Configuración de Redes LAN

Unidad didáctica 5: Configuración de Redes Locales

Introducción

• Una LAN típica utiliza tecnología Ethernet cableada o Wi-Fi, y los cables UTP de categoría 5E o superior, o el aire, como medios de transmisión.
• En los niveles superiores, implementa protocolos de la familia TCP/IP, necesario para la conexión a Internet.
• Un técnico de redes debe considerar:
  • La conectividad debe ser probada antes de configurar los equipos.
  • Las NIC deben estar correctamente instaladas con sus drivers funcionando.
  • Los dispositivos de interconexión deben estar encendidos y con los indicadores luminosos en estado correspondiente.
  • Cada dispositivo Ethernet y Wi-Fi viene configurado de fábrica con una dirección MAC e implementa un método de acceso.
• A partir de ahí, se asigna una dirección de red y de host, máscara de red y puerta de enlace en cada equipo, manual o mediante DHCP (estática, dinámica o automática).
  • DHCP estática: Se asigna siempre la misma dirección IP según la dirección MAC.
  • DHCP dinámica o automática: Se asigna una dirección IP correlativa según el orden de petición.

Direccionamiento IP

• Consiste en la asignación de direcciones IP únicas y apropiadas a todos los nodos de una red.
• El mecanismo real de asignación eficiente usa técnicas de subred.
• Es importante entender el papel de la difusión IP y el tráfico de multidifusión, además la correspondencia de estas direcciones con las direcciones MAC de Ethernet.
• Se explica el direccionamiento IPv4, aún común en LAN, y se abordan los conceptos básicos de IPv6.

Tipos de direcciones IPv4

• Una dirección IPv4, o simplemente dirección IP, es una dirección lógica de 32 bits de tipo:
  • Unidifusión: Una dirección IP unicast se asigna a una única interfaz de red para comunicaciones uno a uno.
  • Difusión: Una dirección de difusión (broadcast) IP se designa para ser procesada por todos los nodos IP de la red, utilizada para comunicación de uno a todos
  • Multidifusión: Una dirección de multidifusión (multicast) IP se usa en la comunicación de uno a varios.

Formato de direcciones IP

• Las direcciones IP constan de 32 bits que los ordenadores y dispositivos manipulan rápidamente, y se expresan en forma decimal.
• La dirección IP de 32 bits se divide en cuatro bytes u octetos, que se suelen escribir en formato decimal separados por puntos.
• Ejemplo:
  • Dirección IP binaria: 00001010000000011111000101000011
  • Se subdivide en bytes: 00001010 00000001 11110001 01000011
  • Notación decimal con puntos: 10.1.241.67

Direcciones IP y cabecera IP

• Las direcciones IP se usan en los campos Dirección Origen y Dirección Destino de la cabecera IP.
  • El campo Dirección de Origen siempre contiene una dirección unicast o 0.0.0.0 para nodos sin configuración IP que intentan obtenerla mediante DHCP.
  • El campo Dirección de Destino puede contener una dirección unicast, multidifusión o difusión.

Direcciones IP Unicast

• Toda interfaz con TCP/IP activo debe identificarse por una dirección IP unicast lógica y única.
• La dirección IP unicast es una dirección de capa de red sin relación directa con la dirección MAC de Ethernet.
• Una dirección IP unicast tiene un ID de red y un ID de host:
  • El ID de red identifica a los nodos en la misma red lógica, y todos deben compartirlo.
  • El ID de host identifica a un nodo concreto dentro de una red, y debe ser único.

Clases de direcciones IP

• En las redes IP con clase, la parte del ID de red y del ID de host se distinguían por el valor de los bits más significativos de la dirección IP, sin máscaras de subred.
• En las redes IP modernas, el direccionamiento es sin clase y se utilizan máscaras de subred.
• Es importante comprender las clases de direcciones IP pues la terminología asociada se sigue usando.
• Las direcciones IP unicast se definen en términos de clases (RFC 791) según su tamaño:
  • Clase A: Pocas redes muy grandes con muchos nodos.
  • Clase B: Un número moderado de redes de tamaño grande.
  • Clase C: Un gran número de redes pequeñas.

Clase A

• El bit de mayor orden se establece a 0.
• Los primeros 8 bits definen el ID de red.
• Los 24 bits restantes definen el ID de host.

Clase B

• Los dos bits de mayor orden se establecen a 10.
• Los primeros 16 bits definen el ID de red.
• Los 16 bits restantes definen el ID de host.

Clase C

• Los tres bits de mayor orden se establecen a 110.
• Los primeros 24 bits definen el ID de red.
• Los 8 bits restantes definen el ID de host.

Clases adicionales de direcciones

• También se definen las direcciones de Clases D y E para propósitos especiales:
  • Clase D: Direcciones IP de multidifusión, donde los 4 bits de mayor orden se establecen al valor 1110.
  • Clase E: Direcciones experimentales reservadas para usos futuros, donde los 4 bits de mayor orden se establecen al valor 1111.

Reglas para la numeración del ID de red

• El ID de red no puede empezar con 127 (reservado para "bucle de retroceso").
• No se pueden poner todos los bits del ID de red a 1 (reservado para direcciones de difusión).
• No se pueden poner todos los bits del ID de red a 0 (reservado para indicar un host de la red local).
• El ID de red debe ser único en el conjunto de redes IP de una internet dada.
• Los ID de red IP no son direcciones IP asignadas a las interfaces de red, sino la dirección de red común a todas las interfaces de red de una misma red lógica.

Rangos de ID de red según clase

• Clase A: 1.0.0.0 - 126.0.0.0
• Clase B: 128.0.0.0 - 191.255.0.0
• Clase C: 192.0.0.0 - 223.255.255.0

Reglas para la numeración de los ID de host

• No se pueden establecer a 1 todos los bits del ID de host (reservado para direcciones de difusión).
• No se pueden establecer a 0 todos los bits del ID de host (reservado para expresar los ID de red IP).
• El ID de host debe ser único en la red.

Rangos de ID de host según clase

• Clase A: w.0.0.1 - w.255.255.254
• Clase B: w.x.0.1 - w.x.255.254
• Clase C: w.x.y.1 - w.x.y.254

Subredes

• Las subredes se diseñan para un uso más eficiente de un espacio de direcciones IP fijo de 32 bits.
• En un espacio de direcciones fijo, los bits de red son fijos y los bits de host son variables.
• Con la creación de subredes, los bits del ID de host se pueden utilizar para expresar un ID de subred y un ID de host dentro de la subred.
• Una red de clase B puede tener 65.534 hosts como máximo, pero un segmento de red de este tamaño es impracticable debido a la acumulación de tráfico de difusión. Todos los nodos del mismo segmento físico de red (dominio de difusión) comparten el mismo tráfico.
• La RFC 950 define un método para subdividir un ID de red en subdominios (subredes) de la red de clase original.
  • Se "roban" bits contiguos de la parte del ID de host original.
  • Estos bits se combinan para formar los nuevos ID de red.
  • A cada subred se le asigna un nuevo ID de red para esa subred, también denominado ID de subred.
  • El ID de host para esa subred tendrá menos bits de host que el ID de red original.

Ejemplo de Subredes

• El ID de red de clase B 131.107.0.0 se divide y usa los primeros 8 bits del ID de host como ID de subred.
• Los nuevos ID de red son 131.107.1.0, 131.107.2.0 y 131.107.3.0.
• El enrutador IP conectado a la Internet tiene una interfaz con cada subred, sin embargo los enrutadores de Internet siguen considerando todas las direcciones del rango 131.107.0.0 como alcanzables a través de la interfaz del enrutador principal.

Máscara de Subred

• Un host o enrutador no puede distinguir entre el ID de red y el ID de host basándose en la clase de la dirección IP.
• Se usa una máscara de bits para identificar qué bits de una dirección IP forman el ID de red y el ID de host (RFC 950).
  • Si la posición del bit se corresponde a un bit en el ID de red, se pone este bit a 1.
  • Si la posición del bit se corresponde a un bit en el ID de host, se pone este bit a 0.
• Los nodos TCP/IP requieren una máscara de subred para cada dirección IP, aunque se use direccionamiento de clase.
• La máscara de subred por defecto se corresponde con el ID de red con clase, y es la pieza clave que permite a un nodo determinar su propio ID de red.

Máscaras de Subred en representación decimal con puntos

• La máscara de subred se expresa en notación decimal con puntos, pero no es una dirección IP.
• Ejemplo de máscaras de subred predeterminadas para los ID de red de clase A, B y C:
  • Clase A: 255.0.0.0
  • Clase B: 255.255.0.0
  • Clase C: 255.255.255.0

Máscara de red personalizada

• Se usa una máscara de red personalizada cuando se realiza un direccionamiento que no pertenece a ninguna clase.
• El ID de red de clase B 131.107.0.0 se subdivide "robando" el tercer byte del ID de host para crear IDs de subred (131.107.1.0).
• Por lo tanto la máscara de subred personalizada que se usa es 255.255.255.0.

Notación prefijo de red

• En la notación prefijo de red se indica el número de bits del ID de red (CIDR).
• Ejemplo
  • El ID de red con clase 131.107.0.0, con la máscara de subred 255.255.0.0, se expresa como 131.107.0.0/16.
  • Al subdividir 131.107.0.0 usando el tercer byte, se expresaría como 131.107.1.0/24.

Expresar el ID de red

• Un ID de red se define por los bits fijos del ID de red y la máscara de subred, y siempre se deben expresar mediante la combinación de un ID de red y una máscara.
• Ejemplos
  • 192.168.45.0, 255.255.255.0 o 192.168.45.0/24
  • 10.99.0.0/16 o 10.99.0.0, 255.255.0.0
• Todos los hosts de la misma red lógica deben usar los mismos bits del ID de red y la misma máscara de subred.
• 131.107.0.0/16 no es lo mismo que 131.107.0.0/24. Para 131.107.0.0/16, las direcciones IP utilizables van desde la 131.107.0.1 hasta la 131.107.255.254. Para 131.107.0.0/24, van desde la 131.107.0.1 hasta la 131.107.0.254.

Determinar el ID de red

• Para determinar el ID de red a partir de una dirección IP y una máscara de red arbitraria, IP usa el método AND lógico binario: un 1 para indicar un bit del ID de red y un 0 para indicar un bit del ID de host.
• El resultado del AND lógico entre la dirección IP y la máscara de subred es el ID de red.

Crear subredes

• Dividir un ID de red en subredes es un procedimiento complejo.
• La capacidad de crear subredes es una habilidad vital.
• Pasos:
  • Decidir cuántos bits de host se necesitan para un equilibrio apropiado entre el número de subredes y el número de host por subred, según los requisitos de diseño.
  • De acuerdo al número de bits de host elegido, enumerarlos ID de red de las subredes, incluyendo los rangos de direcciones IP utilizables para cada subred.

Análisis de la red

• Para determinar el número de bits que se requieren para la parte de ID de host al crear las subredes, se realiza un análisis de la red considerando
  • El número de subredes necesarias y las posibilidades de crecimiento de la red:
    • No tener en cuenta el posible crecimiento de la red puede causar tener que reconfigurar toda la red en el futuro.
  • El máximo número de hosts que se desean en cada subred:
    • Dependerá del tráfico de difusión. En la mayoría de los casos, es mejor elegir más subredes con menos hosts por subred.
• Existe una relación inversa entre el número de subredes y el número de host por subred.
• El ID de red a dividir puede ser con clase o sin clase.

Enumeración de los ID de red de las subredes

• Crear una tabla con 2^n filas, donde n es el número de bits de host para crear las subredes.
  • Columna 1 se usa para los números de subred.
  • Columna 2 es para la representación binaria de los ID de red de las subredes.
  • Columna 3 es para la representación decimal con puntos de los ID de red de las subredes.
• Se crean todos los códigos binarios posibles y el resto de los bits de host se establecen a 0
• El primero de los IDs de la subred es con ceros (all-zeros)

Enumeración de los rangos IP

• Luego se completa una tabla indicando el menor y mayor IP al que puede apuntar esa subred
• Convertir la representación binaria de la primera y la última dirección a la notación decimal con puntos.
• Repitir la tabla

Subredes todos ceros y todos unos

• Originalmente, en la RFC 950 se prohibía el uso de estas subredes porque:
  • La subred todo a ceros ocasionaba problemas en los protocolos de enrutamiento.
  • La dirección de difusión de subred para la subred todo a unos usa la misma dirección de subred que la dirección especial de difusión.
• En la RFC 1812 (junio 1995) se permite usar la subred todo a ceros y la subred todo a unos en entornos sin clase:
  • Los entornos sin clase usan protocolos de enrutamiento que anuncian la máscara de subred.
  • La difusión directa a todas las subredes no tiene ningún sentido en entornos sin clase.

Creación de subredes de tamaño variable

• Se crea subredes recursivamente para producir subredes de distinto tamaño derivadas del ID de red original.
• Se debe tener cuidado de que cada subred sea única, y que junto con su máscara de subred se pueda distinguir del resto.
• Para crear subredes de tamaño variable se aplica la técnica de creación de subredes de forma recursiva: se crean subredes a partir del ID de subred previamente creado.
• Ejemplo
  • La mitad de las direcciones se reservan para futuros usos.
  • Se reserven tres subredes con hasta 8.190 direcciones IP.
  • Se asignen 31 subredes con hasta 254 direcciones IP.
  • Se creen 64 subredes con sólo 2 direcciones IP.

Subredes de tamaño variable y ruteo

• Las subredes de tamaño variable requieren que los protocolos de enrutamiento publiquen las máscaras de subred junto con los ID de red.
• RIP versión 2, OSPF y BGPv4 admiten entornos de subredes de tamaño variable. RIP versión 1 no los admite.

Superredes y enrutamiento entre dominios sin clase

• Debido al crecimiento de Internet, se agotó el uso de direcciones IP. La asignación de ID de red de clase significaba un agotamiento inútil del espacio de direcciones de Internet.
• En lugar de un ID de Clase B, se asigna rango de ID de Clase C (CIDR).
• Sin embargo, esto crea un nuevo problema ya que muchos ID de clase C se convierten en muchas rutas en las tablas de enrutamiento de los enrutadores troncales de Internet.

Problema de crecimiento de los ruteadores

• Para prevenir que este problema de crecimiento colapse los enrutadores de Internet, se utilizaba una técnica de agregación de rutas llamada CIDR (Classless Inter-Domain Routing).
• CIDR usaba una máscara de subred de superred para expresar el rango de ID de red de clase C.
• La máscara de superred solo expresa el rango de los ID de clase C

Asignación de CIDR

• Consiste en un rango de ID de clase C congruentes

CIDR y Ruteo

• CIDR requiere que el ruteo publique las máscaras de subreds.
• RIP versión 2, OSPF y BGPv4 admiten entornos CIDR RIP versión 1 no

Direcciones públicas y privadas

• Al desarrollar un esquema de direccionamiento IP para una organización, se debe considerar el acceso a internet:
  • Sin conexión a internet, técnicamente es posible elegir range de IP sin clase o con clase, sin solape.
  • Con conexión es internet
    • Directa con asignaciones de InterNIC.
    • Indirecta con un proxy que no causa superposición con la red local.

Direcciones Públicas

• Asignadas por InterNIC

Direcciones solapadas o ilegales

• Una organización se conecta a Internet y las direcciones locales chocan con las direcciones de InterNIC.
• Puede descartar paquetes de ISPs con una dirección ilegal de origen

Direcciones Privadas

• El objetivo es que los usuarios internos que no requieren accesos de Interet no requieran IPs autentificadas
• Son IPs utilizadas en conjunto que no requieran conexión
• Las conexiones de esta red requieres NAT o un DNS

Espacios de dirección

• 10.0.0.0/8
• 172.16.0.0/16
• 192.168.0.0/24

Direccionamiento automatico IP Windows

• En caso si no hay servidores DHCP que asignan la dirección
• Direcciones privadas APIPA
  • Las direcciones son al azar
  • Espacios de direcciones 169.254.0.0/16
  • Las direcciones enviaran un ARP para garantizar que no hay direcciones empalmadas/solapadas
  • Los DNS automáticos no serán provistos con APIPA

Direcciones Broadcast IP

• La dirección en donde un emisor se envía a sus varios anfitriones

Hay cuatro tipos

• Dirección de red
• Dirección de sub-red
• Las direcciones anteriores enviaran tramo usando MAC FFFFFFFFFF

Diffusion limitada

• En donde no hay conocimiento de la red

Direcciones IP multidifusión (multicast)

• La dirección a donde las difusiones son para un grupo en particular
• Se usa protocolos IGMP para guiar el mensaje a su camino deseado
• El rango de clase D es 224.0.0.0 a 239.255.255.255, sin embargo, las direcciones del rango 224.0.0.0 a 224.0.0.255 no son autorizados a encaminar.

IPv6

• Ipv6 con su rango de direcciones es el successor al IPv4 que fue superado.
• Ipv6 da la habilitación para - Movilidad - Qualidad de servicio, etc.
• Existen tres tipos de direcciones Ipv6
  • Unicast - Cada paquete será enviado a una sola red de interface por la dirección dada.
  • Anycast - El paquetes será enviado a lo mas cerca posible de interface actual.
  • Mutlicast - Con el uso direccionamiento mutlicast FF01::1/128, reemplaza al difusor que se encontraba en IPv4

Prefijo e Identificador

• Prefijo significa “donde”
• Identificador indica “quien”
• Esto orienta el direccionamiento sin una conexión fisica

Representación

• 32 digitos hexadecimales cada cuatro digitos reunidos.
• El xxx es un notación
• 20AB: 0D9B: 80AF: 08DE: A3A0: 8A32: 037F: 703A/64
• Grupos nulos puedes encondeserse si es apropiado, sin embargo, solo uno puede esconderse en todo el dirección dado.

Direcciones especiales

• ::/128
  • La dirección en donde todo los ceros se usa para Indicar la ausencia de una dirección dada.
• ::1/128
  • El loppback de IPv4 que funciona como una dirección para enviar el mismo mismo paquetes

Direccion Ipv4

• Mapea IPv4 96 permite direcciones IPv4 para funcionar de redes en redes IPv6

Prefijos multicas

• No existen los caminos de difusión de direcciones, sin embargo, este se puede imitado con FF01::1/128

Subredes

• Prefijo
• Subred Identifier
• Interface Identifier

Surcursales y subredes

• Prefijo para surcursales de compañías con subredes diferentes
• Direccionamiento para la subred dada
• Subrede con el uso número

Direcciones en un prefijo

• Rango para la surcusales
• Redes por Sucursal

Mapeo Ipv4 e Ipv6

• Existen adaptes para IPv4 e IPv6 para que pueden vivir uno junto al otro
  • Adaptadores - IPv4 e IPv6 - Toneles que permite envíos de la función de paquetes Ipv6 en un segmento Ipv4
    • Traduccioines que deja nodos de soporte solo de Ipv4 y la capacidad de tener la función de direcciones enredes Ipv6

Ethernet

• Los paquetes se llevan atraves de enlaces Ethernet
• Ethernet comprende la funciones apropiadas de destino
• Código por la función del tipo de valor y código

ARP

• Las direcciones de función y manejo se llaman ARPs
• Arp usa el protocolo y conexiones apropiadas por el uso conexiones que no es físicas por lo que se usa es una manera que se usa y reconoce los componentes en cada sesión.
  • Arp tiene en control los componentes y funciones siguiente.
    • Solicitud de Mensajes ARPs con el tipo de control que hace posible resolver la red con una direcion MAC dada
  • Respuestas - Respuesta ARP que se usa al ARP que alude a los solicitantes
• Como una solicitud ARP es un paquete de difusión de nivel MAC, hay tipos alocaciones a alcance directo, dentro del mismo subred.
• Todos los nodos dentro de mismo dominio de transmisión reciben la funciones de la solicitud.

Caché ARPs.

• TCP/IP preserva una tabla en la RAM de la funcion, el mantere un intercmabio al ARP, los componentes que envian esta parte tiene la función del caché para 5 minutos.

ARP GRATUITO

• Detecciona direcciones duplicadas.
• Detecciòn ARP para un protocolo de detecionar la presencia de direcciones duplicadas.
• Las operaciones de ARP GRATUITA, el tipo de funcion sera la misma con la direccion que no sera en conflicto con y el alcance de ARP gratuito no determinara cuando la operaciòn es apropriada entre los transados.

Encaminamiento al IP

• Hay una serie de encaminadodres intermedios que da un emisor a un host
• Esto facilita el funcionamiento del destino y la funcion para decidir los estados.
• Por la introduccion estatica se ha facilitado el control
• Para crear los estados que permite las funciones automáticas del encaminamiento

Los siguientes funciones se usan para encaminamientos indirectos..

• De la interfez hacia un destinaci.on
• Si el detinatorino debe encaminarse el destino en ese caso el hoeste determina las funciones y funciones de enlace y trama del destito hacia la direccion .
• Si el destinatrio debe encaminare directa la function de encaminamiento la mesa al direccion del destinaciòn y cono la informacion del encamiente este facilita y da funcion a otro y al final.

Tabla

• Una base a la memoria de los nodos
• Direcciones alcanzablase
• A menudo hay con puerta predeterminada al enlace
• El objetivo era la direccion IP al recibir al al enviar una solicitud para ver la interfaz al recivir la interfaz
• Los mensajes de enlace y estados.

Funciones para la informacion siguientes.

• Las siguientes opciones le da la posibilidad selecionar una funcion la ip el recibe el mensaje para que el estado pueda funcionar
• Esto genera para saber si el estado al recibo e se debe o tener un estado o la funcion para facilitar la funcion para el dominio dado.

Tipos de estados

• Un conjunto da cada nodo o el estado de clase por cada uno.
• Redes de clase y subnet y supernet
• Estados por cada enrutamiento o si hay o no hay datos de conexion

Processo de el destino para encaminamiento

• Para que facilita las tramitaciones y estados es decir se faciluta para todas las direcciones a recibir de el tramite
• La determinaciones es que los estados se marca como estados
• Las funciones de seleccion y cada uno de los funcion si se determinacion es facilito la ayuda para el enrutamiento.

Con los funciones estados se marca y en ruta.

• Al marcar las direcciones y su estado se facilita el uso para el funcionamiento dado .
• Las tramitaciones con los procesos indicados para encaminada se recibe con los procesos y funciones mas appropriado para para facilitar el destino.

DHCP

• Esto facilita el uso de cada protocolo al facilatar al a los clientes del a red los parametros del automaticiones de las acciones
• Si no ay asignaciones un administrador o un usurio debe estar dado y configuradon

Asignacion DHCP

• El protocolo usa 3 métodos de IP direccionamiento
  • Asiganicion al manual, la direcciones MACs
  • Al asignar el dominio que es un grupo pequeño a dar informacion a los iones
  • Hay un largo de funciones que da el servidor DHCP o el enrutamiento si hay a algunos puertos.

Windows

• Esto va con ciertos comandos y función
  • Ping va contra los comandos desde la transmisión que muestra.

Con los diferentes función TCP 3 puertos y servicios que incluye sus siguientes

• Funciones por las funciones e transmiciones, también por los programas los parámetros que da transmicia.
• En el funcionamiento dado se usa para determinar los procesos y tramitación .

Funciones generales para IPv6

• Funciones de nombre a los dominios
• Todo se usa bajo este parámetro al usar los datos.

Funciones DHCP y nombre

• Dinàmicos para el estado protocolo de el host y configuración