Ethernet Transmite broadcast, es decir, las tramas de información llegan a todos los dispositivos que se encuentra en su dominio de colisión.
Sin embargo, la información es solo utilizada por el dispositivo que tiene la dirección MAC de destino correcta.
Dirección MAC (Capa 2): Dirección MAC: Identificador alfanumérico de 48 Bits que se corresponde de forma única con una tarjeta o interfaz de red.
Comúnmente representada en hexadecimal. Ejemplo: 00:00:39:49:DD:D5
24 Bits: Identifican al fabricante.
24 Bits: Asignados por el fabricante.
Direcciones IP (Capa 3): Dirección IP es un número que identifica a una interfaz de un dispositivo (habitualmente un ordenador) dentro de una red que utilice el protocolo IP (Internet Protocol).
Su composición depende de la versión del protocolo IP que se use : IPv4 (La mas usada) o IPv6.
Un host(Equipo) puede tener asignada una dirección IP Fija (IP estática) o puede cambiar cuando se reconecta (IP Dinámica)
La dirección puede ser asignada en forma manual o atumática por DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).
IPv4
Se representa mediante un numero binario de 32 Bits (128 en IPv6). Se expresan comúnmente como números de notación decimal: Se dividen los 32 bits de la dirección en cuatro octetos.
El valor decimal de cada octeto puede ser entre 0 y 255 (El número binario de 8 bits más alto es 11111111 y esos bits, de derecha a izquierda, tienen valores decimales de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, lo que suma 255 en total).
Ejemplo de dirección: IPv4: 200.1.21.20
N° aproximado de IPs únicas del IPv4
-. 4.300.000.000.000
- 4.3x10^11
N° Aproximados de IPs que permite el IPv6:
-. 340.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000
-. 34x10^37
Hay tres clases de direcciones IP que una organización puede recibir de parte de Internet Assigner Numers Authority (IANA): Clase A, Clase B y Clase C. En la actualidad, IANA reserva las direcciones de Clase A para los gobiernos de todo el mundo (aunque en el pasado se le hayan otorgado a empresas de gran envergadura como por ejemplo, Hewlett Packard) y las direcciones de Clase B para otras grandes Empresas.
Se otorgan direcciones de Clase C para todos los demás solicitantes. Cada clase de red permite una cantidad fija de equipos (hosts).
Clase A
En una red de clase A, se asigna el primer octeto para identificar la red, reservando los tres ultimos octetos (24 bits) para que sean asignados a los hosts, de modo que la cantidad máxima de hosts es 2^24-2, es decir, 16.777.214 hosts.
0RRRRRRR.HHHHHHH.HHHHHHHH.HHHHHHHH
Rango de 1.0.0.0 a 127.255.255.255.
Clase B
En una red de clase B, se asignan los dos primeros octetos para identificar la red, reservando los dos octetos finales (16bits) para que sean asignados a los hosts, de modo que la cantidad máxima de hosts es 2^16 -2 o 65.534 Hosts (dispositivos)
10RRRRRR.RRRRRRRR.HHHHHHHH.HHHHHHHH
Rango de 128.0.0.0 a 191.255.255.255
Clase C
En una red de clase C, se asignan los tres primeros octetos para identificar la red, reservando el octeto final (8 bits) para que sea asignado a los hosts de modo que la cantidad máxima de hosts es 2^8 -2 o 254 hosts
11RRRRRR.RRRRRRRR.RRRRRRRR.HHHHHHHH
Rango de 192.0.0.0 a 223.255.255.255
0.0.0.0 es utilizada por las máquinas cuando están arrancando o no se les ha asignado dirección.
La dirección que posee todos sus bits de host en cero identifica la red en la que se ubica. Se denomina dirección de red.
La dirección que posee todos sus bits de red en uno sirve para comunicar con todos los hosts de la red en la que se ubica. Se denomina dirección de broadcast.
Las direcciones 127.x.x.x se reservan para pruebas de retroalimentación. Se denomina dirección de bucle local o loopback.
Hay ciertas direcciones en cada clase de dirección IP que no están asignadas y que se denominan direcciones privadas.
En una misma red no puede existir dos direcciones iguales, pero si se pueden repetir en dos redes privadas que no tengan conexión entre si.
Las direcciones privadas son:.
Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (8 Bits red, 24 bits hosts).
Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (12 Bits red, 20 bits hosts).
Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (24 bits red, 8 bits hosts).
ARP (Address resolution protocol) Protocolo de la capa de red (3) responsable de relacionar la dirección MAC (2) con la correspondiente dirección IP (3). Envía un paquete (ARP Request) a todos los dispositivos conectados al medio compartido broadcast MAC = ff ff ff ff ff ff ) conteniendo la direccion IP por la que se pregunta. Se espera alguna maquina responda (ARP reply) con ls dirección Ethernet que le corresponde. Cada máquina mantiene una caché (tabls arp) con las direcciones traducidas para reducir el retardo y la carga. ARP permite a la dirección de Internet ser independiente de la dirección . Ethernet, pero esto solo funciona si todas las máquinas lo soportan.
Segmentación de redes IP
Cuando una red de computadores se vuelve muy grande, conviene dividirla en subredes, por los siguientes motivos:
Reducir el tamaño de los dominios de broadcast.
Hacer la red más manejable, administrativamente. Entre otros, se puede controlar el tráfico entre diferentes subredes, mediante ACLs.
Para conectar diferentes subredes entre si, se requiere un router u otro equipo similar (uno que opera en la capa 3 del modelo OSI)
En el caso más simple, se puede dividir una red en subredes de tamaño fijo (todas las subredes tienen el mismo tamaño). Sin embargo, por la escasez de direcciones IP, hoy en día frecuentemente se usan subredes de tamaño variable.
Cuando se segmenta la red, se pierden direcciones ya que por cada segmento se reserva la primera dirección para identificación de la subred y la ultima para la dirección broadcast de dicho segmento.
Mascara de subred
Es una combinación de bits que sirve para definir el rango de una red IP. sirve para que un host sepa si debe enviar los datos dentro o fuera de su propio segmento de red. Por ejemplo, si el router tiene la IP 192.168.1.1 y máscara de red 255.255.255.0, entiende que todo lo que se envía a una IP que empiece por 192.168.1 va para la red local y todo lo que va a otras redes mediante la puerta de enlace.
Operaciones con mascara de subred.
Para saber a que red pertenece una dirección IP:
<Dirección IP> AND <Mascara>
Ej: Dirección 200.1.45.76, mascara 2555.255.255.22
11001000.0000001.00101101.01001100 AND(Multiplicación) 11111111.11111111.11111111.00010110
Resultado: 11001000(200).0000001(1).00101101(45).00000100(4)
Entonces pertenece a la subred 200.1.45.4 /27
Generación de la mascara de subred
Si deseamos generar una mascara de subred para segmentar nuestra red, debemos conocer cual sera el número de host que queremos incluir en el segmento (H) y buscar la potencia de 2 (N) mayor a dicho número (considerando las dos direcciones que se perderán por "red y broadcast")
2^N - 2_> H es decir, : N>_ log 2 (H+2) (redondear N si no es entero)
Ejemplo: si queremos contener 32 Host en la subred
2^n >_ 32+2
2^n >_ 34
n=6
Necesitamos 6 bits para la parte de host en la mascara. Por lo tanto la mínima mascara que contendría la cantidad de host necesaria seria:
1111111.11111111.11111111.11000000 -> 6 bits disponibles para host
o 255.255.255.192
OBS:Cuando se segmenta la red en varias subredes sus rangos no pueden interceptarse.
Si por otra parte se desea generar una cantidad de subredes (R), sera necesario calcular cuantos bits debemos "Robar" de los bits de host (N).
2^N >_ R es decir N >_Log 2 R (redondear N si no es entero)
Ej: si queremos generar 5 subredes de la red original.
2^3 >_ 5 necesitamos "robar" 3 bits a la parte host.
2^3=8 >5
por lo tanto, si la mascara original era:
11111111.11111111.11111111.00000000 ---> 255.255.255.0
la nueva mascara sera
11111111.11111111.11111111.11100000 --> 255.255.255.224
se generan así 8 subredes (A pesar de necesitarse solo 5)
HHHHH -> 31 dispositivos puede tener en las redes de host c/u de las H (00000)
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