Xarxa Unitat 5 PDF

LA CAPA DE XARXA UNITAT 5 CONTINGUT DE LA UNITAT ➤ 5.1 FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA ➤ 5.2 PROTOCOLS DE LA CAPA DE XARXA ➤ 5.3 PROTOCOL IPv4 5.3.1 CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) 5.3.2 ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT 5.3.3 ADRECES IP RESERVADES 5.3.4 MÀSCARA DE XARXA 5.3.5 CÀLCUL ADRECES DE XARXA, HOST I BROADCAST 5.3.6 MODEL CLASSLESS (CIDR, CLASSLESS INTERDOMAIN ROUTING) 5.3.7 SUBNETTING (SUBXARXES) ➤ 5.4 PROTOCOLS DEL PROTOCOL IP 5.4.1 PROTOCOL ICMP 5.4.2 PROTOCOL ARP ➤ 5.5 PROTOCOL IPv6 ➤ 5.6 DISPOSITIUS DE LA CAPA DE XARXA ➤ 5.7 HOSTS DE LA CAPA DE XARXA ➤ 5.8 NAT (NETWORK ADDRESS TRASLATION) ➤ 5.9 DOMINIS DE BROADCAST ➤ 5.10 XARXES VIRTUALS D’ÀREA LOCAL (VLAN) 5.10.1 PORTS MODE ACCESS 5.10.2 PORTS MODE TRUNK 5.10.3 ROUTING VLAN 5.10.4 ALTRES COMANDES VLAN 2 5.1 FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA LA CAPA DE XARXA 3 LA CAPA DE XARXA: FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA ➤ La funció principal de la capa de xarxa és la de dirigir els paquets d'informació des de l'equip origen a l’equip destí en xarxes que poden estar geogrà cament separades. És la capa responsable d'encaminar tots els paquets de dades al llarg del trajecte, independentment del nombre de dispositius que hagi de creuar. ➤ Si l’objectiu en la capa d’enllaç és moure la informació dins d’una mateixa xarxa, en la capa de xarxa l’objectiu és encaminar la informació entre xarxes que poden estar geogrà cament separades. 4 fi fi LA CAPA DE XARXA: FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA ➤ En la capa de xarxa, com en altres capes, també trobem dispositius i protocols. ➤ Respecte els dispositius, la capa de xarxa pot realitzar la seva funció utilitzant un dispositiu anomenat router. Aquest dispositiu és l’encarregat de delimitar cadascuna de les xarxes existents i determinar com s’envien els paquets d’una xarxa a una altra. ➤ Respecte els protocols, la capa de xarxa disposa, entre altres, dels protocols RIP, ICMP, ARP, OSPF i IP. ➤ De tots els protocols de la capa de xarxa, el protocol més important és el protocol IP (Internet Protocol). Les funcions principals del protocol IP són: Adreçament IP (Adreçament lògic) Enrutament (Routing) 5 LA CAPA DE XARXA: FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA 6 LA CAPA DE XARXA: FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA ➤ La funció de l’adreçament IP (adreçament lògic) del protocol IP fa referència a l’assignació d’adreces lògiques úniques als dispositius, per a què es puguin comunicar entre ells. 7 LA CAPA DE XARXA: FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA ➤ La funció d'enrutament (Routing) del protocol IP fa referència a la presa de decisions i al reenviament dels paquets per a què arribin al seu destí. 8 LA CAPA DE XARXA: FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA ➤ Amb la capa d’enllaç, les comunicacions es realitzen entre equips que estan en la mateixa xarxa. ➤ Per a comunicacions on l’origen i el destí es troben en la mateixa xarxa amb la capa d’enllaç ja és su cient i no seria necessari haver d’utilitzar la capa de xarxa. Aquest plantejament no és realista, ja que les xarxes poden estar formades per agrupació de diferents xarxes interconnectades entre sí, amb l'objectiu de comunicar-se entre elles. ➤ Per tant, necessitem el protocol IP de la capa de xarxa (capa 3) per a realitzar les comunicació entre xarxes diferents perquè només amb la capa d’enllaç NO es poden realitzar. 9 fi LA CAPA DE XARXA: FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA La capa de xarxa permet que les comunicacions es realitzin entre equips que estan en diferents xarxes. 10 LA CAPA DE XARXA: FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA Les xarxes IP s’interconnectaran utilitzant equips de xarxa de la capa 3 anomenats routers. 11 LA CAPA DE XARXA: FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA ➤ Les funcions d’adreçament lògic i d'enrutament (Routing) del protocol IP es poden realitzar mitjançant l’ús de la capçalera IP, en la qual anirà tota la informació del protocol IP. 12 LA CAPA DE XARXA: FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA Diferència entre un switch i un router. 13 LA CAPA DE XARXA: FUNCIÓ DE LA CAPA DE XARXA ➤ En una xarxa local tots els equips necessiten disposar d'un número anomenat adreça IP. Aquesta adreça IP (adreça lògica) els permetrà comunicar-se amb altres xarxes. ➤ Amb l’adreça IP els routers són capaços de realitzar rutes d’encaminament (Routing) per a què els paquets circulin d’una xarxa origen a una xarxa destí. ➤ Una adreça IP està formada per quatre números binaris de 8 bits (Octet) separats per un punt. Com memoritzar números en binari és complicat per a les persones, els 8 bits (Octet) de cada número que forma part de l'adreça IP es representa en decimal. Cada octet sempre està en un interval de 0 a 255. Per exemple el 65.32.55.27 seria una adreça IP vàlida. ➤ Tota adreça IP està formada per dues parts, la part de xarxa i la part de host. 14 5.2 PROTOCOLS DE LA CAPA DE XARXA LA CAPA DE XARXA 15 LA CAPA DE XARXA: PROTOCOLS DE LA CAPA DE XARXA ➤ Els protocols més coneguts de la capa de xarxa són IP, IPsec, IPX/SPX i NetBeUI. Aquests protocols especi quen com s’envia la informació per la xarxa. ➤ El protocol més important de la capa de xarxa és el protocol IP, el qual inclou els subprotocols ICMP i ARP (Protocol de capa 2). Aquests subprotocols complementen les funcions del protocol IP. Més endavant, en aquesta unitat s'explicarà amb més detall el funcionament dels protocols ICMP i ARP. ➤ Els routers utilitzen la taula d'enrutament per a guardar informació de la ruta que han de seguir els paquets que van d’una xarxa a una altra. Els protocols RIP (Routing Information Protocol) i OSPF (Open Shortest Path First) són els més coneguts de la capa de xarxa. Aquests protocols són utilitzats pels routers per a crear la taula d'enrutament. Més endavant, en aquesta unitat s'explicarà amb més detall el funcionament dels protocols RIP i OSPF. 16 fi 5.3 PROTOCOL IPV4 LA CAPA DE XARXA 17 LA CAPA DE XARXA: PROTOCOL IPV4 ➤ En la capa de xarxa la PDU (unitat de dades de protocol) s’anomena paquet i el protocol més important és el protocol IP. ➤ El protocol IPv4 és la quarta versió del protocol IP (Internet Protocol) i és la primera utilitzada a gran escala. ➤ El protocol IP és un protocol NO orientat a connexió, el qual té com a objectiu principal oferir un mecanisme d'adreçament dels dispositius en una xarxa. Amb aquest objectiu es de neix l'adreça IP (adreça lògica). ➤ El protocol IP NO ofereix cap mecanisme per assegurar que els paquets arriben al seu destí. ➤ El protocol IP està en procés d’actualització al protocol IPv6 degut a l’esgotament de les adreces de la versió 4 (IPv4). Per això, moltes xarxes estan habilitant progressivament les noves adreces IP de la versió 6 (IPv6). 18 fi FORMAT D’UN PAQUET IPV4 PROTOCOL IPV4 19 PROTOCOL IPV4: FORMAT D’UN PAQUET IPV4 ➤ El paquet IPv4 està dividit en 2 parts: 1. Capçalera: té una part obligatòria i una altra opcional. La part obligatòria està formada per les 5 primeres les del paquet, ns el camp adreça IP de destinació. L’altra part opcional està formada per 1 la. 2. Dades: són les dades d’altres capes que transporta el paquet. Si el paquet ocupa molt a causa de les dades que transporta, es fa servir un mètode conegut com fragmentació de paquets IP. 20 fi fi fi PROTOCOL IPV4: FORMAT D’UN PAQUET IPV4 Esquema d’un paquet del protocol IPv4. 21 PROTOCOL IPV4: FORMAT D’UN PAQUET IPV4 ➤ Analitzem de moment els camps més importants de la capçalera d’un paquet IPv4: IP origen: (32 bits) indica la IP de l’equip d'origen. IP destí: (32 bits) indica la IP de l’equip de destinació. 22 FORMAT DE LES ADRECES IPV4 PROTOCOL IPV4 23 PROTOCOL IPV4: FORMAT DE LES ADRECES IPV4 ➤ Un adreça IP està formada per 32 bits. Per exemple: ➤ Els 32 bits de l’adreça IP estan agrupats en 4 octets (1 octet són 8 bits) i separats per punts. Per exemple: ➤ Normalment l’adreça IP es representa en decimal, agrupat per octets separats per punts. Per exemple: 24 PROTOCOL IPV4: FORMAT DE LES ADRECES IPV4 ➤ Com un octet són 8 bits, cadascun dels octets de les adreces IP podran agafar valors del 0 al 255. Mai es podrà tenir una adreça IP amb el valor 75.748.86.91 ➤ En funció de la utilització de l’adreça es poden de nir 3 tipus d’adreces IP: Unicast: És l’adreça que fa referència a una “interface” de xarxa d’un equip. Un equip pot tenir més d’una “interface” de xarxa i cadascuna d’elles tenir la seva adreça unicast. Les adreces unicast s’envien a un sol equip i han de ser úniques. Multicast: Les adreces multicast s’envien a un grup d’equips de la xarxa. Broadcast: Les adreces broadcast s’envien a tots els equips de la xarxa. 25 fi PROTOCOL IPV4: FORMAT DE LES ADRECES IPV4 Tipus d’adreces IP en funció de la seva utilització. 26 PROTOCOL IPV4: FORMAT DE LES ADRECES IPV4 ➤ L’adreça IP està formada de dues parts, l’adreça de xarxa i l’adreça de host. 27 PROTOCOL IPV4: FORMAT DE LES ADRECES IPV4 ➤ L’adreça IP de xarxa fa referència a la xarxa IP a la qual pertany l’adreça IP. ➤ Una xarxa IP és una agrupació d’adreces IP seguides. 28 PROTOCOL IPV4: FORMAT DE LES ADRECES IPV4 29 PROTOCOL IPV4: FORMAT DE LES ADRECES IPV4 ➤ Amb l’adreça IP con gurada en l'equip, podem visualitzar l’adreça IP de l’equip des del terminal mitjançant l'ús d’una comanda. En funció del sistema operatiu s’executa una comanda diferent: En sistemes Windows s'introdueix la comanda ipcon g. Aquesta comanda té diversos paràmetres d'utilitat; entre ells, per exemple, ipcon g /all permet visualitzar més informació de les “interfaces”, inclosa la seva adreça MAC. En sistemes Linux, executant la comanda ifcon g des de la consola es presenta molta informació, com l’adreça broadcast de la xarxa o la quantitat de paquets transmesos i rebuts. 30 fi fi fi fi 5.3.1 CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) PROTOCOL IPV4 31 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) ➤ El model Classful determina per a cada tipus de classe de xarxa IP quants de bits pertanyen a l’adreça de xarxa i quants de bits pertanyen a l’adreça de host. ➤ En els inici d’Internet es van de nir 5 tipus de classes de xarxes IP, xarxa classe A, xarxa classe B, xarxa classe C, xarxa classe D i xarxa classe E. Aquest tipus de repartiment de l’espai d’adreçament IP s’anomena model Classful. ➤ Les xarxes IP de Classe A,B i C són xarxes que inclouen adreces del tipus unicast. ➤ Les xarxes IP de classe D i E es van reservar per a adreces del tipus multicast. ➤ Les classes D i E són d’ús experimental i NO s’utilitzen en la pràctica. 32 fi PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Repartiment de l’espai d’adreçament IP del model Classful. 33 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Tota adreça IP està formada per una adreça de xarxa i una adreça de host. 34 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) ➤ En el model Classful les Classes de xarxa IP és de neix de la següent manera: Xarxa Classe A: Tenen el primer octet dedicat a la xarxa i els tres darrers octets dedicats al host. Xarxa Classe B: Tenen els dos primers octets dedicats a la xarxa i els dos darrers octets al host. Xarxa Classe C: Tenen els tres primers octets dedicats a la xarxa i el darrer octet dedicat al host. 35 fi PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Definició de les Classes de xarxa segons el model Classful. 36 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) ➤ Independentment de la Classe d'adreça IP de les xarxes, totes les Classe tenen dues adreces que NO es poden utilitzar amb els dispositius: 1. L’adreça IP de xarxa (també anomenada Id de xarxa o Network Id), fa referència a tota la xarxa. És aquella adreça on tots els bits de la part de host valen 0. Per exemple 192.168.0.0 2. L’adreça IP de Broadcast o Difusió, fa referència a l’adreça utilitzada pels equips quan es vol enviar un paquet que arribi a tots els dispositius de la mateixa xarxa. És aquella adreça on tots els bits de la part de host valen 1. Per exemple 192.168.0.255 37 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Xarxa IP de Classe A: ➤ Aquest tipus de xarxes s'utilitzen per a xarxes molt grans que hagin de donar cabuda a molts d’equips connectats a la mateixa xarxa, com per exemple Institucions governamentals. ➤ Part de xarxa de la Classe A: El primer octet (8 bits) està dedicat a la part de xarxa i tindrà el primer bit a zero. Aquest bit és la part xe en totes les xarxes de Classe A. La resta de bits del primer octet permetrà calcular el nombre de xarxes. El primer bit del primer octet limita el número de xarxes de Classe A que poden existir a nivell mundial (28-1–2=27-2=128-2=126, els valors 0 i 127 del primer octet estan reservats i NO es poden utilitzar). Per tant, per a què una IP sigui de Classe A, el primer octet sempre estarà entre els valors 1 i 126. Exemples de xarxes IP de Classe A: 10.0.0.0, 65.0.0.0, 124.0.0.0 38 fi PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) En les xarxes de Classe A el primer bit del primer octet de la part de xarxa és 0. 39 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Xarxa IP de Classe A: ➤ Part de host de la Classe A: En una xarxa de Classe A, la part de host està formada per 3 octets (3x8=24 bits), que determina el número de hosts amb una adreça IP. En concret, es possible tenir ns 16.777.214 hosts per xarxa, resultat de calcular 224 - 2 (IP de xarxa i IP de broadcast). 40 fi PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Part de host de 24 bits per a les xarxes de Classe A. 41 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Xarxa IP de Classe B: ➤ Aquest tipus de xarxes s'utilitzen per a xarxes mitjanes i grans que hagin de donar cabuda a molts d’equips connectats a la mateixa xarxa, com per exemple universitats i grans companyies. ➤ Part de xarxa de la Classe B: Els dos primers octets (2x8=16 bits) estan dedicats a la part de xarxa. El primer octet tindrà el primer bit amb el valor 1 i el segon bit amb el valor 0. Aquests bits són la part xe en totes les xarxes de Classe B. A partir dels pesos dels dos primers bits es pot saber l’inici del rang (128+0=128) i també el nal del rang amb els bits que falten del primer octet (127 + 28-2 = 127 + 26 = 127 + 64 = 191). Per tant, per a què una IP sigui de Classe B, el primer octet sempre estarà entre els valors 128 i 191. Exemples de xarxes IP de Classe B: 128.20.0.0, 128.21.0.0, 166.0.0.0 La resta de bits del primer i segon octets de la part de xarxa (16-2 =14 bits) permeten crear diferents xarxes de Classe B. Els dos primers bits limiten el número de xarxes de Classe B que poden existir a nivell mundial. Per tant, en tot el món només hi haurà ns a 16.384 (214=16.384) xarxes diferents de Classe B. 42 fi fi fi PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Part de xarxa de les xarxes de Classe B. 43 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Xarxa IP de Classe B: ➤ Part de host de la Classe B: En una xarxa de Classe B la part de host està formada per 2 octets (2x8=16 bits), que determina el número de hosts amb una adreça IP. En concret, es possible tenir 65.534 hosts per xarxa, resultat de calcular 216 - 2 (IP de xarxa i IP de broadcast). 44 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Part de host de 16 bits per a les xarxes de Classe B. 45 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Xarxa IP de Classe C: ➤ S'utilitzen per a xarxes petites que hagin de donar cabuda a equips connectats a la mateixa xarxa, com per exemple petites i mitjanes empreses. ➤ Les adreces de Classe C són les que s'utilitzen amb major freqüència en la majoria de xarxes de tot el món. ➤ Part de xarxa de la Classe C: Els tres primers octets (3x8=24 bits) estan dedicats a la part de xarxa. En aquest cas, el primer octet tindrà el primer bit a 1, el segon bit a 1 i el tercer bit a 0. Aquests bits són la part xe en totes les xarxes de Classe C. A partir dels pesos dels tres primers bits es pot saber l’inici del rang (128+64+0=192) i també el nal del rang amb els bits que falten del primer octet (191 + 28-3 = 191 + 25 = 191 + 32 = 223). Per tant, per a què una IP sigui de Classe C, el valor del seu primer octet ha d'estar entre els valors 192 i 223. Exemples de xarxes IP de Classe C: 192.168.0.0, 200.21.230.0, 221.0.0.0 La resta de bits dels tres octets de la part de xarxa (24-3=21 bits) permeten crear diferents xarxes de Classe C. Els tres primers bits limiten el número de xarxes de Classe C que poden existir a nivell mundial. Per tant, en tot el món hi haurà 2.097.152 (221=2.097.152) xarxes diferents de Classe C. 46 fi fi PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Part de xarxa de les xarxes de Classe C. 47 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Xarxa IP de Classe C: ➤ Part de host de la Classe C: En una xarxa de Classe C la part de host està formada per 1 octet (8 bits), que determina el número de hosts amb una adreça IP. En concret, es possible tenir ns a 254 hosts per xarxa, resultat de calcular 28 - 2 (IP de xarxa i IP de broadcast). 48 fi PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Part de host de 8 bits per a les xarxes de Classe C. 49 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Resum de les Classes de xarxes IP unicast del model Classful. 50 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Xarxa IP de Classe D: ➤ Les adreces de Classe D tenen el primer octet (8 bits) per la part de xarxa i tres octets (3x8=24 bits) per la part de host. ➤ Els quatre primers bits del primer octet de la part de xarxa sempre valen 1110. A partir dels pesos dels quadre primers bits es pot saber l’inici del rang (128+64+32+0=224) i també el nal del rang amb els bits que falten del primer octet (223 + 28-4 = 223 + 24 = 223+ 16 = 239). Per tant, per a què una IP sigui de Classe D, el seu primer octet ha d'estar entre el rang de 224 a 239. Aquest tipus d'adreces s'utilitza únicament per a experimentació multicast, que és una adreça exclusiva que envia els paquets a grups d’equips. 51 fi PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Xarxa IP de Classe E: ➤ Les adreces de Classe E tenen el primer octet (8 bits) per la part de xarxa i tres octets (3x8=24 bits) per la part de host. ➤ Els quatre primers bits del primer octet de la part de xarxa sempre valen 1111. A partir dels pesos dels quadre primers bits es pot saber l’inici del rang (128+64+32+16=240) i també el nal del rang amb els bits que falten del primer octet (239 + 28-4 = 239 + 24 = 239+ 16 = 255). Per tant, per a què una IP sigui d'aquesta Classe, el valor del seu primer octet ha d'estar comprès entre 240 i 255. ➤ En aquest tipus d'adreces només és possible formar 16 tipus de xarxes, ja que 24 = 16. Aquest tipus d'adreces es reserven per a què la IETF (Internet Engineering Task Force) realitzi investigacions i NO són utilitzades en Internet. 52 fi PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) Resum de l’adreçament de xarxes IP del model Classful. 53 PROTOCOL IPV4: CLASSES DE XARXA IP (MODEL CLASSFUL) ➤ El model Classful actualment ja NO s’utilitza. Les xarxes actuals ja no es de neixen a partir del model Classful, però encara s’utilitzen a nivell de llenguatge tècnic. Per exemple: Encara s’escolta per les empreses que tenen una xarxa de Classe C. ➤ En el model Classful l’ús de subxarxes NO està permès i només permet la creació de xarxes de tamany xe. Per això, es diu que el model Classful és ine cient i actualment les xarxes es de neixen a partir d’un nou model anomenat model Classless que permet l’ús de subxarxes i la creació de xarxes de tamany variable. 54 fi fi fi fi 5.3.2 ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT PROTOCOL IPV4 55 PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT ➤ A part de la classi cació de les xarxes IP per Classes, les xarxes IP també es poden classi car en funció de l’adreçament IP públic o l’adreçament IP privat. Classificació de les xarxes IP en funció de l’adreçament públic o privat. 56 fi fi PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT ➤ En els inicis d’Internet totes les adreces IP eren adreces públiques unicast del model Classful (xarxa Classe A, xarxa Classe B o xarxa Classe C). ➤ Al principi hi havia poques empreses interessades en connectar-se a Internet, a mesura que les empreses es volien connectar, sol·licitaven segons les seves necessitats un adreçament de xarxa (Classe A, B o C). 57 PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT En els inicis d’Internet totes les adreces de xarxa IP eren públiques. 58 PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT ➤ L’assignació d’adreces IP públiques la realitza l’organisme IANA(Internet Assigned Number Authority), que es dedica a regular l’assignació d’adreces IP a les diferents empreses i organismes. Les adreces IP públiques són adreces unicast que NO es poden repetir. ➤ Les xarxes amb adreces IP públiques són xarxes públiques que tenen accés directe a Internet. De fet, Internet és una gran xarxa d’adreces IP públiques. ➤ Ha mesura que es va anar popularitzant Internet s’anaven assignant adreces IP públiques a les xarxes i es reduïa el número d’adreces IP públiques disponibles. 59 PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT A Internet hi ha moltes pàgines web on podem consultar l’adreça pública de la nostra xarxa. 60 PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT ➤ En els anys 90 es van començar a acabar les adreces de xarxa IP públiques disponibles. Per això l’organisme IETF (Internet Engineering Task Force) va proposar les següents solucions: 1. Utilitzar adreces IP privades para les xarxes internes de les empreses. Això permet que diferents xarxes a nivell intern utilitzin el mateix tipus d’adreçament, d’aquest manera s’estalvien moltes adreces públiques però amb les adreces privades NO es pot connectar a Internet. 2. Utilitzar NAT (Network Address Translation) i PAT (Port Address Translation, una millora de NAT). Això permet tenir mecanismes de traducció de Ips públiques/privades per a què les adreces privades disposin de connexió a Internet. 3. Utilitzar un model Classless (CIDR, Classless Inter Domain Routing). Amb l’ús d’un model Classless (model FLSM, Fixed Length Subnet Mask, o el model VLSM, Variable Lenght Subnet Masking) es permet decidir en una xarxa, quants de bits s’assignen a la part de xarxa i quants de bits a la part de host. 4. Migrar al protocol IPv6. IPv6 utilitza 128 bits per a l’adreçament i en un futur totes les xarxes migraran al protocol IPv6. Nota: Els punts 2, 3 i 4 es tractaran amb més detall en altres apartats. 61 PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT Amb la popularitat d’Internet es van començar a acabar les adreces públiques disponibles. 62 PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT Amb el mecanisme del NAT ja no es necessita una IP pública per a accedir a Internet per a cada equip d’un xarxa. 63 PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT Utilització d’adreces privades per a les xarxes privades: ➤ Quan van començar a acabar-se les adreces de xarxa IP pública del model Classful, una de les solucions que va proposar l’organisme IETF(Internet Engineering Task Force) va ser la utilització d’adreces privades per a les xarxes privades. ➤ Les xarxes d’adreces privades agafen les adreces privades de nides per l’organisme IETF en el document obert RFC 1918. L’adreçament IP privat es limita a les següents adreces: De la 10.0.0.0 a la 10.255.255.255 incloses en les xarxes de Classe A. De la 172.16.0.0 a la 172.31.255.255 incloses en les xarxes de Classe B. De la 192.168.0.0 a la 192.168.255.255 incloses en les xarxes de Classe C. Aquestes adreces privades són les úniques que no necessiten l’aprovació de l’organisme IANA(Internet Assigned Number Authority) per a la seva utilització. 64 fi PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT Les adreces privades es limiten a unes quantes adreces de cada Classe. 65 PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT Utilització d’adreces privades per a les xarxes privades: (Continuació) ➤ Les adreces IP privades no són enrutables a Internet. ➤ Les adreces IP privades només tenen validesa dins la xarxa privada. ➤ Les adreces IP poden ser utilitzades simultàniament per diferents empreses o organismes. És a dir, diferents empreses poden tenir el mateix adreçament intern. 66 PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT Les adreces privades no són enrutables en Internet. 67 PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT Les adreces privades només tenen validesa dins la xarxa privada. 68 PROTOCOL IPV4: ADREÇAMENT IP PÚBLIC I PRIVAT Diferents empreses poden tenir el mateix adreçament intern. 69 5.3.3 ADRECES IP RESERVADES PROTOCOL IPV4 70 PROTOCOL IPV4: ADRECES IP RESERVADES ➤ L’organisme IANA (Internet Assigned Number Authority) disposa d’un conjunt d’adreces IP que estan reservades. ➤ Algunes de les adreces IP reservades són les següents: El rang d'adreces des 0.0.0.0 ns 0.255.255.255 NO poden utilitzar-se com a adreça IP, ja que indica l'estat d'un dispositiu que està a l'espera que se li assigni una adreça IP vàlida. No està permès l'ús d'aquestes adreces com a adreça de destinació. L’adreça 127.0.0.1 es coneix com loopback address o simplement loopback i de neix el dispositiu en el qual un es troba. És a dir, tots els dispositius la fan servir per identi car-se a ells mateixos. La funció principal de l’adreça loopback és comprovar el correcte funcionament de la NIC que connecta el dispositiu a la xarxa. Habitualment només s'utilitza l’adreça 127.0.0.1, però totes les adreces dins del rang 127.0.0.0 - 127.255.255.255 serveixen com adreça loopback. Lògicament, una IP dins d'aquest rang NO serà una IP vàlida per a un node de xarxa. El rang 169.254.0.0 - 169.254.255.255 és l’adreça Link-Local assignada automàticament quan NO s’obté l’adreça IP per DHCP o NO s’ha assignat manualment cap adreça IP. 71 fi fi fi 5.3.4 MÀSCARA DE XARXA PROTOCOL IPV4 72 PROTOCOL IPV4: MÀSCARA DE XARXA ➤ La màscara de xarxa és un indicador que de neix quants bits d’una adreça IP són de la part de host i quants de la part de xarxa. La màscara de xarxa només té sentit quan fa referència a una adreça IP. La màscara de xarxa està formada per 32 bits, separats en 4 octets, igual que una adreça IP. Cada bit a 1 de la màscara, indica que el bit corresponent en l’adreça IP fa referència a la part de xarxa o de subxarxa. Per a la màscara de xarxa és exactament el mateix la part de xarxa que la part de subxarxa, el concepte de subxarxa només té sentit a nivell de disseny de la xarxa. Cada bit a 0 de la màscara, indica que el bit corresponent en l’adreça IP fa referència a la part de host. 73 fi PROTOCOL IPV4: MÀSCARA DE XARXA Exemple de diferents màscares de xarxa per a una mateixa adreça IP en funció de la xarxa, subxarxa o hosts disponibles. 74 PROTOCOL IPV4: MÀSCARA DE XARXA Formats de la màscara de xarxa: ➤ A part del format binari, la màscara de xarxa es pot representar de les següents maneres: Format decimal: És el més comú, es divideix la màscara en 4 octets en format decimal i es separa cada octet amb un punt. Per exemple: 255.255.255.0 Format pre xe o format reduït o anotació de màscara CIDR (Classless Inter Domain Routing): És un altre format de representació que s’utilitza molt. Al nal de l'adreça IP es posa una barra inclinada "/" seguit del número de bits de la part de xarxa que tenen el bit a "1". Per exemple: 192.168.1.1/24 75 fi fi PROTOCOL IPV4: MÀSCARA DE XARXA Exemple de màscara de xarxa en diferents formats de representació. 76 PROTOCOL IPV4: MÀSCARA DE XARXA Conversió de format de màscara: ➤ Conversió del format binari a pre xe: Sumar tots els bits que estan a 1 i el resultat serà el pre xe. ➤ Conversió del format pre xe a binari: Anar posant el número de bits a 1 que indica el pre xe i la resta a 0. Per exemple amb la màscara amb pre xe /15 passat a binari seria 11111111 11111110 00000000 00000000 77 fi fi fi fi fi PROTOCOL IPV4: MÀSCARA DE XARXA Conversió de format de màscara: (Continuació) ➤ Conversió del format decimal a binari: S’ha de passar cada octet de la màscara de decimal a binari mitjançant el mètode de les potencies de 2. ➤ Conversió del format binari a decimal: S’ha de passar cada octet de la màscara de binari a decimal mitjançant el mètode de les potencies de 2. 78 PROTOCOL IPV4: MÀSCARA DE XARXA ➤ En el model Classful, una xarxa de Classe A tindrà la màscara de xarxa /8, una xarxa de Classe B tindrà la màscara de xarxa /16 i una xarxa de Classe C tindrà la màscara de xarxa /24. Màscares de xarxa de les diferents Classes de xarxa en el model Classful. 79 PROTOCOL IPV4: MÀSCARA DE XARXA ➤ Passar una màscara de decimal a binari es senzill quan tenim les màscares del tipus 255.0.0.0 o 255.255.255.0, ja que tots els octets que tenen el valor 255 tenen tots els bits a 1 i els octets que tenen el valor 0 tenen tots els bits a 0. ➤ Per altra banda, quan tenim màscares del tipus 255.224.0.0, 255.255.248, 255.255.255.128, 255.248.0.0, 255.254.0.0, 255.255.192.0, 255.255.255.252 hi ha octets que no tenen el valor 255 o 0. Aquest octet s’anomena octet especial. ➤ L’octet especial té un nombre limitat de possibles valors perquè els bits a 1 han d’anar junts a l’esquerra i els bits a 0 han d’anar junts a la dreta, no hi ha la possibilitat d’anar alternats dins d’un mateix octet. 80 PROTOCOL IPV4: MÀSCARA DE XARXA Exemple d’una màscara correcte. Possibles valors per a l’octet especial. Exemples de màscares incorrectes. 81 5.3.5 CÀLCUL ADRECES DE XARXA, HOST I BROADCAST PROTOCOL IPV4 82 PROTOCOL IPV4: CÀLCUL ADRECES DE XARXA, HOST I BROADCAST ➤ Una xarxa IP és un rang d’adreces IP seguides com per exemple, el rang d’adreces 192.168.1.0 ns l’adreça 192.168.1.255. Dins d’aquest rang tenim 3 tipus d’adreces diferents: L’adreça IP de xarxa L’adreça IP de broadcast o difusió Les adreces IPs de host 83 fi PROTOCOL IPV4: CÀLCUL ADRECES DE XARXA, HOST I BROADCAST L’adreça IP de xarxa: ➤ També anomenada Id de xarxa o Network Id. ➤ Té la funció d’identi cador de la xarxa i fa referència a tota la xarxa. ➤ Mai s’utilitza per a identi car un dispositiu. ➤ Sempre és la primera adreça del rang de la xarxa IP. Per exemple: 192.168.1.0 ➤ L’adreça IP de xarxa s’obté posant tots els bits de la part de host de l’adreça a 0. 84 fi fi PROTOCOL IPV4: CÀLCUL ADRECES DE XARXA, HOST I BROADCAST L’adreça IP de Broadcast o Difusió: ➤ És l’adreça utilitzada per a enviar informació a tots els hosts de la xarxa. ➤ Sempre és la darrera adreça del rang de la xarxa IP. Per exemple: 192.168.1.255 ➤ L’adreça Broadcast s’obté posant tots els bits de la part de host de l’adreça a 1. 85 PROTOCOL IPV4: CÀLCUL ADRECES DE XARXA, HOST I BROADCAST Les adreces IPs de host: ➤ Són les adreces que s’assignen a cada equip. ➤ Les adreces de host s’obtenen de totes les combinacions possibles que no siguin IP de xarxa o IP de broadcast. 86 5.3.6 MODEL CLASSLESS (CIDR, CLASSLESS INTERDOMAIN ROUTING) PROTOCOL IPV4 87 PROTOCOL IPV4: MODEL CLASSLESS ➤ Quan es va pensar l’adreçament IP per Classes (model Classful), la majoria de les companyies van optar per sol·licitar adreces de Classe B, ja que les de Classe C només permetien adreçar 254 dispositius. Això va provocar que les adreces de Classe B s'esgotessin ràpidament. ➤ Durant els anys 90, i davant d'aquest problema, l’IETF (Internet Engineering Task Force) va decidir crear en un nou espai d'adreçament IP, més exible i amb una nova arquitectura. Aquest rebria el nom de IPng (Internet Protocol: the next generation) i actualment es coneix com IPv6. ➤ Com crear una nova versió d'adreçament IP es necessitava molt de temps, es decidir utilitzar el model Classless (CIDR (Classsless InterDomain Routing) o encaminament entre dominis sense classe per a reduir l’esgotament de les adreces IP. ➤ La principal millora que va introduir el model Classless va ser abandonar la rigidesa del model Classful que estableix la màscara de 8, 16 o 24 bits per a l’adreçament IP de xarxa en funció de la Classe A, B o C. ➤ El model Classless fa possible que la xarxa s'ajusti a les necessitats dels usuaris. 88 fl PROTOCOL IPV4: MODEL CLASSLESS ➤ El model Classless permeten decidir quants de bits s’assignen a la part de xarxa i quants a la part de host. ➤ El model Classless (CIDR, Classless Inter Domain Routing) disposa dels següents models: 1. El Model FLSM (Fixed Length Subnet Mask): és un model Classless amb la màscara de xarxa de longitud xe. 2. El Model VLSM (Variable Length Subnet Masking): és un model Classless amb la màscara de xarxa longitud variable. 89 fi PROTOCOL IPV4: MODEL CLASSLESS ➤ Per a poder assignar qualsevol mida de bits a la part de xarxa, es va crear el concepte de “màscara de subxarxa”. ➤ La “màscara de subxarxa” només té sentit a nivell de disseny de xarxa, a nivell operatiu per un router la “màscara de xarxa” i la “màscara de subxarxa” és el mateix. ➤ La “màscara de subxarxa” com la “màscara de xarxa” permeten diferenciar en una adreça IP la part de xarxa i la part de host. ➤ La “màscara de subxarxa” està formada de 32 bits amb els bits de la part de xarxa a 1 i els bits de la part de host a 0. Un exemple de “màscara de subxarxa” vàlida seria la següent: Podem veure en aquest exemple que s'utilitzen 20 bits per a la part de xarxa i 12 bits per a la part de host per a poder adreçar ns a 4094 dispositius (212 - 2 (IP de xarxa i IP de broadcast)). 90 fi 5.3.7 SUBNETTING (SUBXARXES) PROTOCOL IPV4 91 CONTINGUT DE SUBNETTING ➤ 5.3.7 SUBNETTING 5.3.7.1 DISSENY LÒGIC D'UNA XARXA IP 5.3.7.2 CÀLCUL RÀPID DELS BITS NECESSARIS DE SUBXARXA O DE HOST 5.3.7.3 CÀLCUL DEL MÀGIC NUMBER 5.3.7.4 MÒDEL FLSM (FIXED LENGTH SUBNET MASK) 5.3.7.5 MODEL VLSM (VARIABLE LENGTH SUBNET MASK) 92 PROTOCOL IPV4: SUBNETTING (SUBXARXES) ➤ El subnetting (subxarxes) consisteix en la subdivisió d’una xarxa (una adreça de xarxa IP) en xarxes més petites anomenades subxarxes. ➤ El subnetting (subxarxes) s’utilitzen perquè el model Classful és ine cient i NO permet l’assignació de subxarxes. Amb el model Classless i amb l´ús del subnetting (subxarxes) es guanya e ciència a l’hora d’assignar adreces IPs i permet de nir un tamany per a una xarxa o subxarxa en funció a les necessitats. ➤ Una xarxa IP està formada per un rang d’adreces IP d’una xarxa i una subxarxa IP és una porció d’una xarxa IP. Per exemple, 10.0.0.0 /8 és una xarxa de Classe A que comença amb 10.0.0.0 i acaba amb 10.255.255.255. Exemple d’una xarxa de Classe A dividida en diferents subxarxes. 93 fi fi fi PROTOCOL IPV4: SUBNETTING (SUBXARXES) ➤ Suposem SENSE utilitzar subnetting que volem construir una xarxa que permeti 30 dispositius en 4 segments diferents. Sense subxarxes, necessitarem 4 xarxes de Classe C per a realitzar aquest disseny. Per exemple: Xarxa 1: 192.168.1.0 Xarxa 2: 192.168.2.0 Xarxa 3: 192.168.3.0 Xarxa 4: 192.168.4.0 Cadascuna d’aquestes xarxes permetrà 254 adreces IP, provocant que es perdin 896 adreces IP ((254 * 4) - (30 *4)). ➤ Amb subnetting podem apro tar més les adreces IPs disponibles i evitar que s’en perdin tantes. 94 fi PROTOCOL IPV4: SUBNETTING (SUBXARXES) ➤ Amb subnnetting els bits necessaris per a l’adreçament de les subxarxes s’agafen de la part de host. ➤ Els bits de subxarxa que s’agafen de la part de host s’afegeixen a la part de xarxa. Així es pot decidir quants de bits assignam a la part de subxarxa i quants assignam a la part de host. Els bits de subxarxa que s’agafen de la part de host s’afegeixen a la part de xarxa. 95 PROTOCOL IPV4: SUBNETTING (SUBXARXES) ➤ Per a realitzar el subnetting es realitzen els següents càlculs: 1) Es calcula el “número de bits de host” necessaris per a adreçar tots els hosts d’una subxarxa. 2) Es calcula el “número de bits de subxarxa” (que s’agafen de la part de host) necessaris per a adreçar totes les subxarxes, els quals s’afegiran a la part de xarxa. 96 PROTOCOL IPV4: SUBNETTING (SUBXARXES) Exemple: Quants “bits de host” necessitam per a tenir 6 IPs de host? ➤ El número d’adreces IPs vàlides per a hosts serà 2x - 2 (no es pot assignar l’adreça Ip de xarxa ni l’adreça IP de Broadcast, és a dir la primera ni la darrera adreça). Amb 3 bits podrem identi car 23-2 IPs vàlides de host, és a dir 8 - 2 = 6 adreces Ips vàlides disponibles. 97 fi PROTOCOL IPV4: SUBNETTING (SUBXARXES) Exemple: Quants “bits de subxarxa” necessitam per a tenir 90 subxarxes diferents? ➤ Amb 7 bits podrem identi car 27 = 128 subxarxes. ➤ En el cas de les subxarxes NO s’ha de restar 2, actualment els routers ja suporten la primera i darrera subxarxa, és a dir, podem utilitzar totes les subxarxes des de la primera ns la darrera. ➤ Aquest 7 bits de subxarxa s’afegiran a la part de xarxa. 98 fi fi 5.3.7.1 DISSENY LÒGIC D’UNA XARXA IP SUBNETTING (SUBXARXES) 99 SUBNETTING: DISSENY LÒGIC D’UNA XARXA IP ➤ A part de saber realitzar càlculs de subnetting hem de ser capaços de conèixer els passos necessaris per a realitzar el disseny lògic d’una xarxa amb subnetting. ➤ El disseny lògic d’una xarxa està formada per dues fases: 1. La fase d’anàlisi de requeriments. 2. La fase de disseny de la solució. 100 SUBNETTING: DISSENY LÒGIC D’UNA XARXA IP FASE 1 :La fase d’anàlisi de requeriment es plantegen les següents preguntes: 1. Quantes subxarxes es necessiten en total? 2. Quantes adreces IP necessita cada subxarxa? S’ha de considerar el número de dispositius que necessiten una adreça IP, el nombre d’usuaris, el número de dispositius, el tamany de xarxes existents … 3. Quin tamany de la subxarxa s’utilitzarà? És sempre el mateix? Si totes les subxarxes han de tenir el mateix tamany s’utilitzarà el model Classless amb màscara de subxarxa de longitud xe anomenat model FLSM (Fixed Lenght Subnet Mask) i es dimensionarà el tamany per a la subxarxa més gran. Si cada subxarxa ha de tenir un tamany variable s’utilitzarà el model Classless amb màscara de subxarxa de longitud variable anomenat model VLSM (Variable Lenght Subnet Mask) i es dimensionarà el tamany a mida per a cada subxarxa. 101 fi SUBNETTING: DISSENY LÒGIC D’UNA XARXA IP Exemple d’anàlisis de requeriments d’una xarxa IP. Opció 1: disseny lògic d’una xarxa utilitzant el model FLSM Opció 2: disseny lògic d’una xarxa utilitzant el model VLSM (Fixed Lenght Subnet Mask) (Variable Lenght Subnet Mask) 102 SUBNETTING: DISSENY LÒGIC D’UNA XARXA IP ➤ Amb el model FLSM (Fixed Lenght Subnet Mask) es dimensiona per la subxarxa més gran, en aquest cas per la subxarxa1 (8bits 28-2 = 254 Ips). ➤ La resta de subxarxes utilitzen el mateix número de bits per a Host. En aquest cas per a la subxarxa 2 sobren 154 Ips i per a la subxarxa 3 sobren 204 Ips. Per a solucionar aquest problema i no malgastar Ips es pot utilitzar el model de disseny anomenat VLSM on les subxarxes poden ser de tamany variable. 103 SUBNETTING: DISSENY LÒGIC D’UNA XARXA IP ➤ Amb el model VLSM (Variable Lenght Subnet Mask) es dimensiona cada subxarxa a mida, en aquest cas per la subxarxa1 (8bits 28-2 = 254 Ips), per la subxarxa2 (7 bits, 27-2 = 126 Ips) i per a la subxarxa3 (6 bits, 26-2 = 62 Ips). D’aquesta manera, no es malgasten les Ips. 104 SUBNETTING: DISSENY LÒGIC D’UNA XARXA IP FASE 2: La fase de disseny de la solució es plantegen les següents preguntes: 1. Escollir la xarxa o xarxes que s’utilitzaran: normalment xarxa Ip privada i xarxa Ip pública per l’accés a Internet, proporcionat per l’ISP (Internet Service Provider) com pot ser per exemple Vodafone, Movistar, ect. 2. Escollir la màscara de xarxa/subxarxa que s’utilitzarà: xe (FLSM) o variable (VLSM), això depèn de quantes subxarxes es necessiten i quantes adreces Ip es necessiten per cada subxarxa. ➤ Per norma general, s’agafaran bits de la part de Host per crear les subxarxes. ➤ No es possible agafar bits de la part de xarxa per a crear les subxarxes. ➤ La màscara de subxarxa i la màscara de xarxa és el mateix. La màscara de subxarxa només té sentit a nivell de disseny de la xarxa. 3. Realitzar una taula indicant per cada subxarxa el rang d’adreces vàlides, adreça Broadcast i la màscara. 105 fi SUBNETTING: DISSENY LÒGIC D’UNA XARXA IP Mitjançant una Ip pública proporcionada per l’ISP (Internet Service Provider) com per exemple Movistar, es té accés a Internet. 106 SUBNETTING: DISSENY LÒGIC D’UNA XARXA IP Per a l’adreçament intern s’utilitzaran les classes d’adreçament privat disponible 10.0.0.0, 172.16.0.0 i 192.168.0.0 107 SUBNETTING: DISSENY LÒGIC D’UNA XARXA IP Normes bàsiques per a subnetting: només es poden agafar bits de la part de host per a crear les subxarxes. No està permet agafar bits de la part de xarxa per a crear les subxarxes. 108 SUBNETTING: DISSENY LÒGIC D’UNA XARXA IP Exemple de com calcular la part de subxarxa i la part de host. 109 SUBNETTING: DISSENY LÒGIC D’UNA XARXA IP Exemple de la taula resultant per les diferents subxarxes, rang d’adreces, Ip broadcast i màscares. 110 5.3.7.2 CÀLCUL RÀPID DELS BITS NECESSARIS DE SUBXARXA O DE HOST SUBNETTING (SUBXARXES) 111 SUBNETTING: CÀLCUL RÀPID DELS BITS NECESSARIS DE SUBXARXA I DE HOST ➤ L’ús de la taula de pesos facilita el càlcul ràpid del número de bits necessaris per a la part de subxarxa i la part de host. ➤ Per a calcular el número de bits per a les subxarxes es calcula 2x, on x representa el número de bits. Per a calcular el número de bits per hosts es calcula 2x-2, on x representa el número de bits. Mètode per a calcular ràpidament el número de bits necessaris de subxarxa o de host. 112 SUBNETTING: CÀLCUL RÀPID DELS BITS NECESSARIS DE SUBXARXA I DE HOST Exemple: Quants bits necessitam per a tenir 18 hosts? 113 SUBNETTING: CÀLCUL RÀPID DELS BITS NECESSARIS DE SUBXARXA I DE HOST Exemple: Quants bits necessitam per a tenir 7 subxarxes? 114 5.3.7.3 CÀLCUL DEL MAGIC NUMBER SUBNETTING (SUBXARXES) 115 CÀLCUL DEL MAGIC NUMBER ➤ El càlcul del magic number serà útil per a omplir de manera ràpida i senzilla la taula amb les dades de cada subxarxa (Ip de xarxa, màscara, rang Ips i Ip Broadcast) evitant així la conversió a binari. ➤ El magic number ens indica quin nombre s’ha de sumar a l’octet de la subxarxa per a passar d’una subxarxa a una altra. ➤ El magic number és útil en subnetting quan els bits de subxarxa estan tots en el mateix octet. ➤ Hi ha dos mètodes per a calcular el magic number: 1. Mitjançant el mètode de càlcul de l’octet especial. 2. Mitjançant el mètode de la potència de dos. 116 CÀLCUL DEL MAGIC NUMBER : MÈTODE DE CÀLCUL DE L’OCTET ESPECIAL 1. Càlcul del màgic number mitjançant el mètode de càlcul de l’octet especial: Recordem que l’octet especial és aquell octet de la màscara de xarxa diferent a 0 i 255, és a dir, 128, 192, 224,240,248,252 i 254. El magic number s’obtindrà de calcular 256 - (valor de l’octet especial de la màscara de xarxa) En aquest exemple l’octet especial és el 224 i el magic number és 256-224 =32. 117 CÀLCUL DEL MAGIC NUMBER : MÈTODE DE LA POTÈNCIA DE DOS 2. Mitjançant el mètode de la potència de dos: Passar a binari la màscara de xarxa i en l’octet especial posar les potències de 2 damunt del bit corresponent. Fixar-nos en el darrer bit que està a 1. El magic number és el valor de la potència de 2 del darrer bit que està a 1. En aquest exemple el magic number s’obté a partir del mètode de la potència de dos, que correspon al valor de la potència de 2 del darrer bit de la màscara de xarxa que està a 1. 118 CÀLCUL DEL MAGIC NUMBER : CÀLCUL DE LES SUBXARXES ➤ A partir del càlcul de magic number (mètode octet especial o mètode potència de dos), es poden calcular les diferents subxarxes. ➤ Per a la subxarxa 0 no es necessita el magic number, ja que es correspon amb la Ip de xarxa de l’enunciat del problema. Per la resta de subxarxes, s’ha de sumar el valor del magic number a l’octet corresponent a la part de subxarxa. Exemple de càlcul de les diferents subxarxes a partir del magic number. 119 CÀLCUL DEL MAGIC NUMBER : CÀLCUL DE LES DADES DE LES SUBXARXES ➤ A partir de les subxarxes obtingudes es pot omplir la taula de les dades de cada subxarxa(IP de subxarxa, rang d’adreces Ips, Ip de broadcast i màscara). Exemple de taula de cada subxarxa. 120 5.3.7.4 MODEL FLSM (FIXED LENGTH SUBNET MASK) SUBNETTING (SUBXARXES) 121 SUBNETTING: MODEL FLSM (FIXED LENGTH SUBNET MASK) ➤ El model Classless amb la màscara de longitud xe s’anomena model FLSM (Fixed Lenght Subnet Mask). ➤ El model FLSM s’utilitza quan totes les subxarxes han de tenir el mateix tamany i es dimensiona per a la subxarxa més gran. ➤ Per a el disseny de xarxes és el model més senzill d’utilitzar. ➤ Amb el model FLSM l’adreçament és ine cient si les subxarxes no són del mateix tamany. ➤ La part de Host de la màscara de la xarxa s’utilitzarà per l’adreçament de les subxarxes i hosts. 122 fi fi SUBNETTING: MODEL FLSM (FIXED LENGTH SUBNET MASK) En l’exemple, si la xarxa és de Classe B, la màscara és 255.255.0.0, per tant tindrà 16 bits per la part de Xarxa i els 16 bits restants dels 32 bits de l’adreça IP seran per la part de Host que s’utilitzaran per l’adreçament de les subxarxes i hosts. 123 SUBNETTING: MODEL FLSM (FIXED LENGTH SUBNET MASK) En l’exemple, per a representar 160 subxarxes es necessiten 8 bits i la resta de bits dels 16 de la part de Host s’utilitzaran per a l’adreçament dels hosts. 124 SUBNETTING: MODEL FLSM (FIXED LENGTH SUBNET MASK) En l’exemple, per poder adreçar a 240 Ips per cada subxarxa es necessiten 8 bits de host. 125 SUBNETTING: MODEL FLSM (FIXED LENGTH SUBNET MASK) Per tant, en l’exemple per a dissenyar una xarxa amb 160 subxarxes i 240 Ips per subxarxa es necessiten 16 bits de xarxa, 8 bits de subxarxa i 8 bits de host. 126 SUBNETTING: MODEL FLSM (FIXED LENGTH SUBNET MASK) En l’exemple, s’aplica el mètode FLMS (Fixed Lenght Subnet Mask) que utilitza una màscara de longitud fixe perquè el número de IPs que es demana per cada subxarxa és el mateix. En aquest cas, la màscara d’inici de la xarxa és 255.255.0.0 i després d’aplicar subnetting, la màscara de xarxa resultant per a totes les subxarxes és 255.255.255.0. 127 SUBNETTING: MODEL FLSM (FIXED LENGTH SUBNET MASK) Finalment de l’exemple s’obté una taula indicant per cada subxarxa el rang d’adreces IP i la seva màscara. 128 5.3.7.5 MODEL VLSM (VARIABLE LENGTH SUBNET MASK) SUBNETTING (SUBXARXES) 129 SUBNETTING: MODEL VLSM (VARIABLE LENGHT SUBNET MASK) ➤ La introducció de les subxarxes va aconseguir incrementar de forma molt positiva l'arquitectura d'adreçament d'Internet, tot i que, es va descobrir amb el pas el temps, una limitació fonamental: la màscara de subxarxa era sempre de longitud xa (Model FLSM). ➤ Aquesta limitació provocava que, un cop con gurada aquesta màscara, el nombre de hosts per subxarxa quedés condicionat d'una manera global, sense permetre optimitzar la creació de subxarxes de diferents mides. Això, era particularment greu en el cas de necessitar una subxarxa de major tamany a totes les creades, ja que s'havia de recon gurar la màscara de subxarxa per a la xarxa de tota l'organització. ➤ La solució a aquest problema es va publicar en el RFC 1009, on es va especi car com les subxarxes podien ser de diferent tamany i utilitzar més d'una màscara. La nova tècnica en subxarxes es va anomenar model VLSM (variable length subnet mask). 130 fi fi fi fi SUBNETTING: VLSM (VARIABLE LENGHT SUBNET MASK, MÀSCARA DE LONGITUD VARIABLE) En l’exemple s’observa que utilitzant el model FLSM es perden moltes adreces quan les subxarxes no són del mateix tamany. 131 SUBNETTING: VLSM (VARIABLE LENGHT SUBNET MASK, MÀSCARA DE LONGITUD VARIABLE) Resum dels tipus de models per l’adreçament de xarxes i subxarxes. El model Classful ja no s’utilitza, en el model Classless tenim el model FLSM, que utilitza la mateixa màscara per totes les subxarxes i en canvi el model VLSM pot utilitzar màscares diferents. 132 SUBNETTING: MODEL VLSM (VARIABLE LENGHT SUBNET MASK) ➤ Amb VLSM cada subxarxa es dimensiona en funció de les necessitats de la subxarxa, d’aquesta manera s’apro ta l’espai d’adreçament IP. Així, VLSM garanteix un ús més e cient al dividir l’espais d’adreces IP en subxarxes. ➤ Avantatges de VLSM: Adreçament més e cient. Disseny exible, al poder adaptar el tamany de les subxaxes en funció de les necessitats. Xarxes més petites, això proporciona més rendiment i seguretat. ➤ Inconvenients de VLSM: Disseny més complicat que pot provocar errors en l’assignació d’adreçaments. 133 fl fi fi fi SUBNETTING: MODEL VLSM (VARIABLE LENGHT SUBNET MASK) ➤ El mecanisme per a aplicar el mètode VLSM és el següent: 1. Per a dividir l’espai d’adreçament per a subxarxes d’un determinat tamany, sempre s’ha de començar assignant l’adreçament per a la subxarxa de major tamany i es seguirà per ordre de tamany. 2. Calcular el número de bits de hosts de la subxarxa de major tamany, per a obtenir els bits necessaris de la màscara de xarxa resultant. 3. La xarxa global es divideix en subxarxes xes, a partir dels bits disponibles per a les subxarxes que s’afegiran a la part de xarxa. 4. A continuació es selecciona la següent subxarxa major i es torna a dividir afegint nous bits de la part de host a la part de xarxa. 134 fi SUBNETTING: MODEL VLSM (VARIABLE LENGHT SUBNET MASK) - EXEMPLE 1 Exemple 1: Si partim d’una xarxa amb màscara /24 (28=256 IPs), la qual es vol dividir en dues subxarxes (128 IPs), obtindrem dues subxarxes amb màscara /25, assignant 1 bit de la part de Host a la part de xarxa. D’aquesta manera, les dues subxarxes només disposaran de 128 Ips. Així, la part de xarxa haurà guanyat 1 bit i la part de Host haurà perdut 1 bit. Recordar que les adreces de subxarxa i les adreces de broadcast NO es podran assignar. En aquest cas amb màscara /25 el magic number és 128. 135 SUBNETTING: MODEL VLSM (VARIABLE LENGHT SUBNET MASK) - EXEMPLE 2 Exemple 2: Si volem dividir l’espai d’adreçament de la xarxa 192.168.0.0/24 en 4 subxarxes (256/4 = 64 IPs) necessitarem afegir a la part de xarxa 2 bits de la part de Host (22=4 subxarxes). L’adreçament de cada subxarxa es calcula a partir del magic number de la màscara /26 que en aquest cas és 64. D’aquesta manera s’haurà de sumar 64 a l’octet de l’adreçament de cada subxarxa. Recordar que les adreces de subxarxa i les adreces de 136 broadcast NO es podran assignar. SUBNETTING: MODEL VLSM (VARIABLE LENGHT SUBNET MASK) - EXEMPLE 3 Exemple 3: Si volem dividir l’espai d’adreçament de la xarxa 192.168.0.0/24 en 8 subxarxes necessitarem afegir a la part de xarxa 3 bits de la part de Host (23=8 subxarxes). L’adreçament de cada subxarxa es calcula a partir del magic number de la màscara /27 que en aquest cas és 32. D’aquesta manera s’haurà de sumar 32 a l’octet de l’adreçament de cada subxarxa. Recordar que les adreces de subxarxa i les adreces de broadcast NO es podran assignar. 137 SUBNETTING: MODEL VLSM (VARIABLE LENGHT SUBNET MASK) - EXEMPLE 4 Exemple 4: Per a assignar l’adreçament d’una xarxa es començarà per la subxarxa de major tamany. Com la subxarxa 1 és la de major tamany (60 hosts) es dividirà l’espai per a donar cabuda als 60 hosts. Si la xarxa es divideix en dues subxarxes resultarà que pot adreçar a 126 hosts (27-2=126) que en aquest cas són massa adreçaments, per tant, serà necessari tornar a dividir una subxarxa per a donar cabuda a un número proper als 60 hosts (26-2=62). En aquest cas, necessitarem assignar una màscara /26 per a poder adreçar fins a 62 hosts (magic number = 64). Recordar que les adreces de subxarxa i les adreces de broadcast NO es podran assignar. 138 SUBNETTING: MODEL VLSM (VARIABLE LENGHT SUBNET MASK)- EXEMPLE 5 Exemple 5: En aquest exemple, amb el magic number es pot saber quina és la següent xarxa que s’obté després de la nostra xarxa. A partir de l’adreça de xarxa 192.168.0.0/23 es pot adreçar 512 equips (29-2=510). Calculant el nombre de bits de hosts necessaris (8 bits, 254 hosts) per a la subxarxa més gran (Subxarxa1), es pot determinar que es necessita 1 bits de la part de Host per a poder representar dues subxarxes (21=2), així la màscara de xarxa serà /24. Amb l’adreça de xarxa 192.168.0.0/24 es pot adreçar 200 hosts de les 254 adreces disponibles per a la subxarxa1. A continuació es calcularà de la mateixa manera la resta de subxarxes de l’exemple. Recordar que les adreces de subxarxa i les adreces de broadcast NO es podran assignar. 139 SUBNETTING: MODEL VLSM (VARIABLE LENGHT SUBNET MASK) - EXEMPLE 5 Continuació exemple 5: Càlcul de la subxarxa2 de l’exemple anterior. Primer s’ha calcular els bits de hosts necessaris per a obtenir els bits de màscara de subxarxa. Com s’han agafat 2 bits de la part de Host per la xarxa 192.168.1.0/24 es podran crear (22=4) 4 subxarxes i amb el magic number es podrà saber quines són les subxarxes següents. Recordar que les adreces de subxarxa i les adreces de broadcast NO es podran assignar. 140 SUBNETTING: MODEL VLSM (VARIABLE LENGHT SUBNET MASK) - EXEMPLE 5 Continuació exemple 5: Solució exemple anterior. En aquest exemple no s’han utilitzat les subxarxes 192.168.1.176/28 ni la 192.168.1.192/26 que estan disponibles per si es necessiten per a crear altres subxarxes. Recordar que les adreces de subxarxa i les adreces de broadcast NO es podran assignar. 141 5.4 PROTOCOLS DEL PROTOCOL IP LA CAPA DE XARXA 142 PROTOCOLS DEL PROTOCOL IP ➤ El protocol d’Internet (Protocol IP) és el protocol principal de la família de protocols d'Internet i és fonamental per a l'intercanvi de missatges en xarxes informàtiques. Va ser creat principalment per garantir l'èxit en l'enviament de paquets d'un emissor a un destinatari. ➤ El protocol està especi cat com a estàndard a RFC791. ➤ El protocol IP està format per un conjunt de protocols (IPv4, IPv6, ICMP i ARP). Els protocols ICMP i ARP es consideren subprotocols del protocol IP i la seva funció principal és la següent: 1. El protocol ICMP (Internet Control Message Protocol, protocol de missatges de control d’Internet). Les funcions principals del protocol ICMP són de diagnòstic i noti cació. 2. El protocol ARP (Address Resolution Protocol, protocol de resolució d’adreces). El protocol ARP permet a un equip descobrir l’adreça MAC d’un equip del qual només es sap l’adreça IP A continuació es veurà amb més detall el seu funcionament. 143 fi fi 5.4.1 PROTOCOL ICMP LA CAPA DE XARXA 144 PROTOCOL ICMP (INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL) ➤ El protocol ICMP (Internet Control Message Protocol) és un protocol de missatges de control i noti cació d'errors a nivell de capa de xarxa. ➤ El protocol ICMP està de nit en el RFC792. ➤ El protocol ICMP funciona damunt del protocol IP, és a dir, el protocol ICMP anirà encapsulat dins del protocol IP i es sol considerar un subprotocol del protocol IP. ➤ Les funcions principals del protocol ICMP són de diagnòstic i noti cació. Per exemple, s’utilitzar el protocol ICMP per a comprovar si hi ha connectivitat entre dos equips, informar de problemes en els paràmetres de les capçaleres d’un paquet, etc.. 145 fi fi fi El protocol ICMP va encapsulat dins del protocol IP, és a dir, la informació ICMP (Type, code, etc..) estan definits dins del camp “DATOS” del paquet IP. 146 PROTOCOL ICMP (INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL) ➤ El signi cat dels camps d’un missatge ICMP és el següent: TYPE: fa referència al tipus de missatge ICMP (Request amb valor 8 o Reply amb valor 0). El tamany del camp és 1 byte. CODE: fa referència al codi del tipus de missatge ICMP (Request i Reply tenen el valor 0). El tamany del camp és 1 byte. CHECKSUM: S’utilitza per a comprovar l’integritat de les dades del propi protocol ICMP. S’utilitza per a comprovar si la informació a viatjat correctament per la xarxa. El tamany del camp és 2 bytes. La resta de la capçalera del missatge i el camp “DATOS” del missatge ICMP poden tenir tamany variable. El camp “DATOS” són opcionals, depèn del missatge ICMP. 147 fi El protocol ICMP va encapsulat dins del protocol IP i cada camp té un tamany determinat. 148 PROTOCOL ICMP (INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL) ➤ Les eines més usuals de diagnòstic per a comprovar la connectivitat entre dos dispositius a nivell de capa de xarxa són: Ping (Packet Internet Groper): és l'eina per excel·lència de diagnòstic de la connexió entre equips a nivell de xarxa. Mitjançant aquesta eina es pot determinar l'estat, la velocitat i la qualitat d'una connexió. En el cas de la comanda PING, s’utilitza el protocol ICMP mitjançant l'enviament i la resposta de missatges echo. El host origen envia missatges tipus ICMP-echo request amb l'esperança de rebre missatges de resposta tipus ICMP-echo reply. Si no es rep cap missatge de resposta, es suposa que la connexió a nivell de xarxa entre els hosts s’ha perdut. La comanda Ping, també permet comprovar la connectivitat de la pròpia targeta de xarxa dels dispositius, mitjançant l’enviament de missatges a l'adreça de loopback. Per exemple, si escrivim des del terminal la comanda ping 127.0.0.1 i la targeta no contesta, possiblement serà degut a un mal funcionament de la targeta i s'haurà de substituir per una altra. Traceroute: també s’utilitza per a comprovar la connectivitat entre dos equips però també indica per a quins dispositius va passant. Permet seguir l'itinerari que segueixen els paquets des d’un host origen a un host de destinació. També informa de la latència de xarxa dels paquets en cada un dels equips pels quals passa. D’aquesta manera podem determinar si hi ha problemes de trànsit en algun dels routers per on circula el paquet. Aquesta comanda s’anomena Traceroute en UNIX i GNU/Linux, i Tracert en Windows. A continuació es mostra un exemple de l’execució de la comanda tracert des de Windows. 149 PROTOCOL ICMP (INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL) Exemple d’execució de la comanda tracert des de Windows. El valor de la primera columna és el nombre de salt (es poden fer fins a 30 salts). A continuació hi ha tres temps que són el temps de resposta de tres ping que s’han enviat (un asterisc indica que no s’ha obtingut resposta del ping). Finalment, tenim el nom i l'adreça IP del dispositiu pel qual passa. 150 La comanda Ping és una eina que permet comprovar la connectivitat a nivell de capa 3 i funciona sobre el protocol IP. 151 Tots els tipus de ICMP es troben a l’adreça https://www.iana.org/assignments/icmp-parameters/icmp- parameters.xml. La comanda ping utilitza el missatge ICMP tipus (type) “request” i el tipus (type) “reply”. 152 En el missatge ICMP-ECHO REQUEST, el valor del camp “TYPE” és 8 i el valor del camp “CODE” és 0. En el missatge ICMP-ECHO REPLY, el valor del camp “TYPE” és 0 i el valor del camp “CODE” és 0. El camp “CHECKSUM” és un número resultat d’unes operacions, per a comprovar que les dades han viatjat correctament per la xarxa. 153 El valors dels camps IDENTIFIER, SEQUENCE NUMBER i DATA del missatge ICMP-ECHO REQUEST han de ser el mateixos que els valor dels camps IDENTIFIER, SEQUENCE NUMBER i DATA del missatge ICMP-ECHO REPLY, en cas contrari la resposta no es donarà com a vàlida. A nivell de protocol els camps IDENTIFIER i SEQUENCE NUMBER s’utilitzen per a associar cada petició ICMP amb les respostes ICMP. 154 5.4.2 PROTOCOL ARP LA CAPA DE XARXA 155 PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL) ➤ El protocol ARP (Address Resolution Protocol) és el protocol de resolució d’adreces de capa 2, permet a un equip descobrir l’adreça MAC d’un altre equip del qual només es sap l’adreça IP. És el protocol que relaciona les adreces de capa 2 (les MACs) amb les adreces de capa 3 (les IPs). El protocol és important perquè sempre que vulguem enviar informació a un equip necessitarem conèixer l’adreça MAC per a posar-la a la trama com a MAC de destí. ➤ El protocol ARP “tradicional” funciona damunt el protocol Ethernet (protocol de capa 2), és a dir, el protocol ARP va encapsulat dins del protocol Ethernet i es sol considerar un subprotocol del protocol IP. ➤ El protocol ARP està format de dues fases: la petició ARP (fase 1) i la resposta ARP (fase 2). ➤ Per a què les dades que envia un host arribin correctament al seu destí, el host ha de conèixer l'adreça IP i l'adreça MAC de la destinació, les quals es guarden dins d’una taula anomenada taula ARP. Tots els equips nals disposen d’una taula ARP, la qual es guarda en la memòria RAM. La taula ARP s’utilitza per a consultar les adreces MAC ja conegudes dels hosts de la xarxa. 156 fi PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL) ➤ Si l’equip destinatari està en la mateixa xarxa que l’equip origen, s’enviarà la informació directament a l’equip de destinació sense passar pel router. ➤ Si l’equip de destinació no es troba en la taula ARP (no es pot determinar la MAC de l’adreça IP de l’equip de destinació), llavors l’equip origen construeix una trama ethernet especí ca anomenada petició ARP. L’adreça MAC de destinació de la trama serà l’adreça MAC de difusió (adreça broadcast), amb el valor FF-FF-FF-FF-FF-FF, per a què tots els dispositius de la xarxa la puguin rebre. ➤ Amb la petició ARP, cada dispositiu rep la trama per a què s’analitzi l'adreça IP de destí de la trama ARP (Target Protocol Address) a la qual va dirigida. Si la IP no és la del dispositiu, es descarta la trama ARP. En el moment en què el host de destinació descobreix que ell és el destinatari, construeix una trama coneguda com a resposta ARP on especi ca la seva adreça MAC. Quan el host d'origen rep la resposta ARP, extreu l'adreça MAC del camp d'adreça hardware del remitent (Sender Hardware Address) i la guarda en la taula ARP del host. ➤ El protocol ARP no és exclusiu per a Ethernet i IPv4, ARP està pensat per a què pugui ser utilitzat en qualsevol tipus de xarxa diferent a Ethernet. 157 fi fi PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL) : FASE PETICIÓ ARP Per exemple, en el cas de fer un ping, si l’equip no sap la MAC de l’equip de destí utilitzarà el protocol ARP per a saber-la. El protocol ARP relaciona l’adreça MAC (adreça de capa 2) i l’adreça IP (adreça de capa 3) d’un equip. El protocol ARP està format per dues fases, en la fase 1 es realitza la petició ARP. 158 PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL): FASE PETICIÓ ARP La petició ARP genera una trama Ethernet, en la qual en els camps “DESTINO” i “ORIGEN” s’indica la MAC ORIGEN i la MAC DESTÍ. 159 PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL): FASE PETICIÓ ARP En la trama Ethernet, el valor hexadecimal 0x0806 del camp “TIPO” indica que la trama és del tipus ARP. 160 PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL) : FASE RESPOSTA ARP En la resposta ARP (fase 2), l’equip de destí indica quina és la seva adreça MAC. 161 PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL) : CAMPS PROTOCOL ARP La informació del protocol ARP va encapsulada en el camp “DATOS” de la trama Ethernet. 162 PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL): CAMPS PROTOCOL ARP Els camps “HARDWARE TYPE” i “PROTOCOL TYPE” s’utilitza per a saber quin tipus de protocols es van a relacionar. En el camp “HARDWARE TYPE” anirà el protocol de capa 2 (en aquest cas protocol Ethernet) i en el camp “PROTOCOL TYPE” s’indica el protocol de capa 3 (en aquest cas protocol IPv4). Aquests camps tenen el valor 1 i 0x0800 respectivament. 163 PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL): CAMPS PROTOCOL ARP Amb el protocol ARP els camps “HARDWARE TYPE” i “PROTOCOL TYPE” tenen els valors 1 i 0x0800 respectivament. Els valors estan de nits pels RFC corresponents. 164 fi PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL): CAMPS PROTOCOL ARP Amb el protocol ARP els camps “HARDWARE ADDRESS LENGTH” i “PROTOCOL ADDRESS LENGTH” fa referència al tamany en bytes de les adreces dels protocols. El camp “HARDWARE ADDRESS LENGTH” del protocol Ethernet va referència a les adreces MAC de 6 bytes (48 bits) i el camp “PROTOCOL ADDRESS LENGTH” del protocol IPv4 fa referència a les adreces IP de 4 bytes (32 bits). 165 PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL): CAMPS PROTOCOL ARP El camp “OPERATION CODE” o “OPCODE” només pot agafar dos valors, 1 per a indicar que es tracta d’una petició ARP o 2 per a indicar que es tracta d’una resposta ARP. 166 PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL): CAMPS PROTOCOL ARP Els camps “SENDER HARWARE ADDRESS” i “SENDER PROTOCOL ADDRESS” fan referència a les adreces MAC i IP de l’equip origen respectivament. Els camps “TARGET HARWARE ADDRESS” i “TARGET PROTOCOL ADDRESS” fa referència a les adreces MAC i IP de l’equip destí respectivament. 167 PROTOCOL ARP (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL): CAMPS PROTOCOL ARP El protocol ARP no és exclusiu per a Ethernet i IPv4, ARP està pensat per a que pugui ser utilitzat en qualsevol tipus de xarxa diferent a Ethernet, per això s’utilitza els conceptes HARDWARE per a capa 2 i PROTOCOL per a capa 3. 168 Exemple 1: Valors de la trama durant la petició ARP. El protocol ARP indica que si no es coneix la MAC de destí el valor de “TARGET HARDWARE ADDRESS” és 0000.0000.0000. 169 Resum d’exemple1: Fase de petició ARP del PC1 i fase de resposta ARP del PC4. 170 COMANDES ARP PROTOCOL ARP 171 COMANDES ARP ➤ Algunes comandes ARP: La comanda arp -a s’utilitza per conèixer el contingut de la taula ARP de l’equip. La comanda arp -d s’utilitza per a eliminar tot el contingut de la taula ARP de l’equip. Per exemple des de Windows mitjançant la comanda ARP es poden obtenir les diferents opcions de la comanda. 172 5.5 PROTOCOL IPV6 LA CAPA DE XARXA 173 PROTOCOL IPV6 ➤ Quan van començar a acabar-se les adreces de xarxa IP pública del model Classful, una de les diferents solucions que va proposar l’organisme IETF(Internet Engineering Task Force) va ser començar a utilitzar el protocol IPv6 (Internet Protocol Versió 6). ➤ IPv6 (Internet Protocol Versió 6) proporciona unes millores substancials respecte IPv4 i està destinat a ser el seu substitut. ➤ En la de nició del protocol IPv4 es va veure que estava format per adreces de 32 bits. Això dóna un total de 232 = 4.294.967.296, que no cobreix ni tan sols la quantitat de persones que hi ha al món. A més, hem de tenir en compte que molts usuaris utilitzen diverses adreces IP, ja que connecten el mòbil, el portàtil, ordinador, etc. Podríem dir que IPv4 ha mort per la glòria aconseguida, ja que quan es va concebre experimentalment cap dels seus creadors va pensar que arribaria a tenir l'èxit que ha aconseguit. 174 fi FORMAT DE LES ADRECES IPV6 PROTOCOL IPV6 175 PROTOCOL IPV6: FORMAT DE LES ADRECES IPV6 ➤ El protocol IPv6 està de nit en els RFC-2373 i RFC-2374. ➤ Les adreces IPv6 estan formades per 128 bits. ➤ Aquest 128 bits es representen en 32 nombres hexadecimals reunits en 8 grups de 4 nombres hexadecimals separats per dos punts (:). Cada nombre hexadecimal es correspon a 4 bits. ➤ L’adreça 1972: ac07: 22a3: 05d3: 2010: 8a05: 1319: 7310 seria un exemple d’adreça IPv6. ➤ Les adreces són llargues i difícils de recordar. IPv6 permet reduir les representacions de les adreces IPv6. Hi ha dues formes de fer-ho: - Eliminació de 0 no signi catius: Els zeros de l’esquerra de cada grup es poden eliminar. - Eliminació d’un o més grups de 0 consecutius: Consisteix en reemplaçar a qualsevol cadena consecutiva d’un o més grups formats de només zeros. Si en una adreça IPv6 tenim més d’un candidat per a aplicar aquesta regla, s’aplicarà on s’obtengui una major simpli cació de l’adreça, és a dir, aquesta regla només es pot aplicar una vegada. - Les dues formes anteriors de reduir les adreces es poden utilitzar al mateix temps. 176 fi fi fi PROTOCOL IPV6: FORMAT DE LES ADRECES IPV6 ➤ Eliminació de 0 no signi catius: Per exemple, les següents adreces serien equivalents: abcd: ac50: 1220 :1234: 0d abcd: ac50: 1220 :1234: d ➤ Eliminació d’un o més grups de 0 consecutius: Per exemple les següents adreces serien equivalents: abcd: ac50: 0000: 0000: 0000: 0000: 1220: 61de abcd: ac50 :: 1220: 61de ➤ Combinant les dues formes: Per exemple, les següents adreces serien equivalents: abcd: ac50: 0000: 0000: 0000: 0000: 0220: 01de abcd: ac50 :: 220:1de 177 ff fi ff PROTOCOL IPV6: FORMAT DE LES ADRECES IPV6 ➤ Si algun dels grups és (0000) es pot comprimir: 20AB:0D9B:80DE:A3A0:0000:037F:703A 20AB:0D9B:80DE:A3A0:0:037F:703A ➤ Si hi ha una seqüència d’un o més grups consecutius també es pot comprimir: 20AB:0D9B:80DE:A3A0:0000:0000:703A 20AB:0D9B:80DE:A3A0::703A ➤ Els zeros inicials de cada grup també es poden eliminar: ABCD:AC50:1220::0DFF = ABCD:AC50:1220::DFF 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 = 0:0:0:0:0:0:0:1 = ::1 178 MÀSCARA DE XARXA EN IPV6 PROTOCOL IPV6 179 PROTOCOL IPV6: MÀSCARA DE XARXA EN IPV6 ➤ La màscara de xarxa en IPv6 té el mateix signi cat que en IPv4, és a dir, s’utilitza per a identi car la part de xara i la part de host. Però, a diferència de IPv4, només admet la representació en format reduït (CIDR o pre x),és a dir, després de l'adreça IP i separats per una barra inclinada (/), s'especi quen els bits que pertanyen a la part de xarxa. A diferencia de IPv4, IPv6 no permet la representació de la màscara en format decimal. ➤ Per exemple, l'adreça 2010:abcd:ef12:1023:afc2:3454:0001:3422/48 de neix que la part de xarxa està format format per 48 bits. En aquest cas, considerant que 4 bits equival a 1 dígit hexadecimal, amb 48 bits de la part de xarxa es necessiten 12 dígits hexadecimals (48/4 bits = 12). Per tant, en aquest cas, la part de xarxa de l’adreça correspon a 2010: abcd:ef12 180 fi fi fi fi fi TIPUS D’ADRECES IPV6 PROTOCOL IPV6 181 PROTOCOL IPV6: TIPUS D’ADRECES IPV6 Les adreces IPv6 es poden classi car de la següent manera: ➤ Unicast (Un a un): Identi ca de manera única una interface d’un dispositiu habilitat per a IPv6. Un paquet serà entregat només a l’equip identi cat. Les A

Xarxa Unitat 5 PDF

Document Details

Tags

Related

Summary

Full Transcript

Upgrade to continue