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Questions and Answers
¿Qué es una red IP?
¿Qué es una red IP?
Una red de comunicaciones que utiliza el protocolo IP (Internet Protocol) para enviar y recibir paquetes (datagramas) entre sistemas finales (hosts).
¿Qué es un router?
¿Qué es un router?
Un nodo de la red (router) encargado de reenviar los datagramas hacia su destino.
¿Qué protocolos se usan en la capa de transporte?
¿Qué protocolos se usan en la capa de transporte?
Internet es la red IP más grande y conocida.
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¿Qué son los datagramas?
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¿Qué es el encaminamiento?
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¿Qué es el reenvío?
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¿Qué es una subred?
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¿Qué es un prefijo?
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¿Qué es una dirección IP?
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¿Qué es una interfaz?
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La dirección IP se asigna a un sistema final.
La dirección IP se asigna a un sistema final.
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Un router puede tener más de una interfaz.
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Un sistema final puede tener más de una interfaz.
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¿Qué es una máscara?
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Conecta los siguientes protocolos con sus funciones:
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¿Qué es ARP?
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¿Qué es el protocolo ICMP?
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¿Qué es una tabla de encaminamiento?
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Una red IP puede tener diferentes MTUs.
Una red IP puede tener diferentes MTUs.
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¿Qué es un NAT estático?
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¿Qué es un NAT444?
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Las direcciones IP privadas son encaminables en internet.
Las direcciones IP privadas son encaminables en internet.
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El NAT estático es unidireccional.
El NAT estático es unidireccional.
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Study Notes
Módulo 5: Redes de ordenadores - Fundamentos de Redes IP
- El módulo describe los fundamentos de las redes IP.
- El tema 3 se centra en Redes IP (I) y (II), y cubre aspectos como direcciones IP, prefijos, reenvío de datagramas, protocolos IP e ICMP, casos de estudio, fragmentación y reensamblado, y traducción de direcciones (NAT).
Contenido
- Se presenta una introducción a las redes IP.
- Se explica la función de las direcciones IP y los prefijos IP.
- Se describe el reenvío de datagramas.
- Se analizan los protocolos IP e ICMP.
- Se expone un caso de estudio.
- Se profundiza en la fragmentación y reensamblado de datagramas.
- Se analiza la traducción de direcciones (NAT).
Redes IP
- Una red IP utiliza el protocolo IP (Internet Protocol) para el envío y recepción de paquetes (datagramas).
- Internet es un ejemplo de red IP.
- Las redes IP están compuestas por nodos interconectados, como routers.
- Los routers gestionan el reenvió de datagramas.
- El encaminamiento salto a salto se encarga de reenviar los datagramas a través de la red.
Arquitectura TCP/IP
- La arquitectura TCP/IP está compuesta por cuatro capas: aplicación, transporte, red y enlace.
- La capa de aplicación proporciona servicios a las aplicaciones (FTP, SMTP, HTTP, etc.).
- La capa de transporte realiza la transferencia de datos entre procesos (TCP, UDP).
- La capa de red gestiona el encaminamiento de datagramas (IP).
- La capa de enlace gestiona la transferencia de datos entre elementos de red directamente conectados (Ethernet, WiFi).
- La capa física se encarga de la transmisión de bits por medio físico.
Familia de protocolos TCP/IP
- Los protocolos TCP/IP se estructuran en capas, con protocolos en cada nivel (Aplicación, Transporte, Red, Enlace).
- Incluyen protocolos como SMTP, HTTP, FTP, SNMP, NFS, XDR, MIME, RPC, Telnet, SSH, DNS, TFTP, RTP, RTCP, IGMP, ARP e ICMP.
- La estructura jerárquica de protocolos permite su funcionamiento en capas.
Criterios originales de diseño redes TCP/IP
- Alta disponibilidad del servicio.
- Control distribuido.
- Conmutación de paquetes.
- Datagramas.
- Independencia de la tecnología de red.
- Principio extremo a extremo.
Modelo de red IP
- Sin establecimiento de llamadas.
- Los routers no guardan estado de las conexiones extremo a extremo.
- Los paquetes utilizan la dirección IP del destino para ser encaminados.
- Los paquetes pueden tomar rutas diferentes para llegar al mismo destino.
Modelo de servicio redes IP
- Es un modelo de "mejor esfuerzo" (best-effort).
- No se garantiza la capacidad mínima, ni el retardo máximo.
- No se garantiza la entrega de todo el segmento ni el orden de entrega.
- Se garantiza la integridad del segmento.
Arquitectura y funciones del nivel de red
- Encaminamiento: Determinación de la ruta para el envío de los paquetes.
- Reenvío: Envío de los paquetes desde un enlace de entrada a un enlace de salida en la red.
- Protocolos IP, ICMP, protocolos de encaminamiento.
Arquitectura de un Router
- Un router es un dispositivo que se encarga de almacenar y reenviar paquetes.
- Los routers manejan cabeceras de nivel 3 para direccionamiento.
- Incluyen una tabla de encaminamiento para el envío de paquetes.
Direcciones y prefijos IP
- Las direcciones IP identifican interfaces de red.
- Las interfaces pueden estar en sistemas finales o routers.
- Un sistema puede tener varias interfaces con direcciones IP distintas.
Dirección IP e interfaz de red
- Las direcciones IP son identificadores de 32 bits.
- Cada interfaz de red tiene una dirección IP única.
- Los routers tienen varias interfaces con sus direcciones IP.
- Los prefijos están asociados a las interfaces, no a los sistemas finales.
Subredes IP
- Las subredes son conjuntos de interfaces que se comunican sin intervención directa de un router.
- Sus direcciones tienen una parte común.
- Se pueden utilizar diferentes longitudes para el prefijo de subred.
- La longitud del prefijo determina el número de direcciones en la subred.
Ejemplo: 6 subredes
- Se busca identificar cuál es el prefijo común de varias subredes.
- Es necesario una notación precisa para indicar la longitud de los prefijos de cada subred.
- Se utiliza la notación b/x para indicar el prefijo.
Terminología: Prefijos
- El espacio de direcciones IP (EDI) se define por todos los valores binarios posibles de 32 bits.
- El prefijo (P) es un conjunto o rango de direcciones contiguas.
- La longitud del prefijo (x) define el número de bits iniciales que identifican a la red.
Representación de prefijos
- La representación del prefijo se realiza con la notación b/x.
- La base (b) se representa en notación punto (decimal).
- La longitud (x) de bits indica la parte del prefijo, 0-32.
- Se incluyen ejemplos de notación para diferentes prefijos.
Ejemplos de prefijos
- Incluye varios ejemplos de notación de prefijos/mácaras para ilustrar su uso y significado.
- Los ejemplos muestran diferentes prefijos y su función.
- La notación b, m representa la base y la máscara de un prefijo.
Utilización de prefijos en redes IP
- Los prefijos se asignan a organizaciones.
- Los prefijos identifican conjuntos de direcciones IP.
- Las tablas de encaminamiento utilizan prefijos para el envío de paquetes hacia sus destinos.
Requisitos asignación de direcciones IP
- Cada sistema debe tener una dirección IP única.
- Los sistemas en la misma subred deben compartir un prefijo común.
- La asignación de direcciones ha evolucionado de una manera centralizada basada en clases de direcciones a una descentralizada basada en prefijos de longitud variable usando distintos registadores.
Asignación de direcciones en Internet (I)
- La historia de asignación de direcciones IP ha incluido clases (A, B y C).
- La asignación actual utiliza CIDR (Classless Inter-Domain Routing), permitiendo prefijos de longitud variable.
- Se utilizan las notación a.b.c.d/x (e.g 200.23.16.0/23).
Asignación de direcciones en Internet (II)
- IANA asigna rangos a los RIRs (registros regionales)
- Los registros regionales asignan rangos a los NIRs.
- Los ISP/LIR asigna rangos a los clientes.
Asignación jerárquica de direcciones
- Los ISP solicitan prefijos a los RIRs.
- Los ISP subdividen sus prefijos asignando prefijos o subredes más pequeños.
- La estructura jerárquica de las direcciones IP es importante para mantener una asignación eficiente.
Agregación de rutas
- Permite reducir el tamaño de las tablas de encaminamiento de los routers intermediarios.
- Los datagramas son dirigidos a los ISPs que tienen la conexión hacia el destino final.
- De esta manera no todos los routers necesitan saber todos los destinos.
Configuración básica de sistemas finales IP
- Se deben configurar la dirección IP, máscara, dirección IP del router y las direcciones IP de los servidores DNS.
Reenvío de datagramas
- La información de encaminamiento de los routers se basa en una tabla de encaminamiento.
- Los datagramas se envían de forma directa o indirecta a través de la red.
- Se pueden usar diferentes rutas a un mismo destino.
Organización encaminamiento (I) y (II)
- Se describen las tablas de encaminamiento de los routers para el envío de paquetes a otros dispositivos de la red.
- Se ilustra la visión desde los routers y desde los equipos terminales.
Reenvío de datagramas
- Los datagramas IP contienen información para su reenvío a través de la red.
- Los campos de la cabecera del datagrama indican su origen, destino y otros datos.
- Se pueden dar casos de envíos directos e indirectos.
Redes de Área Local Ethernet
- El proceso descrito incluye el encapsulamiento y desencapsulamiento de la información.
- Los datos se transmiten a través de una trama Ethernet.
Address Resolution Protocol (ARP)
- El protocolo ARP se utiliza para encontrar la dirección MAC de un dispositivo dado su dirección IP.
- Se proporciona un ejemplo para ilustrar el funcionamiento del protocolo.
Protocolos IP e ICMP
- Se explica el protocolo ICMP y su función en la señalización de errores.
- Se analiza el formato del datagrama IP.
- Se profundiza en los diferentes campos de la cabecera del datagrama.
Formato de datagrama IP
- Indica los campos que contiene la cabecera de un datagrama IP: versión, tipo de servicio, longitud total, flags y checksum de cabecera.
Campos (I), (II) y (III)
- Los campos de la cabecera de un datagrama IP, incluyendo versión, longitud, tipo de servicio, longitud total y otros campos para el reenvío y reensamblado.
ICMP: Internet Control Message Protocol
- Se describe el funcionamiento del protocolo ICMP.
- La función principal de ICMP es la gestión y control de mensajes de error y control.
- Se muestran los diferentes tipos de mensajes ICMP.
Resumen modelo encaminamiento en redes IP
- Se resumen los modelos de encaminamiento en redes IP, tanto desde la perspectiva de los routers como de los sistemas finales.
Caso de estudio
- Se describe un caso de estudio de una red empresarial.
- Se detallan las diferentes componentes de la red.
- Se muestra la estructura de la red y asignación de direcciones IP.
Direcciones necesarias
- Se muestra como una red de empresa particular requiere diferentes direcciones, subredes y prefijos.
- Se describe el cálculo de los prefijos por subred.
Plan de Numeración I y II
- Se describe la organización y representación de los bloques de direcciones en el plan de numeración, así como las direcciones IP iniciales de diferentes subredes.
Plan de Numeración III
- Descripción del plan de numeración de la red, con información sobre prefijos, direcciones asignadas y libre.
Resúmen Plan de numeración
- Se presenta un resumen del plan de numeración, con datos sobre los prefijos, direcciones de inicio y final.
Mapa de la red
- Representación gráfica de la red de la empresa, incluyendo routers, servidores y subredes.
Tablas de encaminamiento
- Se muestran ejemplos de tablas de encaminamiento para routers R2 y R3.
- Las tablas muestran la asociación entre prefijos de red y los routers siguientes.
Configuración manual de R2
- Se detalla la configuración de un router (R2) dentro de la red, incluyendo las diferentes interfaces y rutas.
Fragmentación y reensamblado (I), (II) y (III)
- Se explica el proceso de fragmentación y reensamblado de datagramas IP.
- Se describen las ventajas y desventajas de la fragmentación.
- Se describen diferentes soluciones al problema de fragmentación (PMTU).
Traducción de direcciones (NAT)
- Se explican los mecanismos de traducción de direcciones (NAT) para conectar redes privadas a Internet.
- Se analizan los diferentes tipos de NAT.
NAT estático
- Se describe la técnica NAT estática para asociar direcciones privadas a direcciones públicas.
- Se explica el funcionamiento y las ventajas de esta técnica.
NAT dinámico
- Se explica la técnica NAT dinámico (unidireccional).
- Se describe como la asignación es bajo demanda.
NAPT (Masquerading)
- Se describe la técnica NAPT (Network Address Port Translation).
- Se explican los conceptos y ventajas de esta técnica.
Ejemplos de NAPT (I), (II), (III) y (IV)
- Se muestran varios ejemplos de la técnica NAPT incluyendo los puertos y direcciones IP asociadas.
- Se ilustran el proceso de traducción de direcciones IP.
Ejemplo Tablas NAPT
- Se proporcionan ejemplos de tablas de traducción de direcciones (NAPT) para mostrar la correspondencia entre direcciones IP privadas y públicas.
Funciones NAT
- Se describen las funciones de un traductor de direcciones.
- Se analizan diferentes aspectos del funcionamiento de la traducción, incluyendo la gestión de tablas de estado.
NAT444
- Se describe NAT 444, una técnica para la traducción de direcciones en redes de gran escala (Carrier Grade NAT).
Ventajas e inconvenientes NAT
- Se detallan las ventajas y desventajas de usar NAT en una red.
Resumen
- Se resume todo el contenido de este tema de Redes IP.
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Description
Este módulo se centra en los fundamentos de las redes IP, explorando temas clave como direcciones IP, reenvío de datagramas y protocolos IP e ICMP. Aprenderás sobre la fragmentación, el reensamblado y la traducción de direcciones (NAT) a través de un caso de estudio. Ideal para entender la arquitectura de las redes IP en profundidad.
