Direccionamiento IP

Representación Binaria de Datos• La memoria del computador sólo reconoce datos

representados en forma binaria.• El sistema numérico binario representa los datos como

una secuencias de ceros (0) y unos (1).• Los unos y los ceros se usan para representar los dos

estados posibles de un componente electrónico de un computador y se denominan dígitos binarios o bits.

• Los 1 representan el estado encendido (5 voltios), y los 0 representan el estado apagado (0 voltios).

Representación Binaria de Datos

• En esta lección veremos cómo se representan los datos alfanuméricos y los datos numéricos usando el sistema binario.

• Los datos alfanuméricos incluyen cualquier símbolo que se pueda escribir con el teclado.

• Estos símbolos (caracteres) incluyen letras, símbolos como “#” y “&”, y dígitos que no se usen en cálculos matemáticos.

Representación Binaria de Datos• Para representar un caracter normalmente se

le asigna un código numérico de ocho (8) bits.• Este código se conoce como ASCII (American

Standard Code for Information Interchange o código estándar americano para el intercambio de la información).

• En el código ASCII el caracter “A” tiene asociado el número 65 que se representa binariamente como 01000001.

Representación Binaria de Datos• Cada caracter tiene un patrón exclusivo de

ocho dígitos binarios asignados para representar al caracter.

Representación Binaria de Datos• Los computadores están diseñados para usar

agrupaciones de ocho bits. Esta agrupación de ocho bits se denomina byte.

• Estas ubicaciones de almacenamiento representan un valor o un solo carácter de datos como, por ejemplo, un código ASCII.

• El intérvalo de valores de un byte es de 0 a 255.• Los bytes se agrupan en kilobytes, megabytes, gigabytes

y terabytes.

Representación Binaria de Datos

Representación Binaria de Datos Numéricos

• Además de datos alfanuméricos, los computadores pueden almacenar datos numéricos usando la representación binaria.

• Los datos numéricos corresponden a números que se pueden usar en cálculos matemáticos.

• Los seres humanos escribimos los números usando el sistema numérico decimal.

Representación Binaria de Datos Numéricos

• El sistema numérico decimal es un sistema que utiliza los dígitos del 0 al 9 y coloca estos dígitos en posiciones que representan potencias de 10.

• Por ejemplo, 2134 = (2 x 103) + (1 x 102) + (3 x 101) + (4 x 100) = 2000 + 100 + 30 + 4

Representación Binaria de Datos Numéricos

• La siguiente tabla muestra las características principales del sistema numérico decimal:

Representación Binaria de Datos Numéricos

• El sistema numérico binario es un sistema que utiliza los dígitos 0 y 1, y coloca estos dígitos en posiciones que representan potencias de 2.

• Por ejemplo, 01012 = (0 x 23) + (1 x 22) + (0 x 21) + (1 x 20) = 0 + 4 + 0 + 1 = 5

• Otro ejemplo, 101102 = (1 x 24) + (0 x 23) + (1 x 22) + (1 x 21) + (0 x 20) = 16 + 0 + 4 + 2 + 0 = 22

Representación Binaria de Datos Numéricos

• La siguiente tabla muestra las características principales del sistema numérico binario:

Representación Binaria de Datos Numéricos

• Conocer las potencias de 2 es también útil para poder convertir a binario numéros escritos usando el sistema decimal.

• Por ejemplo, para convertir el 67 a binario 0 1 0 0 0 0 1 1 128 64 32 16 8 4 2 1

27 26 25 24 23 22 21 20

• Fíjese que el 67 = 64 + 2 + 1 = (1 x 26) + (1 x 21) + (1 x 20)

Representación Binaria de Datos Numéricos

• Existen varios métodos para convertir números decimales en números binarios.

• Un método es consiste en determinar cuál es la suma de potencias de 2 que produce el número decimal. Las potencias usadas corresponden a los 1, las potencias no usadas corresponden a los 0.

• Este fue el método que se uso en la laminilla anterior.

Representación Binaria de Datos Numéricos

• Por ejemplo, para convertir el 146 a binario 1 0 0 1 0 0 1 0 128 64 32 16 8 4 2 1

27 26 25 24 23 22 21 20

• Fíjese que el 146 = 128 + 16 + 2 = (1 x 27) + (1 x 24) + (1 x 21)

Representación Binaria de Datos Numéricos

• Utilice el ejemplo siguiente para convertir el número decimal 168 en un número binario. – a. 128 entra en 168. De modo que el bit que se ubica más a la

izquierda del número binario es un 1. 168 - 128 es igual a 40. – b. 64 no entra en 40. De modo que el segundo bit desde la izquierda

es un 0. – c. 32 entra en 40. De modo que el tercer bit desde la izquierda es un

1. 40 - 32 es igual a 8. – d. 16 no entra en 8, de modo que el cuarto bit desde la izquierda es

un 0. – e. 8 entra en 8. De modo que el quinto bit desde la izquierda es un 1.

8 - 8 es igual a 0. De modo que, los bits restantes hacia la derecha son todos ceros.

• Resultado: Decimal 168 = 101010002

Formato de las Direcciones IP• En el protocolo IP las direcciones tienen 32 bits y se

indican usando cuatro (4) números de 8 bits separados por puntos. Estos números se llaman octetos.

• Ejemplo: 200.114.6.51 (hay 4 octetos)• Cada número está en el intérvalo de 0 a 255.• La dirección también podría indicarse usando números

binarios.• Ejemplo: El equivalente de la dirección anterior es

11001000 01110010 00000110 001100112 (los espacios están colocados para facilitar la lectura).

Formato de las Direcciones IP

Representación Hexadecimal de Datos

• El sistema numérico hexadecimal (hex) se usa frecuentemente cuando se trabaja con computadores porque se puede usar para representar números binarios de manera más legible.

• El sistema hex utiliza los 16 dígitos (del 0 al 9 y de la A a la F) y coloca estos dígitos en posiciones que representan potencias de 16.

• La conversión de un número hexadecimal en binario, y de un número binario en hexadecimal, es una tarea común cuando se trabaja con el registro de configuración de los routers de Cisco.

Representación Hexadecimal de Datos

• La conversion de binario a hexadecimal y viceversa no es tan complicada como podría parecer.

• Cada dígito hexadecimal corresponde a un único número binario de cuatro (4) bits.

Representación Hexadecimal de Datos

Representación Hexadecimal de Datos• Para convertir un número binario a hexadecimal lo único

que hay que hacer es dividir el número en grupos de 4 bits y escribir el dígito hexadecimal correspondiente a cada grupo.

• Ejemplo: 0010 0001 0000 00102 = 210216

• Otro ejemplo: 1001 1011 0111 11112 = 9B7F16

• Otra forma de escribir los hexadecimales es usando el prefijo “0x”. Por ejemplo: 0x2102 y 0x9B7F.

Representación Hexadecimal de Datos

• Para realizar la conversión de números hexadecimales a binarios, simplemente se expande cada dígito hexadecimal a su equivalente binario de cuatro bits.

• Ejemplo: 9B7F16 = 1001 1011 0111 11112

Lógica Booleana• En ocasiones cuando se trabaja con redes es

necesario aplicar operaciones de lógica booleana. Por ejemplo cuando se crean subredes y cuando se crean listas de control de acceso (CCNA 2).

• Las operaciones de lógica booleana trabajan con bits y generan un resultado basado en reglas.

• Existen tres operaciones booleanas: NOT, AND y OR.

Lógica Booleana• La operación NOT toma cualquier valor que se

le presente, 0 ó 1, y lo invierte.• La operación AND toma dos valores de

entrada. Si ambos valores son 1, el resultado será 1. De lo contrario, el resultado será 0.

• La operación OR también toma dos valores de entrada. Si por lo menos uno de los valores de entrada es 1, el valor del resultado es 1.

Lógica Booleana• Cuando se aplican las reglas antes indicadas se producen

tablas de la verdad para cada operación.• Estas tablas muestran todos los valores posibles de una

operación booleana.

valor NOT valor

0 1

1 0

valor1 valor2 valor1 AND valor2

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

valor1 valor2 valor1 OR valor2

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

Lógica Booleana• La lógica booleana se basa en circuitos

digitales que aceptan uno o dos voltajes entrantes.

Direcciones IP y Máscaras de Red• Cuando se asignan direcciones IP a los

computadores, algunos de los bits del lado izquierdo del número IP de 32 bits representan una red.

• La cantidad de bits designados depende de la clase de dirección.

• Los bits restantes en la dirección IP de 32 bits identifican un computador (host) de la red en particular.

Direcciones IP y Máscaras de Red• Hay tres clases principales de direcciones:

– -Clase A: El primer octeto representa la red y los restantes representan el computador. La dirección binaria comienza con “0” y, por lo tanto el primer octeto va de 1 hasta 127. (De verdad es hasta 126; 127 es loopback).

– -Clase B: Los primeros dos octetos representan la red. La dirección binaria comienza con “10” y, por lo tanto el primer octeto va de 128 hasta 191.

– -Clase C: Los primeros tres octetos representan la red. La dirección binaria comienza con “110” y, por lo tanto el primer octeto va de 192 hasta 223.

– -Cuando el primer octeto va de 224 hasta 255 se trabaja con direcciones de clases D y E.

–

Direcciones IP y Máscaras de Red

Direcciones IP y Máscaras de Red• En ocasiones se toman bits prestados de la porción del

host para crear subredes dentro de una red grande. Esto cambia la forma en que se divide la dirección IP en red y host.

• Para informarle al computador cómo se ha dividido la dirección IP de 32 bits, se usa un segundo número de 32 bits denominado máscara de subred.

• Esta máscara es una guía que indica cómo se debe interpretar la dirección IP al identificar cuántos de los bits se utilizan para identificar la red.

Direcciones IP y Máscaras de Red

• La ejecución de una operación AND a la dirección IP de un host y la máscara de red se usa para determinar cuál es la dirección de la red del host.

• Por ejemplo: la ejecución de una operación AND a la dirección IP 10.34.23.134 y la máscara de subred 255.255.0.0 da como resultado la dirección de red de este host.

• ¿Cuál es la dirección de la red del host 10.34.23.134 con una máscara de subred 255.255.0.0?

• Solución (aplicar AND a direcciones binarias):– 00001010.00100010.00010111.10000110 AND

11111111.11111111.00000000.00000000 00001010.00100010.00000000.00000000

• La dirección de la red es 10.34.0.0