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Arquitectura TCP/IP

Arquitectura TCP/IP. (Direccionamiento) Las comunicaciones se ha unido con la informática creando una nueva ciencia a la que se le llama Telemática, las redes informáticas surgieron por los años '80 en EE.UU inicialmente para los militares, el avance ha sido tan amplio que se ha visto la necesidad de ampliar las redes y encontrar formas mas eficientes de interconectarse y de trasmitir información. El direccionamiento IP se refiere a la entrega de direcciones IP a una compañía, empresa u otra entidad de forma tal que se puedan asignar a cada PC una dirección IP.

Generalidades

Los identificadores de host o PC se clasifican en:

  • nombres: lo que un objeto es (preferidos por los humanos)
  • direcciones: donde está (utilizadas por las computadoras)
  • rutas: como se llega a él (utilizadas por los enrutadores)

En Internet se emplea el término de direcciones IP. Cada host para conectarse a Internet y ser reconocido debe tener asociada una dirección IP la cual es un número binario de 32 bits. Esta dirección IP de 32 bits, es agrupada en octetos y se representa a través de 4 números decimales separados por puntos. Ej: 169.158.144.1 No existen dos computadoras en Internet con la misma dirección, aunque una misma computadora puede tener más de una dirección (Ej. Una computadora con más de una tarjeta de red).

Componentes de las direcciones IP

Las direcciones constan de dos partes:

  • La primera parte de la dirección identifica a la red. (red_ID).
  • La segunda parte identifica al host (Host_ID) dentro de la red en cuestión.

Clases de direcciones de Internet

Clases de direcciones en internet

Las clases de direcciones en Internet es una clasificación usada para diferenciar las distintas empresas y entidades según su dimensión y tamaño, esto se hace para permitir asignar a subredes un determinado rango de direcciones IP, estas direcciones IP pueden ser publicas o privadas.

Clase A

El primer bit de la dirección es 0. Los 7 bits siguientes identifican la red Los últimos 24 al computador. Las subredes van a estar entre el rango de [1 - 126] . x . x . x Estas direcciones es usada para redes grandes (con alrededor de 224 (16,777,216) hosts.

Clases A

Clase B

Los dos primeros bits son 1 0. Los 14 bits siguientes identifican la red Los 16 siguientes, las máquinas. 214 redes = 16,384 redes. Usada para redes de dimensiones intermedias de hasta 216 (65,536) hosts.

Clase C

Los tres primeros bits son 110. Los siguientes 21 bits identifican la red. Los últimos 8 las máquinas. 221 redes = 2’097,152 redes [192- 223] . x . x . x Usada para redes de pocos hosts 28 ( máx 254) host.

Clase D

Usada para definir Grupos de Hosts. (Direcciones Multicast)

Clase E

Direcciones reservadas para uso posterior.

Direcciones especiales

La existencia de las direcciones se debe a la necesidad de identificadores con vistas a poder enrutar los paquetes a través de la red. El enrutamiento es más eficiente si se realiza usando direcciones de redes y no direcciones de hosts. Las direcciones IP deben poder referirse tanto a hosts como redes:

  • Una dirección IP cuyo campo hostid sea igual a cero se refiere a la red en cuestión.

Ejemplo: 169.158.0.0

  • Cuando el campo host_id está compuesto de solo 1 representa una difusión dirigida.
  • Cuando todos los bit están en 1 representa un difusión limitada
  • Cuando todos los bits estan en cero, representa “este host”.
  • La dirección de loopback es: 127.0.0.1

Dirección que se usa para la realización de pruebas del TCP/IP y para la comunicación de los procesos internos en una máquina. Los datos regresan a la computadora origen sin generar tráfico en ninguna red. Se especifica que: Un paquete enviado a esta dirección de red nunca debe aparecer en ninguna red. Un host o un router nunca deben difundir información de ruteo o de accesibilidad para el número de red 127, pues no es una dirección de red.

Direccionamiento Privado

Cuando hablamos de direccionamiento privado nos referimos a las numeraciones reservadas para las redes empresariales, y no registradas en Internet.

Nos facilitan tres bloques de direcciones IP: Clase A 10.0.0.0 hasta 10.255.255.255 Clase B 172.16.0.0 hasta 172.31.255.255 Clase C 192.168.0.0 hasta 192.168.255.255 Estos direccionamientos son para toda la red interna, en caso de que deseemos un enlace con el exterior debemos asignarles a los enrutadores (Router) direcciones IP públicas, esto no significa que un equipo direccionado en forma privada no pueda interactuar públicamente en Internet.

Mascara de RED

La máscara es una dirección de 32 bits que se utiliza para indicar los bits de una dirección de Internet que se están utilizando para la dirección de la red. La función de la máscara de red es decirle a los dispositivos de la red que parte de una dirección es el número de la red, incluyendo la subred, y que parte es la correspondiente al host. La máscara utilizada en una red clase A es de la forma 255.0.0.0, clase B 255.255.0.0 clase C 255.255.255.0

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Clases A

Clasificación de las direcciones: Dirección de Internet: identificador que cada computadora tendrá en Internet. Dirección de red: un rango o zona de direcciones hacia donde se deberán redireccionar o enrutar los paquetes de información Cada computadora necesita ser configurada con su dirección de Internet y con su máscara para que pueda comunicarse en su red. Para calcular la dirección de red es necesario realizar una operación lógica (AND) entre la dirección de la computadora y la máscara. Sólo las computadoras conectadas físicamente a esta red, que tengan las mismas dirección de red y máscara, podrán comunicarse entre sí.

Direccionamiento IP

Un sistema de comunicaciones proporciona servicio universal de comunicaciones si permite que cualquier host se comunique con cualquier otro host. Esto requiere un método de identificación de los host, conectados al sistema, que se acepte de forma global.

Direccionamiento de Subred

Permite que muchas redes físicas compartan la misma dirección IP de red. Permite a una institución con múltiples redes físicas y una sola dirección IP de red administrar las direcciones IP de las estaciones. A veces, no es necesario emplear todas las direcciones de hosts disponibles en la clase para una red, por lo que se persigue como idea clave dividir la parte de host en dos trozos: Parte de host = Parte de subred + parte de host.

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Clases A

Problemas de direccionamiento

El espacio de direcciones IP se está agotando, el número de dispositivos conectados a Internet se ha disparado en los últimos años (No sólo hosts, servidores y dispositivos de red, sino teléfonos móviles,agendas personales, ... hasta microondas !!!).

La solución final vendrá con IPv6. Entretanto hay que buscar otras soluciones sobre IPv4. Soluciones sobre IPv4 Uso de superredes y CIDR. Desaparece la división de direcciones en clases: Classless InterDomain Routing) Uso de direcciones privadas y NAT (Network Address Translation) La idea es disponer de un conjunto de direcciones IP “legales” ó Públicas y un conjunto de direcciones IP privadas.

El router de acceso a la red debe traducir entre las direcciones IP privadas y las “legales”. Debe tenerse en cuenta que las direcciones IP privadas no son encaminables.

Fuentes

  • D. E. Comer. “Internetworking with TCP/IP. Volume I: Principle, Protocols and Architecture”.
  • A. S. Tannenbaum. “Computer Networks”.