2 en una Clase B supernetear 3 bits direccionar 4 redes
lunes, 11 de noviembre de 2013
Subneting
1 En un edificio de 5 pisos cada piso con 10 apartamentos se desea crear en cada piso una red independiente de mas pisos dar una solución con clase C
2 En un campus se tiene un direccionamiento clase B se desea crear 6 sub redes cada una con 5000 equipos con subneteo
3 En una ciudad con clase A se desea crear 1 red por cada barrio suponiendo que hay 13 barrios diseñar las sub redes que tengan capacidad para direccionar 100000 viviendas
jueves, 7 de noviembre de 2013
Enmascaramiento Clase A, B,C
Dirección IP
Los equipos comunican a través de Internet mediante el protocolo IP (Protocolo de Internet). Este protocolo utiliza direcciones numéricas denominadasdirecciones IP compuestas por cuatro números enteros (4 bytes) entre 0 y 255, y escritos en el formato xxx.xxx.xxx.xxx. Por ejemplo, 194.153.205.26 es una dirección IP en formato técnico.
Los equipos de una red utilizan estas direcciones para comunicarse, de manera que cada equipo de la red tiene una dirección IP exclusiva.
El organismo a cargo de asignar direcciones públicas de IP, es decir, direcciones IP para los equipos conectados directamente a la red pública de Internet, es el ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) que remplaza el IANA desde 1998 (Internet Assigned Numbers Agency).
Cómo descifrar una dirección IP
Una dirección IP es una dirección de 32 bits, escrita generalmente con el formato de 4 números enteros separados por puntos. Una dirección IP tiene dos partes diferenciadas:
- los números de la izquierda indican la red y se les denomina netID(identificador de red).
- los números de la derecha indican los equipos dentro de esta red y se les denomina host-ID (identificador de host).
Veamos el siguiente ejemplo:
Observe la red, a la izquierda 194.28.12.0. Contiene los siguientes equipos:
- 194.28.12.1 a 194.28.12.4
Observe la red de la derecha 178.12.0.0. Incluye los siguientes equipos:
- 178.12.77.1 a 178.12.77.6
En el caso anterior, las redes se escriben 194.28.12 y 178.12.77, y cada equipo dentro de la red se numera de forma incremental.
Tomemos una red escrita 58.0.0.0. Los equipos de esta red podrían tener direcciones IP que van desde 58.0.0.1 a 58.255.255.254. Por lo tanto, se trata de asignar los números de forma que haya una estructura en la jerarquía de los equipos y los servidores.
Cuanto menor sea el número de bits reservados en la red, mayor será el número de equipos que puede contener.
De hecho, una red escrita 102.0.0.0 puede contener equipos cuyas direcciones IP varían entre 102.0.0.1 y 102.255.255.254 (256*256*256-2=16.777.214 posibilidades), mientras que una red escrita 194.24 puede contener solamente equipos con direcciones IP entre 194.26.0.1 y 194.26.255.254 (256*256-2=65.534 posibilidades); ésta es el concepto de clases de direcciones IP.
Direcciones especiales
Cuando se cancela el identificador de host, es decir, cuando los bits reservados para los equipos de la red se reemplazan por ceros (por ejemplo,194.28.12.0), se obtiene lo que se llama dirección de red. Esta dirección no se puede asignar a ninguno de los equipos de la red.
Cuando se cancela el identificador de red, es decir, cuando los bits reservados para la red se reemplazan por ceros, se obtiene una dirección del equipo. Esta dirección representa el equipo especificado por el identificador de host y que se encuentra en la red actual.
Cuando todos los bits del identificador de host están en 1, la dirección que se obtiene es la denominada dirección de difusión. Es una dirección específica que permite enviar un mensaje a todos los equipos de la red especificados por el netID.
A la inversa, cuando todos los bits del identificador de red están en 1, la dirección que se obtiene se denomina dirección de multidifusión.
Por último, la dirección 127.0.0.1 se denomina dirección de bucle de retorno porque indica el host local.
Clases de redes
Las direcciones de IP se dividen en clases, de acuerdo a la cantidad de bytes que representan a la red.
Clase A
En una dirección IP de clase A, el primer byte representa la red.
El bit más importante (el primer bit a la izquierda) está en cero, lo que significa que hay 2 7 (00000000 a 01111111) posibilidades de red, que son 128 posibilidades. Sin embargo, la red 0 (bits con valores 00000000) no existe y el número 127 está reservado para indicar su equipo.
Las redes disponibles de clase A son, por lo tanto, redes que van desde1.0.0.0 a 126.0.0.0 (los últimos bytes son ceros que indican que se trata seguramente de una red y no de equipos).
Los tres bytes de la izquierda representan los equipos de la red. Por lo tanto, la red puede contener una cantidad de equipos igual a:
224-2 = 16.777.214 equipos.
224-2 = 16.777.214 equipos.
En binario, una dirección IP de clase A luce así:
| 0 | Xxxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx |
| Red | Equipos | |||
Clase B
En una dirección IP de clase B, los primeros dos bytes representan la red.
Los primeros dos bits son 1 y 0; esto significa que existen 214 (10 000000 00000000 a 10 111111 11111111) posibilidades de red, es decir, 16.384 redes posibles. Las redes disponibles de la clase B son, por lo tanto, redes que van de 128.0.0.0 a 191.255.0.0.
Los dos bytes de la izquierda representan los equipos de la red. La red puede entonces contener una cantidad de equipos equivalente a: Por lo tanto, la red puede contener una cantidad de equipos igual a:
216-21 = 65.534 equipos.
216-21 = 65.534 equipos.
En binario, una dirección IP de clase B luce así:
| 10 | Xxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx |
| Red | Ordenadores | |||
Clase C
En una dirección IP de clase C, los primeros tres bytes representan la red. Los primeros tres bits son 1,1 y 0; esto significa que hay 221 posibilidades de red, es decir, 2.097.152. Las redes disponibles de la clases C son, por lo tanto, redes que van desde 192.0.0.0 a 223.255.255.0.
El byte de la derecha representa los equipos de la red, por lo que la red puede contener:
28-21 = 254 equipos.
28-21 = 254 equipos.
En binario, una dirección IP de clase C luce así:
| 110 | Xxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx |
| Red | Ordenadores | |||
Asignación de direcciones IP
El objetivo de dividir las direcciones IP en tres clases A, B y C es facilitar la búsqueda de un equipo en la red. De hecho, con esta notación es posible buscar primero la red a la que uno desea tener acceso y luego buscar el equipo dentro de esta red. Por lo tanto, la asignación de una dirección de IP se realiza de acuerdo al tamaño de la red.
| Clase | Cantidad de redes posibles | Cantidad máxima de equipos en cada una |
|---|---|---|
| A | 126 | 16777214 |
| B | 16384 | 65534 |
| C | 2097152 | 254 |
Las direcciones de clase A se utilizan en redes muy amplias, mientras que las direcciones de clase C se asignan, por ejemplo, a las pequeñas redes de empresas.
Direcciones IP reservadas
Es habitual que en una empresa u organización un solo equipo tenga conexión a Internet y los otros equipos de la red acceden a Internet a través de aquél (por lo general, nos referimos a un proxy o pasarela).
En ese caso, solo el equipo conectado a la red necesita reservar una dirección de IP con el ICANN. Sin embargo, los otros equipos necesitarán una dirección IP para comunicarse entre ellos.
Por lo tanto, el ICANN ha reservado una cantidad de direcciones de cada clase para habilitar la asignación de direcciones IP a los equipos de una red local conectada a Internet, sin riesgo de crear conflictos de direcciones IP en la red de redes. Estas direcciones son las siguientes:
- Direcciones IP privadas de clase A: 10.0.0.1 a 10.255.255.254; hacen posible la creación de grandes redes privadas que incluyen miles de equipos.
- Direcciones IP privadas de clase B: 172.16.0.1 a 172.31.255.254; hacen posible la creación de redes privadas de tamaño medio.
- Direcciones IP privadas de clase C: 192.168.0.1 a 192.168.0.254; para establecer pequeñas redes privadas.
Máscaras de subred Para entender lo que es una mascara, puede ser interesante consultar la sección “ensamblador” acerca del enmascarado en binario
Máscaras de subred Para entender lo que es una mascara, puede ser interesante consultar la sección “ensamblador” acerca del enmascarado en binario
Brevemente, una máscara se genera con números uno en la ubicación de los bits que usted quiera conservar y ceros en aquellos que quiera cancelar. Una vez que se crea una máscara, simplemente coloque un Y lógico entre el valor que quiere enmascarar y las máscara, a fin de mantener intacta la parte deseada y cancelar el resto.
Por lo tanto una máscara de red se presenta bajo la forma de 4 bytes separados por puntos (como una dirección IP), y está compuesta (en su notación binaria) por ceros en lugar de los bits de la dirección IP que se desea cancelar (y por unos en lugar de aquellos que se quiera conservar).
Usos interesantes de las máscaras de subred
El interés principal de una máscara de subred reside en que permite la identificación de la red asociada con una dirección IP.
Efectivamente, la red está determinada por un número de bytes en la dirección IP (1 byte por las direcciones de clase A, 2 por las de clase B y 3 bytes para la clase C). Sin embargo, una red se escribe tomando el número de bytes que la caracterizan y completándolo después con ceros. Por ejemplo, la red vinculada con la dirección 34.56.123.12 es 34.0.0.0 , porque es una dirección IP de clase A.
Para averiguar la dirección de red vinculada con la dirección IP 34.56.123.12, simplemente se debe aplicar una máscara cuyo primer byte esté solamente compuesto por números uno (o sea 255 en decimal), y los siguientes bytes compuestos por ceros.
La máscara es: 11111111.00000000.00000000.00000000
La máscara asociada con la dirección IP34.208.123.12 es, por lo tanto,255.0.0.0.
El valor binario de 34.208.123.12 es: 00100010.11010000.01111011.00001100
De este modo, una operación lógica de AND entre la dirección IP y la máscara da el siguiente resultado:
La máscara es: 11111111.00000000.00000000.00000000
La máscara asociada con la dirección IP34.208.123.12 es, por lo tanto,255.0.0.0.
El valor binario de 34.208.123.12 es: 00100010.11010000.01111011.00001100
De este modo, una operación lógica de AND entre la dirección IP y la máscara da el siguiente resultado:
00100010.11010000.01111011.00001100
AND
11111111.00000000.00000000.00000000
=
00100010.00000000.00000000.00000000
O sea 34.0.0.0 Esta es la red vinculada a la dirección 34.208.123.12
Generalizando, es posible obtener máscaras relacionadas con cada clase de dirección:
- Para una dirección de Clase A, se debe conservar sólo el primer byte. La máscara tiene el siguiente formato11111111.00000000.00000000.00000000, es decir, 255.0.0.0 en decimales;
- Para una dirección de Clase B, se deben retener los primeros dos bytes y esto da la siguiente máscara 11111111.11111111.00000000.00000000, que corresponde a 255.255.0.0en decimales;
- Para una dirección de Clase C, siguiendo el mismo razonamiento, la máscara tendrá el siguiente formato11111111.11111111.11111111.00000000, es decir, 255.255.255.0 en decimales;
Creación de subredes
Volvamos a analizar el ejemplo de la red 34.0.0.0 y supongamos que queremos que los dos primeros bits del segundo byte indiquen la red.
La máscara a aplicar en ese caso sería: 11111111.11000000.000000.000000
La máscara a aplicar en ese caso sería: 11111111.11000000.000000.000000
11111111.11000000.00000000.00000000
Es decir, 255.192.0.0
Si aplicamos esta máscara a la dirección 34.208.123.12, obtenemos:
34.192.0.0
En realidad, existen 4 figuras posibles para el resultado del enmascaramiento de una dirección IP de un equipo en la red 34.0.0.0
- Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 00, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.0.0.0
- Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 01, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.64.0.0
- Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 10, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.128.0.0
- Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 11, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.192.0.0
Por lo tanto, este enmascaramiento divide a una red de clase A (que puede admitir 16.777.214 equipos) en 4 subredes (lo que explica el nombre máscara de subred) que pueden admitir 2 22 equipos es decir 4.194.304 equipos.
Es interesante tener en cuenta que en estos dos casos la cantidad total de equipos es la misma, 16.777.214 Ordenadores (4 x 4,194,304 - 2 = 16,777,214).
La cantidad de subredes depende del número de bits adicionales asignados a la red (aquí 2). La cantidad de subredes es entonces:
| Número de bits | Número de subredes |
|---|---|
| 1 | 2 |
| 2 | 4 |
| 3 | 8 |
| 4 | 16 |
| 5 | 32 |
| 6 | 64 |
| 7 | 128 |
| 8 (imposible para la clase C) | 256 |
Transmisión digital de datos
La transmisión digital consiste en el envío de información a través de medios de comunicaciones físicos en forma de señales digitales. Por lo tanto, las señales analógicas deben ser digitalizadas antes de ser transmitidas.
Sin embargo, como la información digital no puede ser enviada en forma de 0 y 1, debe ser codificada en la forma de una señal con dos estados, por ejemplo:
- dos niveles de voltaje con respecto a la conexión a tierra
- la diferencia de voltaje entre dos cables
- la presencia/ausencia de corriente en un cable
- la presencia/ausencia de luz
- ...
Esta transformación de información binaria en una señal con dos estados se realiza a través de un DCE, también conocido como decodificador de la banda base: es el origen del nombre transmisión de la banda base que designa a la transmisión digital
Codificación de la señal
Para optimizar la transmisión, la señal debe ser codificada de manera de facilitar su transmisión en un medio físico. Existen varios sistemas de codificación para este propósito, los cuales se pueden dividir en dos categorías:
- Codificación de dos niveles: la señal sólo puede tomar un valor estrictamente negativo o estrictamente positivo (-X ó +X, donde X representa el valor de la cantidad física utilizada para transportar la señal)
- Codificación de tres niveles: la señal sólo puede tomar un valor estrictamente negativo, nulo o estrictamente positivo (-X, 0 ó +X)
Codificación NRZ
La codificación NRZ (que significa No Return to Zero (Sin Retorno a Cero)), es el primer sistema de codificación y también el más simple. Consiste en la transformación de 0 en -X y de 1 en +X, lo que resulta en una codificación bipolar en la que la señal nunca es nula. Como resultado, el receptor puede determinar si la señal está presente o no.
Codificación NRZI
La codificación NRZI es significativamente diferente de la codificación NRZ. Con este tipo de codificación, cuando el valor del bit es 1, la señal cambia de estado luego de que el reloj lo indica. Cuando el valor del bit es 0, la señal no cambia de estado.
La codificación NRZI posee numerosas ventajas que incluyen:
- La detección de una señal o la ausencia de la misma
- La necesidad de una corriente de transmisión de baja señal
Sin embargo, esto presenta un problema: la presencia de una corriente continua durante una secuencia de ceros, que perturba la sincronización entre el transmisor y el receptor.
Codificación Manchester
La codificación Manchester, también denominada codificación de dos fases oPE (que significa Phase Encode (Codificación de Fase)), introduce una transición en medio de cada intervalo. De hecho, esto equivale a producir una señal OR exclusiva (XOR) con la señal del reloj, que se traduce en un límite ascendente cuando el valor del bit es cero y en un límite descendente en el caso opuesto.
La codificación Manchester posee numerosas ventajas:
- puesto que no adopta un valor cero, es posible que el receptor detecte la señal
- un espectro que ocupa una banda ancha
Codificación retrasada (de Miller)
La codificación retrasada, también conocida como Codificación Miller, es similar a la codificación Manchester, excepto que ocurre una transición en el medio de un intervalo sólo cuando el bit es 1, lo que permite mayores índices de datos...
Codificación bipolar
La codificación bipolar es una codificación de tres niveles. Por lo tanto utiliza tres estados de la cantidad transportada en el medio físico:
- El valor 0, cuando el valor del bit es 0
- Alternativamente X y -X cuando el valor del bit es 1
Ethernet
Ethernet (también conocido como estándar IEEE 802.3) es un estándar de transmisión de datos para redes de área local que se basa en el siguiente principio:
Todos los equipos en una red Ethernet están conectados a la misma línea de comunicación compuesta por cables cilíndricos.
Se distinguen diferentes variantes de tecnología Ethernet según el tipo y el diámetro de los cables utilizados:
- 10Base2: el cable que se usa es un cable coaxial delgado, llamado thin Ethernet.
- 10Base5: el cable que se usa es un cable coaxial grueso, llamado thick Ethernet.
- 10Base-T: se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una velocidad de 10 Mbps.
- 100Base-FX: permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra óptica multimodo (la F es por Fiber).
- 100Base-TX: es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps).
- 1000Base-T: utiliza dos pares de cables trenzados de categoría 5 y permite una velocidad de 1 gigabite por segundo.
- 1000Base-SX: se basa en fibra óptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S es por short) de 850 nanómetros (770 a 860 nm).
- 1000Base-LX: se basa en fibra óptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L es por long) de 1350 nanómetros (1270 a 1355 nm).
Ethernet conmutada
La topología de Ethernet descripta hasta ahora ha sido la de Ethernet compartida (cualquier mensaje transmitido es escuchado por todos los equipos conectados y el ancho de banda disponible es compartido por todos los equipos).
Durante muchos años se ha dado un desarrollo importante: la Ethernet conmutada.
La topología física sigue siendo la de una estrella pero está organizada alrededor de un conmutador. El conmutador usa mecanismos de filtrado y conmutación muy similares a los utilizados por las puertas de enlace donde se han utilizado estas técnicas por mucho tiempo.
La topología física sigue siendo la de una estrella pero está organizada alrededor de un conmutador. El conmutador usa mecanismos de filtrado y conmutación muy similares a los utilizados por las puertas de enlace donde se han utilizado estas técnicas por mucho tiempo.
Inspecciona las direcciones de origen y destino de los mensajes, genera una tabla que le permite saber qué equipo se conecta a qué puerto del conmutador (en general este proceso se hace por auto aprendizaje, es decir, de manera automática pero el administrador del conmutador puede realizar ajustes adicionales).
Al conocer el puerto receptor, el conmutador sólo transmitirá el mensaje al puerto adecuado mientras que los otros puertos permanecerán libres para otras transmisiones que pueden ser realizadas simultáneamente.
Como resultado, cada intercambio puede llevarse a cabo a una velocidad nominal (mayor división de ancho de banda), sin colisiones y con un aumento considerable en el ancho de banda de la red (también a una velocidad nominal).
Como resultado, cada intercambio puede llevarse a cabo a una velocidad nominal (mayor división de ancho de banda), sin colisiones y con un aumento considerable en el ancho de banda de la red (también a una velocidad nominal).
Con respecto a saber si todos los puertos de un conmutador pueden comunicarse al mismo sin perder los mensajes, eso es algo que depende de la calidad del conmutador (non blocking switch).
Dado que los conmutadores posibilitan evitar colisiones y que las tecnologías 10/100/1000 base T(X) cuentan con circuitos separados para la transmisión y la recepción (un par trenzado por dirección de transmisión), la mayoría de los conmutadores modernos permiten desactivar la detección y cambiar a modo full dúplex (bidireccional) en los puertos. De esta forma, los equipos pueden transmitir y recibir al mismo tiempo, lo que también contribuye al rendimiento de la red.
El modo full dúplex es interesante, en especial, para los servidores que poseen muchos clientes.
El modo full dúplex es interesante, en especial, para los servidores que poseen muchos clientes.
Los conmutadores Ethernet modernos también detectan la velocidad de transmisión que cada equipo utiliza (autosensing) y si el equipo admite varias velocidades (10, 100 o 1000 megabits/seg.) comienza a negociar con él para seleccionar tanto una velocidad como el modo de transmisión: semi dúplex o full dúplex. Esto permite contar con un almacenamiento de equipos con distintos rendimientos (por ejemplo, un conjunto de equipos con varias configuraciones hardware).
Como el tráfico transmitido y recibido ya no se transmite a todos los puertos, se hace más difícil rastrear lo que está pasando. Esto contribuye a la seguridad general de la red, que es un tema de suma importancia en la actualidad.
Por último, el uso de conmutadores hace posible la construcción de redes geográficamente más grandes. En la Ethernet compartida, un mensaje debe poder esperar a cualquier otro equipo durante un período de tiempo específico (slot time) sin el cual el mecanismo de detección de colisiones (CSMA/CD) no funcione correctamente.
Esto ya no se aplica en los conmutadores Ethernet. La distancia ya no es limitada, excepto por los límites técnicos del medio utilizado (fibra óptica o par trenzado, la potencia de la señal transmitida y la sensibilidad del receptor, etcétera).
Esto ya no se aplica en los conmutadores Ethernet. La distancia ya no es limitada, excepto por los límites técnicos del medio utilizado (fibra óptica o par trenzado, la potencia de la señal transmitida y la sensibilidad del receptor, etcétera).
Tipos de Redes
Se distinguen diferentes tipos de redes (privadas) según su tamaño (en cuanto a la cantidad de equipos), su velocidad de transferencia de datos y su alcance. Las redes privadas pertenecen a una misma organización. Generalmente se dice que existen tres categorías de redes:
Existen otros dos tipos de redes: TAN (Red de área diminuta), igual que la LAN pero más pequeña (de 2 a 3 equipos), y CAN (Red de campus), igual que la MAN (con ancho de banda limitado entre cada una de las LAN de la red)
LAN
LAN significa Red de área local. Es un conjunto de equipos que pertenecen a la misma organización y están conectados dentro de un área geográfica pequeña mediante una red, generalmente con la misma tecnología (la más utilizada es Ethernet).
Una red de área local es una red en su versión más simple. La velocidad de transferencia de datos en una red de área local puede alcanzar hasta 10 Mbps (por ejemplo, en una red Ethernet) y 1 Gbps (por ejemplo, en FDDI o Gigabit Ethernet). Una red de área local puede contener 100, o incluso 1000, usuarios.
Al extender la definición de una LAN con los servicios que proporciona, se pueden definir dos modos operativos diferentes:
- En una red "de igual a igual", la comunicación se lleva a cabo de un equipo a otro sin un equipo central y cada equipo tiene la misma función.
- En un entorno "cliente/servidor", un equipo central brinda servicios de red para los usuarios.
MAN
Una MAN (Red de área metropolitana) conecta diversas LAN cercanas geográficamente (en un área de alrededor de cincuenta kilómetros) entre sí a alta velocidad. Por lo tanto, una MAN permite que dos nodos remotos se comuniquen como si fueran parte de la misma red de área local.
Una MAN está compuesta por conmutadores o routers conectados entre sí mediante conexiones de alta velocidad (generalmente cables de fibra óptica)
WAM
na WAN (Red de área extensa) conecta múltiples LAN entre sí a través de grandes distancias geográficas.
La velocidad disponible en una WAN varía según el costo de las conexiones (que aumenta con la distancia) y puede ser baja.
Las WAN funcionan con routers, que pueden "elegir" la ruta más apropiada para que los datos lleguen a un nodo de la red.
La WAN más conocida es Internet.
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