dentro de los dispositivos de redes de datos, se aplica la lógica digital para
interpretar las direcciones. Cuando se crea o envía un paquete IPv4, la
dirección de red de destino debe obtenerse de la dirección de destino.
Esto se hace por medio de una lógica llamada AND.
Se aplica la lógica AND a la dirección host IPv4 y a su máscara de subred
para determinar la dirección de red a la cual se asocia el host. Cuando se
aplica esta lógica AND a la dirección y a la máscara de subred, el
resultado que se produce es la dirección de red.
Un host obtiene su dirección de red al aplicar la lógica AND a la dirección
con la máscara de subred. La lógica AND también es llevada a cabo por
un host de origen entre la dirección de destino del paquete y la máscara de
subred de este host. Esto produce la dirección de red de destino. Si esta
dirección de red coincide con la dirección de red del host local, el paquete
es directamente enviado al host de destino. Si las dos direcciones de red
no coinciden, el paquete es enviado al gateway.

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Objetivo de una dirección IP y máscara
de subred
Otra forma de representar la porción de red de una dirección IP es
mediante la longitud de prefijo. Por ejemplo: en 172.16.4.0 /24, /24 es
la longitud de prefijo e indica que los primeros 24 bits son la dirección de
red. Esto deja a los 8 bits restantes, el último octeto, como la porción de
host.

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Objetivo de una dirección IP y máscara
de subred
Ejemplo de calculo: IP 172.16.20.0 /25 (255.255.255.?)

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Tipos de direcciones IP
El rango de direcciones IPv4 es de 0.0.0.0 a 255.255.255.255. Sin
embargo, no todas estas direcciones pueden usarse como direcciones
host para la comunicación unicast.

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No todos los requisitos de las organizaciones se ajustaban a
una de estas tres clases. La asignación con clase de espacio de
direcciones a menudo desperdiciaba muchas direcciones, lo
cual agotaba la disponibilidad de direcciones IPv4. Por ejemplo:
una compañía con una red con 260 hosts necesitaría que se le
otorgue una dirección de clase B con más de 65.000
direcciones.

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Hay determinadas direcciones que no pueden asignarse a los hosts por
varios motivos. También hay direcciones especiales que pueden
asignarse a los hosts pero con restricciones en la interacción de dichos
hosts dentro de la red.
- La ruta predeterminada 0.0.0.0:
El uso de esta dirección también reserva todas las direcciones en el
bloque de direcciones 0.0.0.0 - 0.255.255.255 (0.0.0.0 /8).
- Direcciones Loopback:
Una de estas direcciones reservadas es la dirección de loopback IPv4
127.0.0.1. La dirección de loopback es una dirección especial que los
hosts utilizan para dirigir el tráfico hacia ellos mismos. Se reservan las
direcciones 127.0.0.0 a 127.255.255.255. Cualquier dirección dentro de
este bloque producirá un loop back dentro del host local. Las direcciones
dentro de este bloque no deben figurar en ninguna red.

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- Direcciones link-local:
Las direcciones IPv4 del bloque de direcciones desde 169.254.0.0 hasta
169.254.255.255 (169.254.0.0 /16) se encuentran designadas como
direcciones link-local. El sistema operativo puede asignar
automáticamente estas direcciones al host local en entornos donde no se
dispone de una configuración IP. La comunicación mediante direcciones
link-local IPv4 sólo es adecuada para comunicarse con otros dispositivos
conectados a la misma red, como se muestra en la figura. Un host no
debe enviar un paquete con una dirección de destino link-local IPv4 a
ningún router para ser reenviado, y debería establecer el TTL de IPv4
para estos paquetes en 1.
- Direcciones TEST-NET:
Se establece el bloque de direcciones de 192.0.2.0 a 192.0.2.255
(192.0.2.0 /24) para fines de enseñanza y aprendizaje.

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Debido al numero finito de direcciones IPv4, y con el crecimiento
enorme de la cantidad de usuarios en internet, segun la RFC
1918 se reservan varios rangos de direcciones dentro de cada de
las clases, A, B y C como se muestra en la tabla, estos rangos de
direcciones privadas constan de una única red Clase A, 16 redes
Clase B y 256 redes Clase C.
• De 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (10.0.0.0 /8)
• De 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (172.16.0.0 /12)
• De 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (192.168.0.0 /16)

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Las direcciones IP privadas pueden repetirse en cualquier red
privada, siempre que lo hosts no tengan acceso directo a internet.
En generla todos los routers estan confiugurados para impedir que
estas direcciones salgan a internet.

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- Direcciones IP Unicast

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- Direcciones IP Broadcast

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- Direcciones IP Multicast: El rango de direcciones multicast
va de 224.0.0.0 a 239.255.255.255.

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Métodos para obtener una dirección IP
• Asignación estática:
Con una asignación estática, el administrador de red debe configurar
manualmente la información de red para un host. Como mínimo, esto
incluye la dirección IP del host, la máscara de subred y el gateway
predeterminado.
Esta asignacion se utiliza para recursos que deben mantener una IP fija,
como un servidor particular, peor resulta tediosa para implementar.
• Asignación dinámica:
Con una asignación estática, un servidor DHCP (protocolo de
configuración dinámica de host) asigna en forma dinámica los valores de
IP del host, la máscara de subred y el gateway predeterminado a cada
host que ingresa en la red.
Es útil para mantener un manejo flexible de las direcciones IP y no
requiere la configuración manual ni documentación del pool de
direcciones.

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Métodos para obtener una dirección IP
Los servidores DHCP pueden ubicarse en varios lugares
dependiendo el tipo de red.
Las redes grandes pueden tener su propio servidor dedicado,
mientras que en las hogareñas en general el DHCP se encuentra
corriendo dentro del router dedicado que funciona de gateway de la
red.

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Protocolo DHCP
1. El cliente que necesite una dirección IP enviará un mensaje de
descubrimiento de DHCP, que es un broadcast.
2.Todos los hosts de la red recibirán esta trama DHCP de broadcast,
pero sólo un servidor de DHCP responderá. El servidor
responderá con una oferta de DHCP y sugerirá una dirección IP
para el cliente.
3. El host, envía una solicitud (broadcast) de DHCP a ese servidor,
en la cual pide autorización para utilizar la dirección IP sugerida.
4. El servidor responde con una confirmación DHCP.
Actividad 5.3.3.3

24
Uso de DHCP con una red para el hogar
o pequeña empresa
 El router proporciona un gateway por el cual los
hosts de una red pueden comunicarse con los
hosts de diferentes redes. Cada interfaz en un
router está conectada a una red separada.

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Administración de direcciones
Un host recibirá una dirección IP publica de internet, si se lo conecta
directamente al ISP, o una IP privada si se lo conecta a una LAN local
con un router como Gateway (que en general, también es el servidor
DHCP)

26
NAT en una red pequeña
El proceso que se utiliza para convertir las direcciones privadas en
direcciones enrutables para Internet se denomina traducción de
direcciones de red (NAT, Network Address Translation).
Actividad 5.4.3.2

27
Resumen
 Las direcciones IP son direcciones de 32 bit únicas que
se agrupan en cuatro bytes de 8 bits denominados octetos.
 Las direcciones IP utilizan una estructura jerárquica de dos
partes de bits de red y bits de host.
 Los routers utilizan las direcciones IP y máscaras de
subred para determinar la ubicación de red de los hosts.
 Las direcciones IP se agrupan en clases según la cantidad
de bits que se utilizan para designar la red, y además se
dividen en rangos privados y públicos.
 Las direcciones IP privadas deben traducirse a direcciones
IP públicas para moverse en Internet.
 Las direcciones IP se pueden asignar en forma dinámica
o estática.

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