PDF de programación - Direccionamiento IP clásico

LABORATORIO DE PROGRAMACIÓN DE REDES
Área de Ingeniería Telemática

Direccionamiento IP clásico

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Laboratorio de Programación de Redes

3º Ingeniería Técnica en Informática de Gestión





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Objetivo

• Cómo asignar direcciones a redes y hosts
• Esquemas clásicos para esta asignación

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Contenido
• Direccionamiento Classful

– ¿Cómo es?
– ¿Por qué así?
– ¿Cómo funcionan los routers y los hosts?
– Problemas

• Subredes

– Proxy-ARP
– Subnetting

• ¿Cómo es?
• ¿Cómo funcionan los routers y los hosts?
• ¿Problemas?

Direccionamiento clásico

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Contenido



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• Direccionamiento Classful

– ¿Cómo es?
– ¿Por qué así?
– ¿Cómo funcionan los routers y los hosts?
– Problemas

• Subredes

– Proxy-ARP
– Subnetting

• ¿Cómo es?
• ¿Cómo funcionan los routers y los hosts?
• ¿Problemas?

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Direccionamiento Classful

• La “abuela” de Internet: ARPANET
• Cada red tiene un router de acceso que la conecta con el

backbone de la red y así con las otras redes

• A cada red se le asigna un rango de direcciones IP
• ¿Red? Si origen y destino están en la misma, la tecnología se

debe encargar de hacer llegar el paquete

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

R4
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LAN C

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Direccionamiento Classful

• Se pensó que podría haber redes de diferente tamaño (número

de hosts)

• Se crearon 3 “tipos” de redes: clase A, clase B y clase C
• Las direcciones IP tendrán 2 partes:

– Identificador de la red (network ID) (…)
– Identificador del host (host ID) (…)

bit 0

Network ID

Dirección IP

Host ID

bit 31

LAN D

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

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R2
R2

R6

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• Network ID:

– 8 bits, primero a 0 (…)
– Primer byte: 0 - 127 (…)
– 50% de las direcciones

Clase A

• Host ID:

– 24 bits (…)
– Más de 16M direcciones!!

Redes “MUY” grandes

bit 0
0

Network ID

Dirección IP

Host ID

bit 31

LAN D

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
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R6

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Clase B

• Network ID:

– 16 bits, primeros a 10 (…)
– Primer byte: 128 - 191 (…)
– 16K redes
– 25% de las direcciones

• Host ID:

– 16 bits (…)
– 64K direcciones

Redes grandes

bit 0
10

Network ID

Dirección IP

Host ID

bit 31

LAN D

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
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Clase C

• Network ID:

– 24 bits, primeros a 110 (…)
– Primer byte: 192 - 223 (…)
– 2M redes
– 12.5% de las direcciones

• Host ID:

– 8 bits (…)
– 256 direcciones

Redes pequeñas

bit 0
110

Network ID

Dirección IP

Host ID

bit 31

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

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R3

R2
R2

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LAN C

LAN D

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¿Y el resto de direcciones?

• Clase D:

– Primeros bits a 1110
– Primer byte: 224 - 239
– Grupos multicast

• Clase E:

– Reservadas para futuro uso

• Reparto en clases:

bit 0
1110

1111

Grupo Multicast

A

B

C

D

E

bit 31

LAN D

LAN A

LAN B

R1
R1

Backbone

R5
R5

R3
R3

R2
R2

R6

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LAN C

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Direcciones especiales

• Redes reservadas:



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• Dirección de red

– Host ID = 0s
Ej: 130.206.0.0

• Dirección de broadcast

de red (…)
– Host ID = 1s

Ej: 130.206.255.255
• Broadcast limitado
– 255.255.255.255

– 0
– 127 (loopback) (…)
– 10 (privada)
– 169.254 (no IP)
– 172.16 a 172.31 (privada)
– 192.0.2 (TEST-NET)
– 192.168.0 a 192.168.255

(privada)

– 192.18.0 a 192.19.255

(pruebas prestaciones)

App

App

Transporte
Red (IP)

Enlace

loopback

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Direccionamiento Classful

¿Por qué así?

• Routers emplean el Network ID para la decisión de reenvío

bit 0
Network ID

Dirección IP

Host ID

bit 31

• Deben averiguar rápidamente cuál es el Network ID de la red a

la que pertenece el destino (IPd)
– primer bit = 0:

IPd ∈ red de clase A

•
• NetID = primeros 8 bits

– (primer bit = 1)&(segundo bit = 0):

IPd ∈ red de clase B

•
• NetID = primeros 16 bits

– (primer bit = 1)&(segundo bit = 1)&(tercer bit=0):

IPd ∈ red de clase C

•
• NetID = primeros 24 bits

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Direccionamiento Classful

¿Por qué así?

• En la propia dirección IP está codificado el número de bits del

NetID

• Son comprobaciones rápidas de realizar
• Cuanto menos tiempo emplee el router con cada paquete más

paquetes podrá procesar por segundo

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Direccionamiento Classful

Ejemplos

• Describa las siguientes direcciones:

– 32.45.65.21
– 130.206.160.0
– 63.0.0.0
– 193.45.234.255
– 10.12.145.1
– 1.0.0.0
– 127.0.0.1
– 187.45.0.0
– 25.45.0.0

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Contenido
• Direccionamiento Classful

– ¿Cómo es?
– ¿Por qué así?
– ¿Cómo funcionan los routers y los hosts?
– Problemas

• Subredes

– Proxy-ARP
– Subnetting

• ¿Cómo es?
• ¿Cómo funcionan los routers y los hosts?
• ¿Problemas?

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Direccionamiento Classful

Envío de paquetes desde los hosts

• Tienen configurado:

– Su dirección IP (IPH)
– Dirección IP del router de salida de su LAN en el interfaz conectado a la

misma (IPgw)

•

– Pueden averiguar el NetID de su LAN a partir de su IP
Dada la IPD del destino al que desean enviar un paquete :
– Calculan el NetID
– ¿Es el mismo que el de mi red?

• Sí: está en mi red, se lo envío directamente (a su MAC) (… …)
• No: está en otra red, se lo envío al router (a la MAC del router) (… …)

src_addr=IPH
dst_addr=IPD

src_hwaddr=MAC H

dst_hwaddr=MAC D

H

IPH

IPD
D

R1gw

if1
if0
IPgw,if0

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Direccionamiento Classful

Envío de paquetes desde los hosts

• Tienen configurado:

– Su dirección IP (IPH)
– Dirección IP del router de salida de su LAN en el interfaz conectado a la

misma (IPgw)

•

– Pueden averiguar el NetID de su LAN a partir de su IP
Dada la IPD del destino al que desean enviar un paquete :
– Calculan el NetID
– ¿Es el mismo que el de mi red?

• Sí: está en mi red, se lo envío directamente (a su MAC) (… …)
• No: está en otra red, se lo envío al router (a la MAC del router) (… …)

src_addr=IPH
dst_addr=IPd

src_hwaddr=MAC H

dst_hwaddr=MAC gw,if0

H

IPH

D

R1gw

if1
if0
IPgw,if0

IPd

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Direccionamiento Classful

Reenvío de paquetes en los routers

• Sin estado. Decisiones

paquete a paquete.
• Tienen configurado:

– IP de cada uno de sus

interfaces

– Tabla de rutas

• Dada

IPD que no es
sus

ninguna
direcciones IP:
– Busca en la tabla fila

de

t.q. “Destino” = IPD

Sí: ruta a host, lo envía según indica

•
• No: Calcula el NetID.

Busca una ruta a esa red
– Sí: Es una ruta a esa red, lo envía

según indica la fila

– No: Busca en la tabla una ruta por

defecto. ¿Encuentra una?

• Sí: Lo envía según indica la fila
• No: No sabe cómo hacer llegar el
paquete al destino. Lo descarta (lo tira)

Destino

Next-hop

Interfaz

R1
R1

R3
R3

R2
R2

R6

R5
R5

R4
R4

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Problemas del esquema Classful

Las redes pueden llegar a ser muy grandes

•
• Clase A:

– Direcciones para millones de hosts
– Difícil que una tecnología de LAN soporte esa cifra de máquinas

conectadas

• Situaciones en que hace falta “partir” la red:

– LANs en edificios distantes (enl