CAPITULO 6 Y 7
DIRECCIONAMIENTO DE LA RED:
El direccionamiento es una función clave de los protocolos de capa de Red que permite la transmisión de datos entre hosts de la misma red o en redes diferentes.
El Protocolo de Internet versión 4 (IPv4) ofrece direccionamiento jerárquico para paquetes que transportan datos.
Diseñar, implementar y administrar un plan de direccionamiento IPv4 efectivo asegura que las redes puedan operar de manera eficaz y eficiente.
Este capítulo examina detalladamente la estructura de las direcciones IPv4 y su aplicación en la construcción y prueba de redes y subredes IP.
En este capítulo, usted aprenderá a:
Explicar la estructura del direccionamiento IP y a convertir entre números binarios de 8 bits y números decimales.
Clasificar por tipo una dirección IPv4 y describir cómo se utiliza en la red.
Explicar cómo las direcciones son asignadas a redes por los ISP y dentro de redes por los administradores.
Determinar la porción de red de la dirección de host y explicar la función de la máscara de subred en la división de subredes.
Calcular los componentes de direccionamiento adecuados de acuerdo con la información de la dirección IPv4 y los criterios de diseño.
Usar las utilidades comunes de comprobación para verificar la conectividad de red y estado operativo de la stack de protocolo IP en un host.
Punto Decimal
Los patrones binarios que representan direcciones IPv4 son expresados con puntos decimales separando cada byte del patrón binario, llamado octeto, con un punto. Se le llama octeto debido a que cada número decimal representa un byte u 8 bits.
Por ejemplo: la dirección
10101100000100000000010000010100
es expresada en puntos decimales como
172.16.4.20
Tenga en cuenta que los dispositivos usan la lógica binaria. El formato decimal punteado se usa para que a las personas les resulte más fácil utilizar y recordar direcciones.
Porciones de red y de host
En cada dirección IPv4, alguna porción de los bits de orden superior representa la dirección de red. En la Capa 3, se define una red como un grupo de hosts con patrones de bits idénticos en la porción de dirección de red de sus direcciones.
A pesar de que los 32 bits definen la dirección host IPv4, existe una cantidad variable de bits que conforman la porción de host de la dirección. El número de bits usado en esta porción del host determina el número de hosts que podemos tener dentro de la red.
Dentro del rango de direcciones de cada red IPv4, existen tres tipos de direcciones:
Dirección de red: la dirección en la que se hace referencia a la red.
Dirección de broadcast: una dirección especial utilizada para enviar datos a todos los hosts de la red.
Direcciones host: las direcciones asignadas a los dispositivos finales de la red.
Dirección de red
La dirección de red es una manera estándar de hacer referencia a una red. Por ejemplo: se podría hacer referencia a la red de la figura como "red 10.0.0.0". Ésta es una manera mucho más conveniente y descriptiva de referirse a la red que utilizando un término como "la primera red". Todos los hosts de la red 10.0.0.0 tendrán los mismos bits de red.
Dentro del rango de dirección IPv4 de una red, la dirección más baja se reserva para la dirección de red. Esta dirección tiene un 0 para cada bit de host en la porción de host de la dirección.
ES necesario que la asignación del espacio de direcciones de la capa de red dentro de la red corporativa esté bien diseñada. Los administradores de red no deben seleccionar de forma aleatoria las direcciones utilizadas en sus redes. Tampoco la asignación de direcciones dentro de la red debe ser aleatoria.
La asignación de estas direcciones dentro de las redes debería ser planificada y documentada a fin de:
Evitar duplicación de direcciones.
Proveer y controlar el acceso.
Monitorear seguridad y rendimiento.
Evitar duplicación de direcciones
Como se sabe, cada host en una interwork debe tener una dirección única. Sin la planificación y documentación adecuadas de estas asignaciones de red, se podría fácilmente asignar una dirección a más de un host.
Brindar acceso y controlarlo
Algunos hosts ofrecen recursos tanto para la red interna como para la red externa. Un ejemplo de estos dispositivos son los servidores. El acceso a estos recursos puede ser controlado por la dirección de la Capa 3. Si las direcciones para estos recursos no son planificadas y documentadas, no es posible controlar fácilmente la seguridad y accesibilidad de los dispositivos. Por ejemplo: si se asigna una dirección aleatoria a un servidor, resulta difícil bloquear el acceso a su dirección y es posible que los clientes no puedan ubicar este recurso.
Para sostener nuestras comunicaciones, el modelo OSI divide las funciones de una red de datos en capas.
Para resumir:
La capa de aplicación provee la interfaz al usuario.
La capa de transporte es responsable de dividir y manejar las comunicaciones entre los procesos que funcionan en los dos sistemas finales.
Los protocolos de capa de red organizan nuestros datos de comunicación para que puedan viajar a través de internetworks desde el host que los origina hasta el host destino.
Para que los paquetes de capa de red sean transportados desde el host origen al host destino deben recorrer diferentes redes físicas. Estas redes físicas pueden componerse de diferentes tipos de medios físicos, tales como alambres de cobre, microondas, fibras ópticas y enlaces satelitales. Los paquetes de capas de red no tienen una manera de acceder directamente a estos diferentes medios.
La función de la capa de enlace de datos de OSI es preparar los paquetes de la capa de red para ser transmitidos y controlar el acceso a los medios físicos.
Este capítulo presenta las funciones generales de la capa de enlace de datos y de los protocolos asociados con ella.
La capa de enlace de datos proporciona un medio para intercambiar datos a través de medios locales comunes.
La capa de enlace de datos realiza dos servicios básicos:
Permite a las capas superiores acceder a los medios usando técnicas, como tramas.
Controla cómo los datos se ubican en los medios y son recibidos desde los medios usando técnicas como control de acceso a los medios y detección de errores.
Como con cada una de las capas OSI, existen términos específicos para esta capa:
Trama: el PDU de la capa de enlace de datos.
Nodo: la notación de la Capa 2 para dispositivos de red conectados a un medio común.
Medios/medio (físico)*: los medios físicos para la transferencia de información entre dos nodos.
Red (física)**: dos o más nodos conectados a un medio común.
La capa de enlace de datos es responsable del intercambio de tramas entre nodos a través de los medios de una red física.
La regulación de la colocación de tramas de datos en los medios es conocida como control de acceso al medio. Entre las diferentes implementaciones de los protocolos de la capa de enlace de datos, hay diferentes métodos de control de acceso a los medios. Estas técnicas de control de acceso al medio definen si los nodos comparten los medios y de qué manera lo hacen.
El control de acceso al medio es el equivalente a las reglas de tráfico que regulan la entrada de vehículos a una autopista. La ausencia de un control de acceso al medio sería el equivalente a vehículos ignorando el resto del tráfico e ingresando al camino sin tener en cuenta a los otros vehículos.
Sin embargo, no todos los caminos y entradas son iguales. El tráfico puede ingresar a un camino confluyendo, esperando su turno en una señal de parada o respetando el semáforo. Un conductor sigue un conjunto de reglas diferente para cada tipo de entrada.
De la misma manera, hay diferentes formas de regular la colocación de tramas en los medios. Los protocolos en la capa de enlace de datos definen las reglas de acceso a los diferentes medios. Algunos métodos de control de acceso al medio utilizan procesos altamente controlados para asegurar que las tramas se coloquen con seguridad en los medios. Estos métodos se definen mediante protocolos sofisticados, que requieren mecanismos que introducen sobrecargas a la red.
Encabezado,
datos, y
tráiler.
Todos los protocolos de capa de enlace de datos encapsulan la PDU de la capa 3 dentro del campo de datos de la trama. Sin embargo, la estructura de la trama y los campos contenidos en el encabezado y tráiler varían de acuerdo con el protocolo.
Para centrarnos en el proceso de transferencia de datos, omitimos muchos elementos que pueden producirse en una transacción real. En cada paso sólo estamos llamando la atención a los elementos principales. Por ejemplo: muchas partes de los encabezados se ignoran.
Estamos asumiendo que todas las tablas de enrutamiento son convergentes y las tablas ARP están completas. Además, suponemos que ya está establecida una sesión TCP entre el cliente y el servidor. También supondremos que la búsqueda de DNS para el servidor WWW ya está en la caché del cliente.
En la conexión WAN entre los dos routers, suponemos que PPP ya ha establecido un circuito físico y ha establecido una sesión PPP.
En la página siguiente se puede seguir paso a paso esta comunicación. Le alentamos a leer cada explicación atentamente y a estudiar la operación de las capas de cada dispositivo.
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