Direcciónes IP y subredes

Si tenemos dos redes clase C cada una con dos host conectadas a través de un router.

   192.168.1.3 10.1.1.3

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| PC | | |

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   192.168.1.2 10.1.1.2

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| PC  |      |              |

|             | | |

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Tabla del router

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-192.168.1.0

-10.10.0.0

Cada dispositivo conectado a la red puede tener un número de host igual a 0. La tabla del router contiene solamente las direcciones de red y ninguna información acerca de los host.

• Direccionamiento de los host

   192   .   168   .    1    .     X

1100 0000.1010 1000.0000 0001.[---- ----]

                               0000 0000  =  reservado:red

                               1111 1111  =  reservado:difusión

                                [1;254]   =  disponible

Para una dirección IP clase C se pueden asignar direcciones desde el 0 (00000000) hasta 255 (11111111). Sin embargo el 255 (11111111) es una dirección de difusión (broadcast) hacia toda la red y el valor 0 significa ´esta red en si misma´.
Si tubiéramos una red con la dirección 172.16.0.0 podríamos tener 65.535 hosts en un esquema parecido a este.
Si bien es cierto que una dirección de IP de clase B permite la conección de 65.535 host el esquema de conexión anterior es impracticable dado el enorme dominio de colisiones que resultan. Por lo tanto a fines de  lograr eficiencia es necesario dividir esta enorme red en subredes.
La solución al problema anterior es dividir la red en subredes. En el ejemplo anterior, la red 172.16.0.0 se dividió en 4 subredes, la 172.16.1.0, la 172.16.2.0, la 172.16.3.0 y la 172.16.4.0, el router determina a dirección de destino usando la dirección de la subred, limitando por lo tanto la cantidad de tráfico en los otros segmentos de la red.
Sin embargo, si organizamos la red de esa manera, el router seguirá usando los primeros 16 bit para direccionar la red y los siguientes 16 bit para direccionar los host. Es necesario entonces un método para indicar el router la dirección de la subred. Esto se consigue mediante la utilización de la máscara de subred.

• Máscara de subred.
La máscara de subred es un número de 32 bit, que indica con unos la dirección de red y con ceros la dirección del host.

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A fines de poder definir subredes se utiliza la máscara de subred. La misma está constituida también por 32 bit agrupados en cuatro grupos de 8 bit.
Todas las posiciones ocupadas por unos en la máscara de subred determinan la sección de red y la ocupada por ceros indica los host.
Por ejemplo, la máscara de subred 255.255.0.0 > 11111111.11111111 <(red) .00000000.00000000 <(host)
Para obtener la dirección de la subred se debe realizar la operación 'and' (y) entre la dirección IP y la máscara de subred.

Ejemplo :

IP= 172.16.2.17

Máscara de Subred= 255.255.0.0

IP= 10101100. 00010000.00000010.00010001

Máscara de Subred= 11111111.11111111.00000000.00000000

Subred=         10101100.00010000.00000000.00000000

Ejemplo2:

IP= 172.16.2.17

Máscara de Subred= 255.255.255.0

IP= 10101100. 00010000.00000010.00010001

Máscara de Subred= 11111111.11111111.11111111.00000000

Subred=   10101100.00010000.00000010.00000000

                       (172.16.2.0)

Ejemplo3:

IP= 172.16.2.17

Máscara de Subred= 255.255.255.240

IP= 10101100. 00010000.00000010.00010001

Máscara de Subred= 11111111.11111111.11111111.11110000

Subred=  10101100.00010000.00000010.00010000

                     (172.16.2.16)

Completar:

• IP= 172.16.5.33

Máscara de Subred= 255.255.255.0

Clase=   B

Subred=  172.16.5.0  

    

• IP= 10.9.15.3

Máscara de subred= 255.255.0.0

Clase=  A

Subred=  10.9.0.0

• IP= 199.17.23.44

Máscara de subred= 255.255.0.0

Clase=  C

Subred=   199.17.0.0 

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Determinación del rango de host para cada subred

El rango de host para cada subred se obtiene realizando la diferencia entre la dirección de difusión (broadcast) de la red y la dirección de la subred propiamente dicha.

Ejemplo:

IP= 172.16.2.17

Máscara de Subred= 255.255.255.0

IP= 10101100. 00010000.00000010.00010001

Máscara de Subred= 11111111.11111111.11111111.00000000

Subred=   10101100.00010000.00000010.00000000

                       (172.16.2.0)

Broadcast =  172.16.2.255

Rango de subred = { 172.16.2.1 - 172.16.2.254 }

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Resolver: Indicar la dirección de subred y el rango de host para la dirección IP 172.16.2.17 y la máscara de subred 255.255.255.240
máscara de subred: 172.16.2.16
broadcast: 172.16.2.31                              rango de host: 172.16.2.17 - 172.16.2.30
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Resolver: Para la dirección IP 192.168.6.126 y la máscara de subred 255.255.255.200 indicar: subred, dirección de broadcast y host.
subred: 192.161.6.0  
broadcast: 192.168.6.255                       host: 56

Direcciones IP Públicas y Privadas

Algunas redes se conectan con otras a través de internet mientras otras son privadas. Cada una de estas redas posee un rango de direcciones IP

Clase                Direcciones IP Públicas
  A      |          1.0.0.0 a 9.255.255.255
           |        11.0.0.0 a 126.255.255.255
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  B       |        120.0.0.0 a 172.15.255.255
           |        172.32.0.0 a 191.255.255.255
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  C      |        192.0.0.0 a 192.167.255.255
           |         192.169.0.0 a 233.255.255.255

Direccionamiento de IP

Para facilitar el envío de los paquetes por la mejor ruta (enrutamiento) el protocolo TCP/IP usa una dirección IP. Veremos cuáles son los componentes de una dirección IPv4 de 32bit.
Una dirección IP identifica de forma inequívoca cada dispositivo en una red IP. Cada host es decir, cada computadora, router o periférico debe tener una única dirección IP.
Una dirección IP contiene dos partes:

• La porción de identificación de la red (ID Network) que indica a que red pertenece. El router mantiene la información de cada ruta en cada red.
• La porción del host (Host ID) que identifica la dirección del host de destino (computadoras, servidores, periféricos, y cualquier otro dispositivo conectado a la red.

En una dada dirección IP, cada parte de los 32 bits representan la red y los restantes bits representan el host. Muchas computadoras pueden compartir la misma dirección de red, combinando las direcciones de red con las direcciones de host se puede identificar inequívocamente cualquier dispositivo conectado en la red.
Como vemos en el siguiente cuadro, la dirección IP de 32bits se divide en partes de 8bit (1byte). Si cada bite se escribe en decimal y se separa con puntos se obtiene la forma normal en la que se escriben las direcciones IP.


Clases de direcciones IP
A fin de clasificar los distintos tipos de redes se dividen en clases. Existen tres clases: A, B y C.

• Clase A: Las direcciones IP clase A usan solamente el primer byte para indicar la dirección de la red, los restantes bytes se usan para indicar la dirección de los hosts. El primer bite de la dirección de clase A siempre es ´0´, por lo tanto el número mas bajo es ´00000000´ y el mas alto es ´01111111´, lo que en notación decimal van del 0 al 127. Sin embargo las redes 0 y 127 están reservadas y no pueden ser usadas como direcciones de red. Por lo tanto todas las direcciones comprendidas entre 1 y 126 en el primer byte son direcciones clase A.
• Clase B: Las direcciones clase B usan 2 bytes para indicar la dirección de la red. Los primeros dos bits del primer byte siempre comienzan con el número binario ´10´. Ésto asegura una buena separación entre las direcciónes clase Ay clase B. Los restantes 6 bits del primer bytre pueden ser ceros o unos, por lo tanto el número mas bajo es ´10000000´ (128) y el número mas alto es ´10111111´ (128). Cualquier dirección que comienza con un valor comprendido entre 128 y 191 en el primer octeto es clase B.
• Clase C: En las direcciones clase C los primeros tres bytes identifican la red y el byte restante está reservado para los hosts. Las direcciones clase C comienzan con el número binario ´110´, por lo tanto la dirección mas baja es ´11000000´ (192) y la mas alta ´11011111´ (223). Si una dirección contiene un numero comprendido en el rango entre 192 y 223 es una dirección de clase C.

IP Address Ranges

Modelo TCP/IP (2)

Cada sistema terminal debe tener una dirección IP que puede ser asignada de forma manual aunque este mecanismo es una barrera para el usuario común y para el mantenimiento de redes. Existe, entonces un mecanismo de asignación automática de la dirección de IP, sin intervención del usuario final.

♣ El protocolo IP (Internet Protocol)
El componente IP del protocolo TCP/IP determina la ruta por donde se enviarán los paquetes de datos basándose en su dirección de destino. El IP usa paquetes para transportar información a través de la red. Un paquete es una entidad autocontenida, independiente con los datos y la información que se enviará desde la fuente hasta el destino sin un intercambio previo. Las características del protocolo de red IP son:

• Opera en la capa 3 (red) del modelo OSI y del modelo TCP/IP.
• Es un protocolo tipo "Connection Less" en el cual se puede enviar un mensaje en un solo sentido de un punto a otro sin enviar una notificación previa al destino. Además, cuando el punto de destino recibe la información no devuelve ninguna notificación al dispositivo que la envió.
• Los paquetes son tratados independientemente.
• El direccionamiento es jerárquico de modo tal que primero distingue la identificación de la red (calle) y luego, la computadora conectada a la red (número/casa).
• Aunque el envío se realiza de la mejor manera, el IP no garantiza la correcta recepción. Un paquete puede ser perdido, enviado a la dirección incorrecta, duplicado, etcétera, sin que exista ninguna prestación de recuperación de datos.

♪. Ejemplo: Una analogía a los servicios prestados por el IP pueden ser las siguientes: Supongamos que usted vive en Buenos Aires y su madre en Salta. Usted le escribe tres cartas separadas. Cierra cada sobre y escribe en cada uno la dirección de su madre en salta y su remitente en Buenos Aires. Luego lleva las cartas a la oficina de correo y las deja. El servicio de correo hará lo mejor que pueda para que las cartas lleguen a su madre, pero no le garantiza que las tres cartas lleguen a su destino, ni que sigan la misma ruta, ni que las entregue el mismo cartero y finalmente que lleguen en el orden que usted las envió.