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Instrumento
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Reporte
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Alumno: Brayan Gonzalez Ramirez
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Fecha: 11/12/2018
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Carrera: TI área
Desarrollo de software Multiplataforma
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Grupo: TIDSM12
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Asignatura: Fundamentos de Redes
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Unidad temática:
V
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Profesor: MCE.
Héctor Hugo Domínguez Jaime
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Reporte de la unidad V
Introducción:
En este reporte se plasmara en la
información mas relevante acerca del capítulo cinco en el q ue
se aprendió sobre el direccionamiento ip iniciando por el direccionamiento ip
Donde se explica que es y cómo funciona y el cómo podemos aplicarlo
nosotros mismos en situaciones reales el cómo calcularlas convertirlas
simplificarlas e interpretarlas todo lo necesario para trabajar con ella sin
ningún problema además de los de colocar lo aprendido acerca de los tipos de
direccionamiento que existen que son el IPV4 y le IPV6 y el como funcionan.
Asignación
de direcciones IP
El
direccionamiento es una función crucial de los protocolos de capa de red.
Permite la comunicación de datos entre hosts, sin importar si estos están en la
misma red o en redes diferentes. Tanto el protocolo de Internet versión 4
(IPv4) como el protocolo de Internet versión 6 (IPv6) proporcionan
direccionamiento jerárquico para los paquetes que transportan datos.
El
diseño, la implementación y la administración de un plan de asignación de
direcciones IP eficaz asegura que las redes puedan operar de manera eficaz y
eficiente.
En
este capítulo, se examina detalladamente la estructura de las direcciones IP y
su aplicación en la construcción y la puesta a prueba de redes y subredes IP.
Lenguaje
binario
A lo largo del curso se nos explicó que las
direcciones IP son leídas por el ordenador a través de código binario, además
de que este sirve para determinar el valor de la misma dirección.
Por lo tanto es necesario conocer la conversión de
número decimal a número binario.
El sistema binario es un sistema numérico que
consiste en los números 0 y 1, denominados bits. En comparación, el sistema
numérico decimal consiste en 10 dígitos, que incluyen los números 0 a 9.
Cada dirección consta de una cadena de 32 bits,
divididos en cuatro secciones denominadas octetos. Cada octeto contiene 8 bits
(o 1 byte) separados por un punto.
El trabajo con números binarios puede ser
desafiante. Para que esto resulte más fácil, las direcciones IPv4 suelen
expresarse mediante una notación decimal punteada.
Para aprender a convertir de sistema binario a
decimal, es necesario entender la Notación de posición. El término
"notación de posición" significa que un dígito representa diferentes
valores según la "posición" que el dígito ocupa en la secuencia de
números. Ya conoce el sistema de numeración más común, el sistema de notación
decimal (de base 10).
El funcionamiento de la tabla consiste en
multiplicar el número de acuerdo a su posición, por la base asignada y después
sumar los resultados.
Sistema de
Conversion de binario a decimal
Posicion de cifras
La segunda fila toma en cuenta la pocision del numero binario
de derecha a izquierda, 0 (pirmera pocision), 1 (segunda pocision), 2(tercera
pocision), 3(cuarta pocision). A su vez
estos numeros representan el valor exponencial que se usa para calcular el
valor de posicion.
Calculo
La tercera fila calcula el valor de pocision al aumentar la
base con el valor exponencial de la pocision. n^0 es simpre
=1.
La cuarta fila identifica el valor de pocision, lo que
significa que un digito en dicha pocision represneta el valor de la cuarta
unidad. Por lo tanto el valor que se indica de derecha a izquierda representa
unidades de uno, dos, cuatro, ocho, etc.
Convertir direcciones IP en Numeros decimales.
Para convertir una direccion IPv4 binaria a su equivalente a
direccion punteda, se divide la direccion en cuatro ictetos de 8 bits. Depues
se aplica el valor de pocision de binario al primer octeto del numero binario y
calcule según corresponda.
Direcciones IPv4
Estructura de la direccion.
Porciones
de red
Es importante entender la notación binaria para
determinar si dos hosts están en la misma red. Recuerde que una dirección IPv4
es una dirección jerárquica compuesta por una porción de red y una porción de
host. Cuando se determina la porción de red en comparación con la porción de
host, se debe observar la secuencia de 32 bits. Dentro de la secuencia de
32 bits, una porción de los bits identifica la red y una porción identifica
el host, como se muestra en la ilustración.
Los bits dentro de la porción de red de la
dirección deben ser idénticos para todos los dispositivos que residen en la
misma red. Los bits dentro de la porción de host de la dirección deben ser
únicos para identificar un host específico dentro de una red. Si dos hosts
tienen el mismo patrón de bits en la porción de red especificada de la
secuencia de 32 bits, esos dos hosts residen en la misma red.
Sub-mascara de Red
Como se muestra en la figura 1, se deben
configurar tres direcciones IPv4 decimales punteadas cuando se asigna una
configuración IPv4 al host.
- Dirección IPv4: dirección
IPv4 única del host.
- Máscara de subred: se
usa para identificar la porción de red/host de la dirección IPv4.
- Gateway predeterminado: identifica el Gateway local (es decir, la dirección IPv4 de
interfaz de router local) para llegar a redes remotas.
Direccion de Red
La direccion y la mascara de eubred
hacen regerencia en una red. Todos los host comparten la misma direccion de red.
La porcion de host se compone solo de ceros.
Direccion de host
Las direcciones IP unicas asignadas a
los host y a los dispositivos. La porcion de host sirempre contiene ceros y
unos combinadors, pero nunca ceros o unos solamente.
- Pirmera
direccion de Host: primera direccion de IP de host disponible en la Red.
La porcion de host siempre se compone de todos los ceros, excepto el
ultimo numero que es uno.
- Ultima
direccion de Host: la ultima direccion de host disponible en la red. La
porcion de host siempre se compone de todos los numeros uno, excepto el
ultimo que es un cero.
- Direccion
de difusion: una direccion especial que se comunica con todos los host en
una red, por ejemplo cuando un Host envia un paquete a la direccion IPv4
de difusion de la red, y todos los demas host de la red reciben el paquete. La
direccion de difusion utiliza la direccion mas alta en el rango de la red.
La porcion del host se compone solo de unos.
Cuando se asigna una dirección IPv4 a un
dispositivo, la máscara de subred se usa para determinar la dirección de red a
la que pertenece el dispositivo. La dirección de red representa todos los
dispositivos de la misma red.
Tipos de tranmision Unidifusion, Difusion,
multidifusion.
Dirección
IP estática
Se pueden asignar direcciones IP a los dispositivos
de manera estática o dinámica.
En las redes, algunos dispositivos necesitan una
dirección IP fija. Por ejemplo, las impresoras, los servidores y los
dispositivos de red necesitan una dirección IP que no cambie. Por este motivo,
generalmente, se asigna a estos dispositivos una dirección IP estática.
Un host también se puede configurar con una
dirección IPv4 estática como la que se muestra en la ilustración. En redes
pequeñas, es aceptable asignar direcciones IP estáticas a los hosts. Sin embargo,
en una red grande, introducir una dirección estática en cada host llevaría
mucho tiempo. Es importante mantener una lista precisa de las direcciones IP
estáticas asignadas a cada dispositivo.
Dirección
IP Dinámica
Asignación de una dirección IPv4 dinámica a un host
En la mayoría de las redes de datos, la mayor parte
de los hosts incluyen PC, tabletas PC, teléfono inteligentes, impresoras y
teléfonos IP. También suele ocurrir que la población de usuarios y los
dispositivos cambian con frecuencia. No sería práctico comenzar a asignar
direcciones IPv4 de manera estática a cada dispositivo. Por lo tanto, a estos
dispositivos se les asignan direcciones IPv4 de manera dinámica con el
protocolo DHCP.
Como se muestra en la ilustración, un host puede
obtener la información de asignación de direcciones IPv4 de forma automática.
El host es un cliente DHCP y solicita la información de dirección IPv4 de un
servidor DHCP. El servidor DHCP proporciona una dirección IPv4, una máscara de
subred, un Gateway predeterminado y otra información de configuración.
Un host conectado correctamente a una red puede
comunicarse con otros dispositivos de alguna de estas tres maneras:
- Unidifusión: es
el proceso de enviar un paquete de un host a otro host individual.
- Difusión: es
el proceso de enviar un paquete de un host a todos los hosts de la red.
- Multidifusión: es
el proceso de enviar un paquete de un host a un grupo seleccionado de
hosts, probablemente en diferentes redes.
Estos tres tipos de comunicación se utilizan con
distintos objetivos en las redes de datos. En los tres casos, se coloca la
dirección IPv4 del host de origen en el encabezado del paquete como la
dirección de origen.
Tipos de Direcciones IPv4.
Las direcciones IPv4 públicas son direcciones que
se enrutan globalmente entre los routers de los ISP (proveedores de servicios
de Internet). Sin embargo, no todas las direcciones IPv4 disponibles pueden
usarse en Internet. Existen bloques de direcciones llamadas direcciones
privadas que son utilizadas por la mayor parte de las organizaciones
para asignar direcciones IPv4 a hosts internos.
A mediados de la década de 1990, se presentaron las
direcciones IPv4 privadas debido a la reducción del espacio de direcciones
IPv4. Las direcciones IPv4 privadas no son exclusivas y pueden usarse en una
red interna.
Específicamente, los bloques de direcciones
privadas son los siguientes:
- 10.0.0.0 /8 o 10.0.0.0 a 10.255.255.255
- 172.16.0.0 /12 o 172.16.0.0
a 172.31.255.255
- 192.168.0.0 /16 o 192.168.0.0 a 192.168.255.255
Es importante saber que las direcciones dentro de
estos bloques de direcciones no están permitidas en Internet y deben ser
filtradas (descartadas) por los routers de Internet. Por ejemplo, en la
ilustración, los usuarios de las redes 1, 2 o 3 envían paquetes a destinos remotos.
Los routers del proveedor de servicios de Internet (ISP) detectan que las
direcciones IPv4 de origen de los paquetes son de direcciones privadas y, por
lo tanto, descartan los paquetes.
Direcciones IPv6
Problemas
con IPv4:
Necesidad de utilizar IPv6
IPv6 está diseñado para ser el sucesor de IPv4.
IPv6 tiene un mayor espacio de direcciones de 128 bits, lo que proporciona 340
sextillones de direcciones. (Es decir, el número 340 seguido por 36 ceros). Sin
embargo, IPv6 es más que solo direcciones más extensas. Cuando el IETF comenzó
el desarrollo de un sucesor de IPv4, utilizó esta oportunidad para corregir las
limitaciones de IPv4 e incluir mejoras adicionales. Un ejemplo es el protocolo
de mensajes de control de Internet versión 6 (ICMPv6), que incluye la
resolución de direcciones y la configuración automática de direcciones, las
cuales no se encuentran en ICMP para IPv4 (ICMPv4). ICMPv4 e ICMPv6 se analizan
más adelante en este capítulo.
Necesidad
de utilizar IPv6
El agotamiento del espacio de direcciones IPv4 fue
el factor que motivó la migración a IPv6. Debido al aumento de la conexión a
Internet en África, Asia y otras áreas del mundo, las direcciones IPv4 ya no
son suficientes como para admitir este crecimiento. Como se muestra en la
ilustración, a cuatro de cinco RIR se les agotaron las direcciones IPv4.
IPv4 tiene un máximo teórico de 4300 millones de
direcciones. Las direcciones privadas en combinación con la traducción de
direcciones de red (NAT) fueron esenciales para demorar la reducción del
espacio de direcciones IPv4. Sin embargo, la NAT rompe muchas aplicaciones y
tiene limitaciones que obstaculizan considerablemente las comunicaciones entre
pares.
Coexistencia
de IPv4 e IPv6
No hay una única fecha para realizar la transición
a IPv6. En un futuro cercano, IPv4 e IPv6 coexistirán. Se espera que la
transición demore años. El IETF creó diversos protocolos y herramientas para
ayudar a los administradores de redes a migrar las redes a IPv6. Las técnicas
de migración pueden dividirse en tres categorías:
- Dual-stack: como
se muestra en la figura 1, la técnica dual-stack permite que IPv4 e
IPv6 coexistan en el mismo segmento de red. Los dispositivos dual-stack
ejecutan pilas de protocolos IPv4 e IPv6 de manera simultánea.
- Tunelización: como
se muestra en la figura 2, el protocolo de túnel es un método para
transportar un paquete IPv6 en una red IPv4. El paquete IPv6 se encapsula
dentro de un paquete IPV4, de manera similar a lo que sucede con otros
tipos de datos.
- Traducción: como
se muestra en la figura 3, la traducción de direcciones de red 64
(NAT64) permite que los dispositivos habilitados para IPv6 se comuniquen
con los dispositivos habilitados para IPv4 mediante una técnica de
traducción similar a NAT para IPv4. Un paquete IPv6 se traduce a un
paquete IPv4 y viceversa.
Direccionamiento
de IPv6
Representación de Direcciones IPv6
Las
direcciones IPv6 tienen una longitud de 128 bits y se escriben como una
cadena de valores hexadecimales. Cada 4 bits se representan con un único
dígito hexadecimal para llegar a un total de 32 valores hexadecimales, como se
muestra en la figura 1. Las direcciones IPv6 no distinguen entre
mayúsculas y minúsculas, y pueden escribirse en minúsculas o en mayúsculas.
Regla 1:
omitir 0 iniciales
La
primera regla para ayudar a reducir la notación de las direcciones IPv6
consiste en omitir los 0 (ceros) iniciales en cualquier sección de 16 bits
o hexteto. Por ejemplo:
- 01AB puede
representarse como 1AB.
- 09F0 puede
representarse como 9F0.
- 0A00 puede
representarse como A00.
- 00AB puede
representarse como AB.
Esta
regla solo es válida para los ceros iniciales, y NO para los ceros finales; de
lo contrario, la dirección sería ambigua. Por ejemplo, el hexteto
"ABC" podría ser "0ABC" o "ABC0", pero estos no
representan el mismo valor.
Regla 2: omitir los segmentos de 0
La
segunda regla que permite reducir la notación de direcciones IPv6 es que los
dos puntos dobles (::) pueden reemplazar cualquier cadena única y contigua de
uno o más segmentos de 16 bits (hextetos) compuestos solo por ceros.
Los
dos puntos dobles (::) se pueden utilizar solamente una vez dentro de una
dirección; de lo contrario, habría más de una dirección resultante posible.
Cuando se utiliza junto con la técnica de omisión de ceros iniciales, la
notación de direcciones IPv6 generalmente se puede reducir de manera
considerable. Esto se suele conocer como “formato comprimido”.
Tipos
de Direcciones IPv6
Existen
tres tipos de direcciones IPv6:
- Unidifusión: una
dirección IPv6 de unidifusión identifica de manera única una interfaz de
un dispositivo habilitado para IPv6. Como se muestra en la ilustración,
las direcciones IPv6 de origen deben ser direcciones de unidifusión.
- Multidifusión: las
direcciones IPv6 de multidifusión se usan para enviar un único paquete
IPv6 a varios destinos.
- Difusión
por proximidad: una dirección IPv6 de difusión por proximidad es
cualquier dirección IPv6 de unidifusión que puede asignarse a varios
dispositivos. Los paquetes enviados a una dirección de difusión por
proximidad se enrutan al dispositivo más cercano que tenga esa dirección.
Las direcciones de difusión por proximidad exceden el ámbito de este
curso.
A diferencia de IPv4, IPv6 no tiene una
dirección de difusión. Sin embargo, existe una dirección IPv6 de multidifusión
de todos los nodos que brinda básicamente el mismo resultado.
Direcciones
de IPv6 de Unidifusión
Las direcciones IPv6 de unidifusión globales
(GUA) son globalmente únicas y enrutables en Internet IPv6. Estas direcciones
son equivalentes a las direcciones IPv4 públicas. La Corporación de Internet
para la Asignación de Nombres y Números (ICANN), operador de la IANA, asigna
bloques de direcciones IPv6 a los cinco RIR. Actualmente, solo se asignan
direcciones de unidifusión globales con los tres primeros bits 001 o 2000::/3.
Es decir que el primer dígito hexadecimal de una dirección de GUA comienza con
2 o 3. Esto solo constituye un octavo del espacio total disponible de
direcciones IPv6, sin incluir solamente una parte muy pequeña para otros tipos
de direcciones de unidifusión y multidifusión.
Prefijo
de routing global
El prefijo de routing global es
la porción de prefijo, o de red, de la dirección que asigna el proveedor (por
ejemplo, un ISP) a un cliente o a un sitio. En general, los RIR asignan un
prefijo de routing global /48 a los clientes. Estos incluyen a todos, desde
redes comerciales de empresas a hogares individuales.
La estructura de una dirección de
unidifusión global con el prefijo de routing global /48. Los prefijos /48 son
los prefijos de routing global más comunes y se utilizan en la mayoría de los
ejemplos a lo largo de este curso.
Por ejemplo, la dirección IPv6
2001:0DB8:ACAD::/48 tiene un prefijo que indica que los primeros 48 bits
(3 hextetos) (2001:0DB8:ACAD) son la porción de prefijo o de red de la
dirección. Los dos puntos dobles (::) antes de la longitud de prefijo /48
significan que el resto de la dirección se compone solo de ceros.
El tamaño del prefijo de routing
global determina el tamaño de la ID de subred.
ID de
subred
Las organizaciones utilizan la ID
de subred para identificar subredes dentro de su ubicación. Cuanto mayor es la
ID de subred, más subredes habrá disponibles.
ID de
interfaz
La ID de interfaz IPv6 equivale a
la porción de host de una dirección IPv4. Se utiliza el término “ID de
interfaz” debido a que un único host puede tener varias interfaces, cada una
con una o más direcciones IPv6. Se recomienda especialmente usar subredes /64
en la mayoría de los casos. En otras palabras, una ID de interfaz de
64 bits.
Direcciones
de IPv6 de Multidifusión
Las direcciones IPv6 de multidifusión son
similares a las direcciones IPv4 de multidifusión. Recuerde que las direcciones
de multidifusión se utilizan para enviar un único paquete a uno o más destinos
(grupo de multidifusión). Las direcciones IPv6 de multidifusión tienen el
prefijo FF00::/8.
Nota: las direcciones de multidifusión
solo pueden ser direcciones de destino y no direcciones de origen.
Existen
dos tipos de direcciones IPv6 de multidifusión:
·
Dirección de multidifusión
asignada
·
Dirección de multidifusión de
nodo solicitado
Dirección
de multidifusión asignada
Las direcciones de multidifusión asignadas son
direcciones de multidifusión reservadas para grupos predefinidos de
dispositivos. Una dirección de multidifusión asignada es una única dirección
que se utiliza para llegar a un grupo de dispositivos que ejecutan un protocolo
o servicio común. Las direcciones de multidifusión asignadas se utilizan en
contexto con protocolos específicos, como DHCPv6.
Dos
grupos comunes de direcciones IPv6 de multidifusión asignadas incluyen los
siguientes:
- Grupo de
multidifusión FF02::1 para todos los nodos: este es un grupo de
multidifusión al que se unen todos los dispositivos con IPv6 habilitado.
Los paquetes que se envían a este grupo son recibidos y procesados por
todas las interfaces IPv6 en el enlace o en la red. Esto tiene el mismo
efecto que una dirección de difusión en IPv4. En la ilustración, se
muestra un ejemplo de comunicación mediante la dirección de multidifusión
de todos los nodos. Un router IPv6 envía mensajes de RA de protocolo de
mensajes de control de Internet versión 6 (ICMPv6) al grupo de
multidifusión de todos los nodos. El mensaje RA proporciona a todos los
dispositivos en la red con IPv6 habilitado la información de
direccionamiento, como el prefijo, la longitud de prefijo y el gateway
predeterminado.
- Grupo de
multidifusión FF02::2 para todos los nodos: este es un grupo de
multidifusión al que se unen todos los routers IPv6. Un router comienza a
formar parte de este grupo cuando se lo habilita como router IPv6 con el
comando de configuración global ipv6 unicast-routing. Los paquetes
que se envían a este grupo son recibidos y procesados por todos los
routers IPv6 en el enlace o en la red.
Los dispositivos
con IPv6 habilitado envían mensajes de solicitud de router (RS) de ICMPv6 a la
dirección de multidifusión de todos los routers. El mensaje RS solicita un
mensaje RA del router IPv6 para contribuir a la configuración de direcciones
del dispositivo.
Direcciones IPv6 de multidifusión de
nodo solicitado
Una
dirección de multidifusión de nodo solicitado es similar a una dirección de
multidifusión de todos los nodos. La ventaja de una dirección de multidifusión
de nodo solicitado es que se asigna a una dirección especial de multidifusión
de Ethernet. Esto permite que la NIC Ethernet filtre el marco al examinar la
dirección MAC de destino sin enviarla al proceso de IPv6 para ver si el
dispositivo es el objetivo previsto del paquete IPv6.
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