Subredes IPv4 1.0 Demo

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Subredes IPv4 versión 1.0

Oscar Antonio Gerometta

Subredes IPv4 versión 1.0

Todos los derechos reservados. Ninguna parte de este libro puede reproducirse o transmitirse bajo ninguna forma o por ningún medio impreso, electrónico o mecánico, ni por ningún sistema de almacenamiento y recuperación de información sin permiso por escrito del autor. ISBN: 978-987-27966-3-1 Derechos reservados © 2012.

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Contenidos

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Introducción Este Manual ha sido desarrollado con el objeto de servir de soporte a quienes abordan un tema particularmente árido: diseño y cálculo de subredes IPv4. Recoge de modo sintético y sencillo los principales conceptos referidos al tema, con una pequeña introducción al direccionamiento IPv4 y de ningún modo pretende ser un desarrollo exhaustivo del tema. Los temas abarcados son los que se han considerado como básicos y relevantes, por lo tanto NO se incluyen tópicos relacionados tales como enrutamiento IP, protocolos de enrutamiento, estructura de tramas IPv4, NAT, etc. Está compuesto de 2 secciones principales. Una primera que recoge los conceptos teóricos. Una segunda que es una Guía Práctica que contiene métodos de cálculo y ejercicios que permiten aplicar estos métodos. Espero sinceramente que sea una herramienta útil para que adquiera los conocimientos y el vocabulario básicos de una tecnología que si bien está siendo desplazada por IPv6, todavía estará con nosotros por varios años más.

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1. Subredes en IPv4 1.1. Introducción IP es un protocolo de máximo esfuerzo, no orientado a la conexión, en su versión 4 ha sido definido en el RFC 791. Opera en la capa de red. IP es el protocolo que proporciona la infraestructura de direccionamiento jerárquico que sirve de base para la operación de los protocolos de enrutamiento IP (OSPF, EIGRP, etc.). 

Una dirección IP identifica una interfaz, no un dispositivo.



Cada interfaz conectada a la red debe tener una dirección IP diferente. Un dispositivo puede tener varias interfaces y en consecuencia varias direcciones IP.

1.2. Direccionamiento IP El protocolo IP establece un esquema de direccionamiento jerárquico que identifica cada puerto conectado a una red con una dirección de 32 bits de longitud. Las direcciones IP están compuestas por 32 bits que se representan como dígitos binarios, y que para mayor facilidad pueden ser representados como 4 octetos de 8 bits y convertidos a notación decimal. Un ejemplo: Notación Binaria:

11000000. 10100001. 00000000. 01111110

Notación Decimal:

192.168.0.126

Estas direcciones IP están compuestas por 2 partes que representan los 2 niveles de la jerarquía IP versión 4 y cuya función es permitir localizar e identificar en un esquema jerárquico cada puerto de cada red conectada a Internet. Esta estructura jerárquica está conformada por: 

Una dirección de red, definida por los primeros 8 a 24 bits.



Una dirección de nodo, definida por los últimos 8 a 24 bits.

Para mayor comodidad, las direcciones IP suelen expresarse utilizando 4 cifras decimales separadas por puntos, que representan cada una de ellas los 4 octetos binarios. A esta forma de expresión se la denomina notación decimal o de punto. Ejemplo: 192.160.0.126 Binaria Decimal o de punto

11000000

.

10100001

.

00000000

.

01111110

192

.

168

.

0

.

126

.

Nodo

Red

1.2.1 Estructura de clases En su organización original, las direcciones IP versión 4 se dividen en diferentes clases que permiten identificar redes de diferentes dimensiones: pequeñas, medianas y grandes.

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La pertenencia de una dirección de red a una determinada clase es definida por la posición del primer cero binario del primer octeto, contando desde la izquierda. Esto se denomina direccionamiento classful. A partir de la clase, se establece cuántos bits u octetos se utilizan para definir o identificar la red, y cuántos quedan para identificar cada nodo individual. La definición de IPv4 establece 5 clases: A, B, C, D y E. Las 3 primeras de ellas comerciales, la cuarta para direcciones de multicast, la última, reservada. Clase A 

Primer octeto:

00000001 a 01111111



Rango de direcciones clase A:

1.0.0.0 a 127.255.255.255 0.0.0.0 – Reservada 127.0.0.0 – Loopback



Direcciones privadas (RFC 1918):

10.0.0.0 a 10.255.255.255



Esquema:

Red . Nodo . Nodo . Nodo



Número de redes posibles:

126



Número de nodos útiles por red:

16.777.214



Representan el 50% del número total de direcciones IPv4 posible.

Clase B 

Primer octeto:

10000000 a 10111111



Rango de direcciones clase B:

128.0.0.0 a 191.255.255.255



Direcciones privadas (RFC 1918):

172.16.0.0 a 172.31.255.255



Esquema:

Red . Red . Nodo. Nodo



Número de redes posibles:

16.386



Número de nodos útiles por red:

65.534



Representan el 25% del número total de direcciones IPv4 posible.

Clase C 

Primer octeto:

11000000 a 11011111



Rango de direcciones clase C:

192.0.0.0 a 223.255.255.255



Direcciones privadas (RFC 1918):

192.168.0.0 a 192.168.255.255



Esquema:

Red . Red . Red . Nodo



Número de redes posibles:

2.097.152



Número de nodos útiles por red:

254



Representan el 12.5% del número total de direcciones IPv4 posibles.

Clase D 

Direcciones de Multicast o Multidifusión.



Primer octeto:

11100000 a 11101111



Rango de direcciones clase D:

224.0.0.0 a 239.255.255.255 8 / 11

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

No se utilizan para identificar nodos individuales. Cada dirección clase D representa un grupo de nodos, por lo que en esta clase no cabe la distinción nodo / red.

Clase E 

Direcciones de Investigación. No son enrutadas sobre Internet.



Primer octeto:



Rango de direcciones clase E:



255.255.255.255 – Su tránsito se encuentra bloqueado en Internet.

11110000 a 11111111 240.0.0.0 a 255.255.255.255

1.2.3. Direcciones Una vez definido el identificador de una red, es decir su dirección IP, es preciso asignar las direcciones que identificarán cada uno de los puertos de la red teniendo en cuenta las siguientes premisas: 

Dirección reservada de red. Es la dirección que en números binarios tiene todos 0s en los bits correspondientes a la porción del nodo. Está reservada para identificar a la red en las tablas de enrutamiento. No se puede asignar a un nodo.



Dirección reservada de broadcast. Dirección que en notación binaria tiene todos 1s en los bits correspondientes a la porción del nodo. Está reservada para identificar los paquetes que están dirigidos a todos los puertos de una red (broadcast).



Direcciones útiles o direcciones de nodo. Las restantes direcciones son las que se pueden utilizar para asignar a cada uno de los puertos de la red.

Un ejemplo: Red

192.168.4.0 11000000.10101000.00000100.00000000



Dirección reservada de red

192.168.4.0 11000000.10101000.00000100.00000000



Dirección reservada broadcast

192.168.4.255 11000000.10101000.00000100.11111111



Rango de direcciones de nodo

192.168.4.1 11000000.10101000.00000100.00000001 a 192.168.4.254 11000000.10101000.00000100.11111110

1.3. Implementación de subredes Una red puede ser internamente dividida en dominios de broadcast más pequeños a partir de la estructura del direccionamiento IP. A estos segmentos de red se los denomina subredes. El concepto de subred fue introducido en 1985 por la IETF a través de la RFC 950. 9 / 11

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2. Guía Práctica Esta sección del Cuadernillo ha sido diseñada y desarrollada con el propósito de dar una serie de herramientas teóricas de cálculo y un conjunto de ejercicios que ofrecen la oportunidad de probarlas en acción.

2.1. Herramientas de cálculo Las herramientas de cálculo que se presentan a continuación son herramientas teóricas que tienen el objetivo de facilitar las tareas de cálculo de subredes IP. Deben tomarse solamente como sugerencias, y no es necesario que sean utilizadas todas como un único conjunto indivisible. Son diferentes alternativas, que pueden ser más o menos útiles en diferentes contextos de trabajo. Nada impide que cada uno desarrolle sus propias herramientas a partir de la experiencia diaria.

2.2. Ejercicios de subredes 2.2.1. Subredes .1. ¿Cuál de las siguientes es la dirección de broadcast para una ID de red Clase B que utiliza la máscara de subred por defecto? A. 172.16.10.255 B. 172.16.255.255 C. 172.255.255.254 D. 255.255.255.255 .2. ¿Cuál de los siguientes es el rango de nodo válido para la dirección IP 192.168.168.188 255.255.255.192? A. 192.168.168.129-190 B. 192.168.168.129-191 C. 192.168.168.128-190 D. 192.168.168.128-192 .3. ¿Cuál es el rango de nodos válido del cual es parte la dirección IP 172.16.10.22 / 255.255.255.240? A. 172.16.10.20 a 172.16.10.22 B. 172.16.10.1 a 172.16.10.255 C. 172.16.1.16 a 172.16.10.23 D. 172.16.10.17 a 172.16.10.31 E. 172.16.10.17 a 172.16.10.30 10 / 11

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