6.- optimizacion de la asignacion de direcciones ip

Optimización de la asignación de direcciones IP

Contenido

Descripción general 1

Claseless Inter-Domain Routing (CIDR) 2

Direcciones IP binarias 5

Máscaras de subred binarias 10

Asignación de direcciones IP

utilizando CIDR 18

Optimización de la asignación de direcciones IP i

Notas del Instructor Este módulo proporciona a los estudiantes los conocimientos necesarios para asignar direcciones IP de forma óptima. El módulo se inicia con las limitaciones del direccionamiento IP de las clases y explica los beneficios de Claseless Inter-Domain Routing (CIDR). La siguiente sección describe los procedimientos para convertir números decimales a notación binaria y viceversa. Los estudiantes probarán los conocimientos adquiridos de esta sección en el laboratorio.

La tercera sección del módulo explica el uso de la notación CIDR para representar direcciones IP y describe el procedimiento para calcular un ID de red en notación binaria. La última sección del módulo proporciona una descripción general de los IDs de host disponibles y los conceptos asociados al proceso de superred y subred. En el laboratorio que sigue a esta sección, los estudiantes determinarán el tamaño del ID de red necesario basándose en el número de equipos en la red.

En este módulo, los estudiantes aprenderán a:

• Describir las características de Claseless Inter-Domain Routing (CIDR).

• Convertir direcciones IP de formato decimal a formato binario.

• Convertir máscaras de subred a formato binario para calcular el ID de red y determinar si el equipo es local o remoto en relación al equipo de origen.

• Describir la asignación de direcciones IP utilizando CIDR.

Desarrollo del módulo Utilice la siguiente estrategia para explicar este módulo:

• Claseless Inter-Domain Routing (CIDR) Explique las limitaciones del direccionamiento IP de las clases y explique la filosofía subyacente de CIDR.

• Direcciones IP binarias Explique el concepto de notación binaria y describa el procedimiento para convertir la notación decimal a notación binaria y viceversa.

• Máscaras de subred binarias Explique las ventajas de utilizar bits de máscaras de subred. Defina la notación CIDR y describa el procedimiento para calcular el ID de red en la notación binaria. Finalmente, explique cómo determinar si un host es local o remoto.

• Asignación de direcciones IP utilizando CIDR Describa el procedimiento para calcular el número de hosts especificado por un bloque de direcciones y explique las directrices para direcciones IP binarias. Explique los conceptos asociados a los procesos de superred y subred.

Optimización de la asignación de direcciones IP 1

Descripción general

Claseless Inter-Domain Routing (CIDR )

Direcciones IP binarias

Práctica A: Uso de la calculadora de Windows para convertir números decimales y binarios

Máscaras de subred binarias

Asignación de direcciones IP utilizando CIDR

Práctica B: Asignación de direcciones IP

Objetivo Proporcionar una descripción general de los temas y objetivos del módulo.

Presentación En este módulo, estudiaremos la representación binaria y la asignación eficaz de direcciones IP.

*****************************illegal for non-trainer use******************************

Los diseñadores de Internet no tuvieron en cuenta la popularidad que tiene actualmente. Sin ser conscientes de las consecuencias a largo plazo de sus acciones, asignaron una gran cantidad de direcciones IP sin tener en cuenta el efecto en su disponibilidad. El tamaño de Internet ha crecido y el número de direcciones IP disponibles se ha reducido rápidamente.

Esta reducción de la disponibilidad de direcciones IP es el resultado de utilizar clases de dirección IP para su organización. El direccionamiento IP de las clases ha demostrado ser ineficaz ya que únicamente permite tres tamaños fijos para redes de Internet (un tamaño para cada clase de dirección: A, B y C). Estos tamaños son resultado de la división natural de una dirección IP en notación decimal.

El agotamiento del suministro de las direcciones IP llevó a la creación de un nuevo sistema de direccionamiento denominado Claseless Inter-Domain Routing (CIDR). CIDR representa direcciones IP y máscaras de subred en notación binaria para dividir los tamaños de red fijos tradicionales. Esto convierte a CIDR en una elección más eficaz para la asignación de direcciones IP que el método de clase.

En este módulo, aprenderemos a:

• Describir las características de Claseless Inter-Domain Routing.

• Convertir direcciones IP de formato decimal a formato binario.

• Convertir máscaras de subred en formato binario y calcular el ID de red para determinar hosts locales y remotos.

• Describir la asignación de direcciones IP utilizando CIDR.


Claseless Inter-Domain Routing (CIDR)

Limitaciones del direccionamiento IP de las clases

Definición de CIDR

Objetivo Explicar el concepto de Claseless Inter-Domain Routing (CIDR).

Presentación El método de categorización en clases de las direcciones IP presenta algunos problemas.


Las clases de direcciones IP proporcionan un método sencillo para diferenciar hosts locales de hosts remotos y para localizar la ruta a un host remoto. Sin embargo, este método permite muy pocas variaciones en cuanto a los tamaños de las redes, lo que ha derivado en problemas como la asignación inapropiada de direcciones IP a las redes. Para superar estas limitaciones, se ha desarrollado un método denominado Claseless Inter-Domain Routing (CIDR) para dividir las redes en una mayor variedad de tamaños.

En esta sección, estudiaremos las limitaciones del direccionamiento IP de las clases y las ventajas del uso de CIDR.


Limitaciones del direccionamiento IP de las clases Objetivo Explicar las limitaciones del direccionamiento IP de las clases.

Presentación A medida que creció su uso, las clases de direcciones IP no pudieron cubrir la demanda de las redes de tamaño medio.

Gasto de direcciones IP

Red de 2.000 equiposAsignadas 65.534 direcciones IP

63.534gastadas

2000Reservadas

clase B

ww xx yy zz

ID de redID de redID de red ID de hostID de host255255 0 0255255

Adición de múltiples entradas a las tablas de enrutamiento

clase C

ww xx yy zz

ID de redID de redID de red ID de hostID de host0255255 255255 255255

192.168.1.0192.168.1.0

192.168.2.0192.168.2.0

192.168.3.0192.168.3.0

192.168.4.0192.168.4.0

192.168.5.0192.168.5.0

192.168.6.0192.168.6.0

192.168.7.0192.168.7.0

192.168.8.0192.168.8.0

Porción de las tablas de enrutamiento de Internet192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.1.1192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.2.1192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.3.1192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.4.1192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.5.1192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.6.1192.168.7.0 255.255.255.0 192.168.7.1192.168.8.0 255.255.255.0 192.168.8.1

IDs de red de la compañíaInternet

*****************************illegal for non-trainer use*****************************

Como consecuencia de su enorme crecimiento, Internet empezó a experimentar problemas de escalabilidad. Estos problemas son el resultado del uso de clases de direcciones para asignar direcciones IP a redes que necesitaban conectarse a Internet. El direccionamiento IP de las clases implicó tres limitaciones principales:

Sugerencia Utilice las diapositivas animadas para mostrar las direcciones IP que no se utilizan en una red de clase B. Muestre cómo una solución al problema de las direcciones no utilizadas genera otro problema: enrutadores sobrecargados en Internet. La tercera limitación del sistema de direccionamiento de clases se soluciona en parte simplemente no desperdiciando direcciones IP. Estas soluciones se resumen en la sección final.

• El número de direcciones disponibles en el espacio de direcciones de clase B estaba a punto de agotarse.

• Las tablas de enrutamiento de Internet estaban casi llenas. • Todas las direcciones IP disponibles estarían asignadas en un futuro.

Agotamiento de las direcciones de clase B Los diferentes tamaños de redes que ofrecía el método de clases provocó el agotamiento de las direcciones de clase B. En este sistema, una organización con una red de tamaño medio con 2.000 equipos pertenecería a la categoría de clase B y se le asignarían 65.534 direcciones IP. Por tanto, habría 63.534 direcciones IP que no se utilizarían debido a esta asignación.

Llenado de la tablas de enrutamiento en Internet Para solucionar el problema de direcciones IP no utilizadas, una organización con una red de tamaño medio con 2.000 equipos puede dividir su red en ocho redes más pequeñas de clase C cada una con 254 equipos. Esta solución da como resultado la generación de ocho rutas a las ocho redes de menor tamaño de la organización. En consecuencia, cada router de Internet necesita mantener ocho rutas para enviar un paquete a esta organización única, incrementando la cantidad de información en las tablas de enrutamiento de Internet.

Agotamiento de todas las direcciones IP Debido al despilfarro del método de clases y el número finito de direcciones IP disponibles, el conjunto completo de direcciones IP se habría agotado si el método de clases todavía estuviera en uso.


Definición de CIDR

ww xx yy zz10.217.123.710.217.123.7

00001010 11011001 01111011 0000011100001010 11011001 01111011 00000111

Dirección IP en notación decimal

ID de redID de redID de red ID de hostID de host

32 valores

4 valores

Dirección IP en notación binaria

Definición de CIDRObjetivo Explicar la representación binaria de una dirección IP.

Presentación En respuesta a la necesidad de optimizar el espacio de direcciones IP disponibles, se desarrolló el método CIDR.


Claseless Inter-Domain Routing (CIDR) utiliza una notación binaria, mientras que el método de clases utiliza una notación decimal. Sugerencia

Use la transparencia para mostrar que la representación binaria de una dirección IP tiene 32 valores separados. Compare estos 32 valores separados disponibles para los IDs de host y red con los cuatro valores visibles en el formato decimal.

Uso de la notación binaria Los equipos utilizan notación binaria para su proceso interno porque se comunican utilizando señales que tienen sólo dos estados: encendido o apagado. Como el sistema binario tiene sólo dos valores, 0 o 1, los equipos trabajan utilizando notación binaria.

Incremento en la elección de tamaños de red CIDR traduce todas las direcciones IP y máscaras de subred a notación binaria. Divide una dirección IP en un conjunto de 32 valores, en lugar de los cuatro valores utilizados en el sistema de clases. Esta división permite más variaciones en el tamaño de red y optimiza la asignación de direcciones IP. Utilizando CIDR, no muchas direcciones IP resultan inutilizadas porque ahora es posible que las empresas obtengan direcciones IP en rangos más cercanos a lo que necesitan.

CIDR no define una máscara de subred por defecto basada en la dirección IP. En jugar de ello, cada host se configura con una máscara de subred personalizada, y a cada router se le envía la dirección IP como parte del paquete de datos. El router a continuación utiliza una máscara de subred de su tabla de enrutamiento para determinar el ID de red del equipo al que debe ser reenviado el paquete.


Direcciones IP binarias

Conversión a formato binario

Conversión a formato binario usando una calculadora

Objetivo Explicar el concepto de notación binaria.

Presentación Esta sección describe los fundamentos del sistema de notación binaria.


Para evitar las limitaciones del direccionamiento IP de las clases, CIDR presenta un direccionamiento IP en notación binaria. La notación binaria utiliza dos valores: 0 y 1, mientras que la notación decimal tiene 10 valores: de 0 a 9. En notación decimal, un número se expresa en términos de potencias de 10, y en notación binaria en términos de potencias de 2.

Esta sección cubre el procedimiento utilizado para convertir direcciones IP binarias a notación decimal y vicecersa, tanto manualmente como utilizando la calculadora de Microsoft® Windows® 2000.


Conversión a formato binario

8 Bits

Valor decimal 255

11 11 11 11 11 11 11 11

128128 6464 3232 1616 88 44 22 11

Notación decimal (Base 10)

104104 103103 102102 101101 100100

10,00010,000 1,0001,000 100100 1010 11

Ejemplo

00 22 11 77

0*1040*104 2*1032*103 1*1021*102 7*1017*101

00 200200 1010 77

217217

Notación binaria (Base 2)

2727 2626 2525 2424 2323 2222 2121 2020

Ejemplo

11 11 00 11 11 00 00 11

1*1281*128 1*641*64 0*320*32 1*161*16 1*81*8 0*40*4 0*20*2 1*11*1

128128 6464 3232 1616 88 44 22 11

128128 6464 00 1616 88 00 00 11

217217

Objetivo Explicar el funcionamiento del sistema binario.

Presentación La computación en sistema binario es similar a la utilizada en el sistema decimal.


En el sistema binario, una dirección IP se representa como una cadena de 32 números. Esta cadena puede dividirse en cuatro campos; a cada campo se le denomina un octeto, o byte. Cada octeto está formado por ocho bits. Cada bit tiene un valor de 0 o 1. Por tanto, una dirección IP está formada por 4 bytes, o por un total de 32 bits.

Sugerencia Los estudiantes necesitan conocer las bases del sistema binario. De modo que explique las matemáticas asociadas a la notación binaria antes de enseñarles cómo utilizar una calculadora para la conversión entre decimal y binario. Dependiendo de la clase específica, puede focalizarse en la conversión manual o el uso de calculadora. Use la transparencia para mostrar los valores de cada posición en un número binario. Indique a los estudiantes que una dirección IP está formada por cuatro números distintos, cada uno de los cuales debe ser convertido, no sólo un número binario grande. A continuación, utilice la segunda y tercera transparencia como ejemplos de cómo funcionan los sistemas decimal y binario.

Un ejemplo de un octeto en notación binaria es 11011001 y un ejemplo de una dirección IP en notación binaria es 00001010 11011001 01111011 00000111. Las representaciones decimales de este octeto y su dirección IP son 217 y 10.217.123.7, respectivamente.

Notación decimal En decimal, o representación en base 10, calculamos el valor de un número del modo siguiente: empezando con el dígito por la derecha, multiplicamos cada dígito incrementando en potencias de 10, empezando por 100. A continuación añadimos estos valores para obtener el número. Por ejemplo, la computación para el número 217 es:

7*100 = 7*1 = 7

1*101 = 1*10 = 10

2*102 = 2*100 = 200

200+10+7 = 217


Notación binaria Utilizamos un procedimiento similar para calcular el valor decimal de una representación binaria. En este caso, reemplazamos base 10 por base 2. Multiplique cada número en la representación por potencias de 2 en lugar de potencias de 10. Por ejemplo, para el número 11011001, empezando por el dígito de la derecha:

1*20 = 1*1 = 1

0*21 = 0*2 = 0

0*22 = 0*4 = 0

1*23 = 1*8 = 8

1*24 = 1*16 = 16

0*25 = 0*32 = 0

1*26 = 1*64 = 64

1*27 = 1*128 = 128

128+64+0+16+8+0+0+1 = 217


Conversión a formato binario utilizando una calculadora Objetivo Visualizar el modo científico de la calculadora de Windows.

Presentación Windows 2000 proporciona una calculadora que simplifica la conversión de números decimales a binarios y viceversa.


Multiplicar cada número en la representación binaria por potencias de 2 es un método tedioso para obtener su equivalente decimal. El proceso se simplifica si utilizamos la calculadora provista por el sistema operativo Windows 2000.

Sugerencia Demuestre cómo convertir de formato decimal a binario y viceversa utilizando la Calculadora de Windows en modo científico. Recuerde a los estudiantes que no necesitan memorizar el sistema binario porque pueden utilizar la calculadora para convertir los números.

Por defecto, la calculadora aparece en modo estándar. Para realizar cálculos que incluyen valores binarios, debe conmutar al modo científico.

Para conmutar al modo científico

• En el menú Ver, haga clic en Científica.

La calculadora se expande para mostrar varias opciones de realizar funciones matemáticas.

Uso de la Calculadora de Windows para convertir de formato decimal a binario

1. Con la calculadora en modo científico, haga clic en Dec. 2. Teclee un valor decimal, por ejemplo, 29 y haga clic en Bin.

Se muestra el valor binario 11101.


Uso de la Calculadora de Windows para convertir de formato binario a decimal

1. Con la calculadora en modo científico, haga clic en Bin. 2. Teclee un valor binario, por ejemplo, 10010 y haga clic en Dec.

Se visualiza el valor decimal 18.

La Calculadora de Windows no acepta los ceros (0s) en la parte izquierda de la notación binaria de un número. Introduzca los valores binarios empezando por un primer 1 en la notación. Por tanto, en el ejemplo anterior, en lugar de 00010010, teclee solamente 10010. De igual modo, la calculadora no visualiza los ceros en la parte izquierda (0s) en un octeto que empieza por 0. Para obtener el octeto de 8 bits, debe prefijar el número mostrado con el número necesario de 0s. Por ejemplo, el octeto de 11101 es 00011101.

Nota


Máscaras de subred binarias

Bits de la máscara de subred

Notación CIDR

Cálculo del ID de red

Determinación de hosts locales y remotos

Objetivo Explicar el concepto de máscaras de subred binarias.

Presentación Tras convertir la dirección IP, la máscara de subred y el ID de red necesitan ser convertidos también a notación binaria.


Para ser compatible con las direcciones IP en notación binaria, los bits de la máscara de subred también deben ser convertidos a notación binaria. Siguiendo la conversión tanto de direcciones IP como de máscaras de subred a notación binaria, una dirección IP puede ser representada en notación CIDR. La notación CIDR es un método de direccionamiento que asocia una máscara de subred con la dirección IP.

Con independencia de si la dirección IP y la máscara de subred se especifican en notación CIDR o binaria, podemos calcular el ID de red de la dirección IP convirtiendo todos los valores a notación binaria Tras calcular el ID de red, podemos determinar si el host de destino es local o remoto.


Bits de la máscara de subred Objetivo Explicar los valores binarios de las máscaras de subred expresadas en notación decimal.

Presentación Las máscaras de subred pueden ser convertidas a notación binaria utilizando el mismo procedimiento que para las direcciones IP.


111111 11 111111 11 111111 11 111111 11 111111 11 111111 11 000 0 000 0

ww xx yy zz10 . 217 . 123 . 710 . 217 . 123 . 7

255 . 255 . 255 . 0255 . 255 . 255 . 0

Representación binariaRepresentaciónRepresentación binariabinaria Representación decimalRepresentaciónRepresentación decimaldecimal

1111111111111111 2552551111111011111110 2542541111110011111100 2522521111100011111000 2482481111000011110000 2402401110000011100000 2242241100000011000000 1921921000000010000000 1281280000000000000000 00


En notación binaria, una máscara de subred se representa por cuatro octetos, al igual que la dirección IP. La siguiente tabla muestra la notación binaria para las máscaras de subred por defecto utilizadas en el método de clases.

Sugerencia Use la transparencia animada para mostrar a los estudiantes un ejemplo de máscara de subred en formato binario. A continuación, muestre todos los valores decimales o binarios posibles de una máscara de subred. Enfatice el concepto de máximos contiguos, en este caso, 1s binarios, versus el máximo de 255 cuando se visualiza en decimal.

Representación decimal Representación binaria 255.0.0.0 11111111 00000000 00000000 00000000

255.255.0.0 11111111 11111111 00000000 00000000

255.255.255.0 11111111 11111111 11111111 00000000

Usando la representación binaria de una máscara de subred, podemos manipular 32 números en lugar de cuatro en la representación decimal. Esta capacidad adicional proporciona una mayor selección de tamaños de red comparado con los tres tamaños prefijados por el método de clases.

Máscaras de subred binarias y decimales Las máscaras de subred siempre se componen de valores máximos contiguos seguidos de valores mínimos contiguos. En notación binaria, esto se traduce en una serie de 1s contiguos seguido de contiguos 0s. Los 1s contiguos determinan el ID de red y los 0s contiguos determinan el ID de host. Cada octeto en la máscara de subred representa sólo un número limitado de valores decimales, como se muestra en la tabla siguiente.

Representación binaria Representación decimal 11111111 255

11111110 254

… …

10000000 128

00000000 0


Notación CIDR

DirecciónIP

Máscara de subred

Número de bits de lamáscara de subred (unos)

Dirección IP en notación CIDR

255 . 255 . 240 . 0255 . 255 . 240 . 0255 . 255 . 240 . 011111111 11111111 11110000 0000000011111111 11111111 11110000 00000000

10 . 217 . 123 . 710 . 217 . 123 . 710 . 217 . 123 . 700001010 11011001 01111011 0000011100001010 11011001 01111011 00000111

8 + 8 + 4 + 0 = 208 + 8 + 4 + 0 = 20

10.217.123.7/2010.217.123.7/2010.217.123.7/20

Objetivo Ilustrar la notación CIDR.

Presentación La notación CIDR proporciona un método sencillo para identificar la máscara de subred asociada con una dirección IP.


La notación CIDR implica especificar una notación decimal entre puntos con una máscara de bits. La máscara de bits especifica el número de 1s contiguos en la notación binaria de la máscara de subred asociada con la dirección IP. Los 1s contiguos son los bits ubicados a la izquierda en la máscara de subred.

Sugerencia Las direcciones IP se dividen en grupos representados por un ID de red. Utilizando CIDR, el número de grupos disponibles es mayor que en el método de clases. El gráfico de la página siguiente ilustra la relación entre las direcciones de clases y CIDR. Recuerde de nuevo a los estudiantes que la popularidad de la comunicación en Internet es la razón para este incremento en el número de grupos.

Por ejemplo, la dirección IP representada en la notación CIDR como 10.217.123.7/20 especifica que su máscara de subred tiene 20 1s contiguos. Consecuentemente, los 12 bits restantes de los 32 originales deben ser 0s.

Las direcciones IP en la notación CIDR son conocidas por el número de bits de la dirección IP que forman el ID de red y son representados como /x. Por ejemplo, un ID de red de 10 bits se representa como /10.

La notación CIDR también se conoce como la notación de prefijos de red. Nota

CIDR y las clases de direcciones IP En notación CIDR, la dirección IP representada con la máscara /20 bit podría ser una dirección IP de clase A, clase B o clase C. Los enrutadores que soportan CIDR no utilizan los primeros tres bits de la dirección para determinar si el host destinatario del paquete es local o remoto, como en el método de clases. En lugar de ello, confían en la información de la máscara de bits proporciona con la ruta para tomar una determinación.


La tabla siguiente lista las máscaras de bits prácticas, las máscaras de subred asociadas y el número de redes de clases posibles para cada una.

Notación CIDR Máscara de subred Número de redes de clases /8 255.0.0.0 256 clases B

/9 255.128.0.0 128 clases B

/10 255.192.0.0 64 clases B

/11 255.224.0.0 32 clases B

/12 255.240.0.0 16 clases B

/13 255.248.0.0 8 clases B

/14 255.252.0.0 4 clases B

/15 255.254.0.0 2 clases B

/16 255.255.0.0 1 clase B o 256 clases C

/17 255.255.128.0 128 clases C

/18 255.255.192.0 64 clases C

/19 255.255.224.0 32 clases C

/20 255.255.240.0 16 clases C

/21 255.255.248.0 8 clases C

/22 255.255.252.0 4 clases C

/23 255.255.254.0 2 clases C

/24 255.255.255.0 1 clase C

/25 255.255.255.128 ½ clase C

/26 255.255.255.192 1/4 clase C

/27 255.255.255.224 1/8 clase C

/28 255.255.255.240 1/16 clase C


Cálculo del ID de red

DirecciónIP

Máscarade subred

ID dered

ID de red en notación CIDR 10.217.112.0/2010.217.112.0/2010.217.112.0/20

255 . 255 . 240 . 0255 . 255 . 240 . 0255 . 255 . 240 . 011111111 11111111 11110000 0000000011111111 11111111 11110000 00000000

10 . 217 . 123 . 710 . 217 . 123 . 710 . 217 . 123 . 700001010 11011001 01111011 0000011100001010 11011001 01111011 00000111

00001010 11011001 01110000 0000000000001010 11011001 01110000 00000000

Dirección IP en notación CIDR: 10.217.123.7/20Objetivo Explicar el procedimiento para calcular el ID de red.

Presentación El ID de red necesita ser calculado en notación binaria para determinar si un host es local o remoto el uno respecto al otro.


Cuando configuramos las direcciones IP en Windows 2000, debemos teclear la información sobre la dirección IP y la máscara de subred en notación decimal con puntos. Windows 2000 no acepta entradas en notación CIDR. Sin embargo, aunque la dirección IP y la máscara de subred se especifiquen en una notación decimal con puntos o en una notación CIDR, el ID de red se calcula mejor en notación binaria.

Sugerencia Aunque es posible usar la Calculadora de Windows para realizar AND de dos números decimales, los estudiantes se beneficiarán de aprender el principio utilizado en el cálculo. También recuerde a los estudiantes que este proceso es muy similar al proceso de dividir los IDs de red utilizando sencillas máscaras de subred digitales. El cálculo del ID de red prepara a los estudiantes a identificar los equipos local y remoto, que se describen en la siguiente sección.

Para calcular el ID de red cuando se especifica la dirección IP en notación CIDR

1. Convierta la dirección IP a formato binario. 2. Use la máscara de bits para determinar el número de bits en la dirección IP

que forman el ID de red. 3. Añada 0s al ID de red para obtener su estructura de cuatro-octetos.

Ejemplo 1

Por ejemplo, considere la dirección IP 10.217.123.7/20. Como esta dirección muestra que la máscara de subred está formada por 20 1s contiguos, el ID de red está formado por los 20 primeros bits en la dirección IP seguidos por 0s. La tabla siguiente ilustra el cálculo del ID de red en notación binaria.

Notación binaria Dirección IP 00001010 11011001 01111011 00000111

Máscara de subred 11111111 11111111 11110000 00000000

ID de red 00001010 11011001 01110000 00000000


Para calcular el ID de red cuando la dirección IP y la máscara de subred se especifican en notación decimal

1. Convierta la dirección IP a formato binario. 2. Convierta la máscara de subred a formato binario. 3. Use el número de 1s contiguos en la máscara de subred para determinar el

número de bits en la dirección IP que forman el ID de red.

Ejemplo 2

Por ejemplo, considere la dirección IP 10.217.123.7 y su máscara de subred asociada 255.248.0.0. La siguiente tabla ilustra el cálculo del ID de red en notación binaria y la conversión de tanto la dirección IP como la máscara de subred a notación binaria.

Notación binaria Dirección IP 00001010 11011001 01111011 00000111

Máscara de subred 11111111 11111000 00000000 00000000

ID de red 00001010 11011000 00000000 00000000

Como la notación binaria de la máscara de subred está formada por 13 1s contiguos, el ID de red está formado por los 13 primeros bits en la dirección IP seguido por 0s.

El proceso de combinar la dirección IP con su máscara de subred se conoce como realizar un AND binario. Nota

Para convertir el ID de red de notación binaria a notación decimal

Tras calcular el ID de red en notación binaria, debería convertirlo de nuevo al sistema de notación decimal para que los usuarios trabajasen con él. La tabla siguiente ilustra las notaciones en decimal para los ID de red calculados en los dos ejemplos anteriores.

Notación binaria Notación CIDR ID de red, Ej. 1 00001010 11011001 01110000 00000000 10.217.56.0/20

ID de red, Ej. 2 00001010 11011000 00000000 00000000 10.216.0.0/13


Determinación de hosts locales y remotos yObjetivo Ilustrar el procedimiento para determinar si un host es local o remoto el uno respecto del otro.

Presentación Tras convertir el ID de red de una dirección IP a notación binaria, es posible determinar si otro host es local o remoto con respecto a él.

Ejemplo de host local111 222

EnrutadorEnrutador

AA

BB

CC

DD

EE

FF

00001010 11011001 01111011 0000011100001010 11011001 01111

00001010 11 00000011

011 00000111

011010 0110011000001010 1101 000000111010 01100110

10.217.123.7/1010.217.123.7/10

10.218.102.31/1010.218.102.31/10

Ejemplo de host remoto111 222

EnrutadorEnrutador

AA

BB

CC

DD

EE

FF

0110 00000011


Una vez identificado el ID de red, un equipo puede distinguir si un host de destino es local o remoto comparando su propio ID de red con el del host de destino. Esto determina si es necesario un router como host intermedio.

Ejemplo de host local

Considere el par de direcciones IP 10.217.123.7/10 y 10.218.102.31/10 pertenecientes al Equipo A y Equipo B. Las siguientes tablas detallan cómo se calculan los dos ID de red para determinar si son locales o remotos el uno respecto del otro.

Equipo A Direcciones IP 00001010 11011001 01111011 00000111

Máscaras de subred 11111111 11000000 00000000 00000000

ID de red (binario) 00001010 11000000 00000000 00000000

ID de red (decimal) 10.192.0.0

Equipo B Direcciones IP 00001010 11011010 01100110 00000011


ID de red (binario) 00001010 11000000 00000000 00000000


Como muestran las tablas, los ID de red de las dos direcciones IP coinciden. Por tanto, el Equipo A es local respecto del Equipo B.

Sugerencia Recuerde a los estudiantes que este proceso es idéntico al utilizado con las direcciones IP de clases: si los ID de red son diferentes, los equipos son remotos; si son el mismo, los equipos son locales. Pregunte también a los estudiantes si recuerdan qué dispositivo físico se utiliza para la comunicación si los equipos son remotos. La transparencia animada muestra un ejemplo tanto de hosts locales y remotos que usan las mismas direcciones IP con diferentes máscaras de subred.

00001010 11011010 011000001010 11011010 01100110 0000001110.218.102.31/2010.218.102.31/20

1011 0000011100001010 11011001 011100001010 11011001 01111011 0000011110.217.123.7/ 2010.217.123.7/ 20


Ejemplo de host remoto

Como otro ejemplo, considere el par de direcciones IP 10.217.123.7/20 y 10.218.102.31/20 pertenecientes al Equipo A y al Equipo E. Las siguientes tablas detallan cómo se calculan los dos ID de red para determinar si son locales o remotos el uno respecto del otro.

Equipo A Direcciones IP 00001010 11011001 01111011 00000111


ID de red (binario) 00001010 11011001 01110000 00000000


Equipo E Direcciones IP 00001010 11011010 01100110 00000011


ID de red (binario) 00001010 11011010 01100000 00000000


Como muestran estas tablas, los IDs de red de las dos direcciones IP no coinciden. Por tanto, el Equipo A es remoto respecto del Equipo E.


Asignación de direcciones IP utilizando CIDR

IDs de host disponibles


Objetivo Explicar el proceso de asignación de direcciones IP utilizando CIDR.

Presentación CIDR simplifica el proceso de asignar direcciones IP.


CIDR proporciona un sencillo método para calcular el número de IDs de host disponibles en la máscara de subred asociado con un bloque de direcciones IP.

CIDR optimiza la asignación de direcciones IP mediante el uso de los procesos de superred y subred. El proceso de superred es un procedimiento que combina múltiples direcciones para formar un único ID de red. El proceso de subred divide una red grande en múltiples subredes.


IDs de host disponibles

Número de IDs de hosts : 2n - 2

Máscara de subred

N


1111 11 111111 11 111111 11 111111 000 0 000000 000 0

Objetivo Explicar el cálculo del número de IDs de host disponibles en un bloque de dirección.

Presentación El número de IDs de host disponibles por bloque de dirección IP pueden determinarse utilizando la máscara de subred asociada con el bloque de la dirección IP.


El número de hosts soportados por un ID de red se calcula utilizando el número de 0s en la máscara de subred asociada. Se el número de 0s se denota por n, el número de hosts se calcula como 2n-2. Las dos direcciones que se restan de la expresión son las direcciones IP reservadas que no pueden ser utilizadas por ningún host.

Sugerencia Revise las directrices de direccionamiento descritas en los módulos anteriores. Use los ejemplos para resaltar la importancia de visualizar la dirección IP y la máscara de subred en formato binario como una forma de identificar ID de hosts válidos e inválidos. Use el gráfico de la siguiente página para identificar qué máscara de subred se necesita para configurar un tamaño de red específico. Pregunte a los estudiantes cuál debería ser la notación CIDR y la máscara de subred para varias redes de diferentes tamaños.

IDs de host reservados Los valores de los bits en un ID de host no pueden ser todo 0s o 1s. El ID de host con el valor 0 se utiliza para denotar un ID de red. El ID de host formado por todo 1s se utiliza como una dirección de difusión IP. Las siguientes tablas muestran un ejemplo de un ID de host válido y un ID de host reservado.

ID de host válido

Notación binaria Notación decimal Dirección IP 11000000 10101000 11000001.00000000 192.168.193.0

Máscara de subred

11111111 11111111 11110000 00000000 255.255.240.0

ID de host 0001 00000000 1.0

ID de host reservado

Notación binaria Notación decimal Dirección IP 11000000 10101000 11000000.00000000 192.168.192.0

Máscara de subred

11111111 11111111 11110000 00000000 255.255.240.0

ID de host 0000.00000000 0.0


La tabla siguiente muestra los posibles valores de host para un número específico de bits distintos de cero en la notación CIDR de una dirección IP.

Notación CIDR Máscara de subred Número de 0s Número de hosts (2n-2) w.x.y.z/1 128.0.0.0 31 2.147.483.646

w.x.y.z/2 192.0.0.0 30 1.073.741.822

w.x.y.z/3 224.0.0.0 29 536.870.910

w.x.y.z/4 240.0.0.0 28 268.435.454

w.x.y.z/5 248.0.0.0 27 134.217.726

w.x.y.z/6 252.0.0.0 26 67.108.862

w.x.y.z/7 254.0.0.0 25 33.554.430

w.x.y.z/8 255.0.0.0 24 16.777.214

w.x.y.z/9 255.128.0.0 23 8.388.606

w.x.y.z/10 255.192.0.0 22 4.194.302

w.x.y.z/11 255.224.0.0 21 2.097.150

w.x.y.z/12 255.240.0.0 20 1.048.574

w.x.y.z/13 255.248.0.0 19 524.286

w.x.y.z/14 255.252.0.0 18 262.142

w.x.y.z/15 255.254.0.0 17 131.070

w.x.y.z/16 255.255.0.0 16 65.534

w.x.y.z/17 255.255.128.0 15 32.766

w.x.y.z/18 255.255.192.0 14 16.382

w.x.y.z/19 255.255.224.0 13 8.190

w.x.y.z/20 255.255.240.0 12 4.094

w.x.y.z/21 255.255.248.0 11 2.046

w.x.y.z/22 255.255.252.0 10 1.022

w.x.y.z/23 255.255.254.0 9 510

w.x.y.z/24 255.255.255.0 8 254

w.x.y.z/25 255.255.255.128 7 126

w.x.y.z/26 255.255.255.192 6 62

w.x.y.z/27 255.255.255.224 5 30

w.x.y.z/28 255.255.255.240 4 14

w.x.y.z/29 255.255.255.248 3 6

w.x.y.z/30 255.255.255.252 2 2

w.x.y.z/31 255.255.255.254 1 No disponible

w.x.y.z/32 255.255.255.255 0 No disponible

A algunos usuarios y pequeñas empresas se asigna la máscara de subred 255.255.255.255 por su proveedor de Internet. Aunque muchos de los ID de red en este gráfico no son prácticos, como 2 o 2.000 millones, es una referencia útil para determinar la máscara de subred necesaria para subredes de tamaños específicos.

Nota



Tabla de enrutamiento para el enrutador B

220.78.168.0 255.255.255.0 220.78.168.1220.78.169.0 255.255.255.0 220.78.168.1220.78.170.0 255.255.255.0 220.78.168.1220.78.171.0 255.255.255.0 220.78.168.1

Antes del proceso de superred:

Enrutador Enrutador AA

220.78.168.0220.78.168.0220.78.169.0220.78.169.0220.78.170.0220.78.170.0220.78.171.0220.78.171.0

Enrutador BEnrutador B

Tabla de enrutamiento del enrutador B

220.78.168.0 255.255.252.0 220.78.168.1

Enrutador BEnrutador B220.78.168.0220.78.168.0 Enrutador AEnrutador A

Tras el proceso de superred:

Tras el proceso de subred

Enrutador BEnrutador B

220.78.168.0220.78.168.0

220.78.168.64220.78.168.64

220.78.168.128220.78.168.128

220.78.168.192220.78.168.192

220.78.169.0220.78.169.0

220.78.169.64220.78.169.64

220.78.169.128220.78.169.128

220.78.169.192220.78.169.192

EnrutadorA

EnrutadorA

220.78.170.0220.78.170.0

220.78.170.64220.78.170.64

Tabla de enrutamiento del enrutador B

220.78.168.0 255.255.252.0 220.78.168.1

Objetivo Explicar los conceptos asociados al proceso de superred y subred.

Presentación Puede usar dos procedimientos para asignar direcciones IP de forma óptima.


Además de proporcionar un nuevo método para diferenciar hosts locales y remotos, CIDR también proporciona soluciones a los problemas asociados con el direccionamiento IP de clases. Estos problemas incluyen la asignación de un número incorrecto de direcciones IP o la adición de múltiples entradas a las tablas de enrutamiento de Internet.

Sugerencia Esta página presenta los tópicos asociados a los procesos de superred y subred. Esta página no proporciona a los estudiantes las habilidades para realizar un proceso de subred y superred en una red existente. Las transparencias ilustran el router A dentro de una organización y el router B en la Internet. Use las transparencias para ilustrar cómo el proceso de superred reduce los problemas descritos al principio del módulo, mientras que el proceso de subred permite a una organización mantener una estructura interna que separa eficazmente su red general.

Añadir múltiples direcciones IP Consideremos una organización que debe conectar 800 equipos a la Internet. Puede hacerlo seleccionando tanto un ID de red de clase B que proporciona 65.534 direcciones IP o cuatro direcciones de clase C que proporcionan 1.016 direcciones. La primera elección da como resultado 64.734 direcciones no utilizadas. Con la segunda elección, sólo se dejan de utilizar 216 direcciones IP, pero cada router en la Internet necesita añadir cuatro rutas a la organización en su tabla de enrutamiento.

Proceso de superred Para evitar tales asignaciones de direcciones inapropiadas, CIDR utiliza el concepto de proceso de superred. El proceso de superred es una estrategia que combina múltiples direcciones del entorno de clases en un único ID de red en el entorno sin clases. Utilizando el proceso de superred, CIDR combina múltiples ID de red de clase C en un único ID de red CIDR. En notación CIDR, un ID de red se representa por el número de bits en una máscara de subred, similar a una dirección IP, por ejemplo, 192.168.0.0/22.

En el ejemplo anterior, la organización puede comprar un único ID de red de 22-bit (/22), que permite un máximo de 1.022 hosts válidos, proporcionando por tanto a la red actual de 800 equipos con la capacidad de expandirse. Esta solución no gasta numerosas direcciones IP ni añade múltiples entradas en las tablas de enrutamiento de la Internet.


Proceso de subred Usando el proceso de superred, a cada organización se asigna un único ID de red CIDR, que representa una única red. Sin embargo, no es eficiente trabajar con una única red grande porque tales factores como el ruido de red hacen la red ineficiente.

Para reducir el ruido en su red interna, una organización puede segmentar físicamente la red en subredes utilizando enrutadores. Como cada subred requiere su propio ID de red, el único ID de red CIDR obtenido para la organización puede ser dividido en ID de red más pequeños para cada subred. El proceso de dividir un ID de red en ID de red más pequeños se conoce como proceso de subred. Los ID de red más pequeños también se conocen como ID de subred.

En el ejemplo anterior, una vez asignado un único ID de red a una organización, puede seleccionar subdividir su red en segmentos menores, dependiendo de sus requerimientos. Para ello, la organización utiliza una máscara de subred apropiada. Tras segmentar la red físicamente, es importante garantizar que la red se divide lógicamente en subredes y que se crea una subred para cada segmento en la red.

A continuación, la organización asigna un ID de red interno, el ID de subred, para cada subred, basado en el número de equipos que existan en cada subred. Sin embargo, como el proceso de subred es un proceso interno específico a una red, cualquier router fuera de la red de la organización no puede ver las subredes separadas y sus ID de subred.

En el ejemplo anterior, si la organización no quería tener más de 62 equipos en cada subred, podría usar la máscara de subred 255.255.255.192.

6.- optimizacion de la asignacion de direcciones ip

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