Direccionamiento IP ¿Qué?, ¿Cómo?, ¿Cuándo?, ¿Dónde?, ¿Por qué?

1. DIRECCIONAMIENTO
IP
CCNA
CISCO CERTIFIED NETWORK
ASSOCIATE
Ronald M Reales
CCNA CISCO 10833138
Ronald.reales@gmail.com

2. Formato de una dirección IP
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R ona ld M Rea les
CC N C ISC O 10 833 13 8
A
ro na ld.r eal es@ gm ail. c
om
Una dirección IP se conforma de 32 bits y tiene 2 partes:
Numero de Red
Numero de Host o nodo.
El formato de la dirección es conocido comúnmente como notación decimal
Ejemplo: 10.7.5.1
Cada bit en el octeto tiene un valor binario tal como (128,64,32,16,8,4,2,1).
El mínimo valor de un octeto es 0, lo que significa que todos sus bits son Ceros.
El valor máximo de un octeto es 255, ósea todos sus bits son Unos (1).
La Admon de las direcciones es manejada por una autoridad central IANA
Internet Assigned Numbers Authority.

3. Formato de una dirección IP
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Ro na ld. rea les@ gm ail .c m
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La dirección de 32 bits es dividida en 4 octetos de 8 bits cada uno el
cual es representado por un numero decimal de acuerdo al valor de
sus ocho bits.
El primer octeto en esta dirección es representado por el valor decimal
de 10, mientras el segundo es representado en forma decimal de 7.
En orden de diferenciar entre octetos usamos un punto. Ejemplo 10.7

4. Formato de una dirección IP
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Ro na ld M R eal es
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R ona ld .re ales@g ma il.c m
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La mayor diferencia entre TCP/IP y otros protocolos es el hecho de que la
línea que divide la porción de red de la porción de Host es variable, a
diferencia de otros protocolos que tienen tamaños fijos de red y Host.
TCP/IP nos permite tener una dirección IP que tenga una porción de red
de 8 bits, y una porción de Host de 24 bits dándonos potencialmente 256
redes donde cada una puede tener 16.7 millones de hosts.
Por otro lado, podemos tener un espacio de red de 24 bits con solo 8 bits
para hosts. Esto crearía 16.7 millones de redes, cada una capaz de
soportar 256 hosts.

5. Se ha decidido crear 5 clases de direcciones IP. A-E cada una con un numero especifica de bits para red y bits
para hosts.
Las direcciones clase A,B y C son para uso general, la clase D sera para su uso en direccionamiento multicast y
las clase E son para uso reservado.
El BIT mas importante determina la clase de dirección IP
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Clase A incluye:
— Rango de numeros de red: 1.0.0.0 to 126.0.0.0
— Numero de direcciones de Host: 16,777,214
Class B addresses include
— Range of network numbers: 128.1.0.0 to 191.254.0.0
— Number of Host addresses: 65,534
Class C addresses include
— Range of network numbers: 192.0.1.0 to 223.255.254.0
— Number of Host addresses: 254
Class D addresses include
— Range of network numbers: 224.0.0.0 to 239.255.255.254

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El problema es como un computador es capaz de distinguir entre una dirección
Clase A comparada con una B o C.
La respuesta es que el computador determina el Cero mas significativo en la
dirección. (Posición del cero)
Si el cero esta en la posición mas significativa, El computador reconocerá que es
una dirección IP Clase A y sabrá que la línea entre red y Host estará después de los
8 bits.
Si el cero esta en la segunda posición, el computador sabrá que es una dirección
clase B y por lo tanto sabe que la línea Red/host estará después de 16 bits.
Si el cero esta en la tercera posición, el computador sabrá que es una dirección
clase c y por lo tanto sabe que la línea Red/host estará después de 24 bits.
Esto significa que para cada una de las clases de red el primer, el segundo y el
tercer BIT dependerá de la posición del cero que limitara el rango de direcciones de
cada clase.

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Si esta dirección es una clase A el primer Bit será 0 pero haciendo
esto perderíamos al 128 en nuestra combinación de bits del primer
octeto.
Pasaríamos de tener un rango entre 0 -256 a tener un rango entre
0 -127. IANA se reservo el rango entre 0 y 127 dejándonos con un
rango entre 1 y 126.
Todo esto significa que cualquier dirección IP que comience con un
numero decimal entre 1 y 126 puede ser reconocida por los seres
humanos como una dirección clase A.

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De igual forma una dirección clase B tiene el segundo bit en 0
dejandonos con un ranfo de direcciones entre 128 y 191.
Any IP address that starts with a high order octet value of 128 – 191
is a class B address.

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A class C address has the third bit set to zero leaving us with a range of
addresses beginning 192 -223
Any IP address that starts with a high order octet value of 192 - 223 is a
class C address.

10. 
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Estructura De la Dirección IP

11. Direccionamiento de Hosts
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Cada dispositivo o interface debe tener un numero de Host sin cero.
La tabla de enrutamiento contiene direcciones de red; usualmente NO
contiene información de hosts.
Una dirección IP y una dirección de Subred en una interfase tendrá
pues tres propósitos:
Habilita al sistema procesar la recepción y la transmisión de paquetes.
Especifica la dirección local del dispositivo.
Especifica el rango de direcciones que comparte el cable con el
dispositivo.

12. Direccionamiento de Hosts
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Una dirección de Host de todos Unos en la porción de hosts esta
reservada para broadcast dentro de esa red.
Un valor de todos Ceros, significa la dirección de Red en si misma
Por ejemplo, (192.168.1.0).

13. Direccionamiento IP sin subredes
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Para una red sin subredes el resto del mundo ve a la organización como una única
red, y el conocimiento de la estructura interna no es requerido.
Todos los paquetes marcados como 172.16 son tratados de la misma manera,
independientemente del tercer o cuarto octeto de la dirección. Un beneficio de esto
puede se una relativamente corta tabla de enrutamiento que el router puede usar.
La red que se dirige con el esquema que hemos establecido hasta ahora no tiene
ningún modo de distinguir segmentos individuales dentro de la red.
Dentro de la nube que con ninguna subred tenemos un solo dominio de broadcast,
todos los Host sobre la red encuentran todos las broadcast de la red. Esto puede
resultar en un desempeño pobre de la red.
Por defecto esta dirección clase B define una red con 65.000 estaciones de trabajo
en ellas.
Es necesario encontrar un forma de dividir esta red en segmentos.

14. Direccionamiento IP con subredes
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Con subredes, el uso de las direcciones de red es mas eficiente. Esto no
cambia la forma como el resto del mundo ve a la red, pero dentro de la
organización forma una estructura adicional.
En el ejemplo la red 172.16.0.0 es subdividida en 5 subredes, 172.16.1.0,
172.16.2.0, 172.16.3.0,172.16.4.0, y 172.16.5.0.
Los Routers determinan la red destino usando la dirección de subred,
limitando el tamaño de el trafico sobre los otros segmentos de red.

15. Mascara de Subred
Sin embargo, si organizamos la red de esta manera, Los routers aun
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usaran el orden del BIT mas significativo para determinar donde se dividen
los campos Red/Host. Debido a que la dirección es una clase B se dividirá
la dirección en 16 bits de red y 16 bits de Host.
Si vemos la tabla de enrutamiento veremos ambos segmentos
representados como 172.16.0.0.
Claramente necesitamos alguna otra manera de decirle al router donde
dividir la línea entre Red/Host sin usar los bits mas significativos.

16. Mascara de Subred
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Seria mucho mejor que la tabla de enrutamiento fuera como esta,
distinguiendo entre las dos subredes dentro de la tabla.
Esto significa que hay que usar algún método para decirle al router que
debe considerar los primeros 24 bits como red y los últimos 8 bits como
Host, aun cuando esta sea una dirección clase B.
La herramienta usada para este propósito es la MASCARA DE SUBRED,
cuya función es simplemente decirle al dispositivo cuanto de la dirección
debe considerarse como espacio para red y cuanto como espacio para
Hosts.

17. Mascara de Subred
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Una dirección IP tiene 32 Bits, escrita en 4 Octetos.
La mascara de subred tiene 32 bits escrita también en 4 octetos.
La disposición de la mascara de subred es la siguiente:
1 Binario para los bits de red.
1 Binario para los bits de subred.
0 Binario para los bits de Host.
La mascara de subred indica cual de los bits en el campo Host serán
usados para especificar diferentes subredes de una red particular.

18. Mascara de Subred
El router extrae la dirección de destino IP del paquete y recupera
la máscara de subred interna.
El router realiza una suma Boleana para obtener la dirección de
red. Durante esta suma la porción de Host de la dirección es
quitada.
La decisión del router entonces se basara en el numero de la red
solamente.
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En este ejemplo sin subredes, el numero de red extraído es 172.16.0.0

19. Mascara de Subred
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Con ocho bits para la subred la dirección de red obtenida (subred) es
172.16.2.0.
Este ejemplo muestra mas bits usados, extendiendo la porción de red
y creando un campo secundario que se extiende desde el fin de una
mascara estándar y usando 8 bits del segmento de Hosts.
Este campo secundario se denomina campo de SUBRED y es usado
para representar subredes dentro de la red.

20. Mascara de Subred
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No hay razón lógica por la que no podamos extender la mascara de
subred dentro del el ultimo octeto como en este ejemplo.
Ahora tenemos una dirección que consiste en 28 bits de red y solo 4 bits
de espacio para hosts creando una subred que soportara máximo 14
hosts.

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Ejercicios Mascara de Subred

22. Dirección de Broadcast
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Sabemos que podemos descubrir las direcciones de subred de cualquier
direccion ip dada por su mascara realizando una suma boleana entre la
direccion y la mascara.
Si podemos encontrar la subred es facil determinar la direccion de
broadcast llenando la porcion de Host con Unos y conviertiendolos en
decimales.
Si conocemos la direccion de subred y broadcast entonces todo entre
ellas dos estara disponible para direcciones de host.

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Dirección de Broadcast
Otro Ejemplo

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Dirección de Broadcast
Otro Ejemplo

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Ejercicios

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Ejercicios