REDES Y

COMUNICACIONES

`César Tabares

MODELO DE REFERENCIA OSIOPEN SYSTEMS INTERCONNECTION

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

RED

�Es la interconexión de distintos dispositivos con el fin de compartir recursos.

�Dispositivos de Red: PC, Impresoras, Enrutadores, Servidores de Terminales, etc.

RED DE ÁREA LOCAL

�Es la interconexión de distintos dispositivos con el fin de compartir recursos, los cuales se encuentran a cortas distancias y se pueden conectar directamente a través de un medio físico.

ANTECEDENTES

�Con el fin de estandarizar la interconexión de PCs, se desarrollaron dos vertientes, las cuales fueron lideradas por XEROX e IBM respectivamente

ANTECEDENTES (Cont.)

XEROX� MEDIO FÍSICO:

Cable Coaxial

� TOPOLOGÍA: Bus

� VELOCIDAD:10Mbps

� ACCESO AL MEDIO: CSMA/CD

IBM� MEDIO FÍSICO: Cable

Coaxial

� TOPOLOGÍA: Anillo

� VELOCIDAD: 4 o 16Mbps

� ACCESO AL MEDIO: Token Passing

ESTÁNDAR XEROX

�ETHERNET�IEEE 802.3�CSMA/CD: Carrier Sense Multiple

Access/�Collision Detection�10Base2: Velocidad 10Mbps, alcance de

200mts. Número Máx. Nodos= 30�10Base5: Velocidad 10Mbps, alcance

500mts. Número Máx. Nodos= 100

CSMA/CD

� Carrier Sense Multiple Access/ Colission Detection o Listen Before Talk (LBT).

Consiste esta técnica en que una estación que desee transmitir, primero escucha el medio para determinar si hay otra transmisión en proceso.

TOPOLOGÍA TIPO BUS

MEDIO FÍSICO: cable coaxialANCHO DE BANDA: Compartido

DISPOSITIVO: tarjeta de red (NIC)

Preámbulo Direcciónde destino

Direcciónde origen

Longitud del campo datos

Datos Relleno Suma deComprobación

TRAMA ETHERNET

64 bits 48 bits 48 bits46-1500 bytes

ESTÁNDAR IBM

�TOKEN RING

�IEEE 802.5

�TOKEN PASSING:

�DISPOSITIVO DE RED: MAU (Media Access Unit). NIC (tarjeta de red).

�VELOCIDADES: 4 o 16 Mbps

TOKEN PASSING

�Consiste en la circulación de un paquete especial de información que recibe el nombre de testigo (Token), el cual indica a la estación que lo recibe, que tiene el medio de transmisión a su disposición para el envío de información.

Token

TOPOLOGÍA TIPO ANILLO

ETHERNET VS. TOKEN RING

�Token Ring es más eficiente que Ethernet

�TR es más costoso que Ethernet

�TR se convirtió en una tecnología propietaria de IBM

�Todos los fabricantes de tecnología (excepto IBM) se inclinaron por Ethernet

�Ethernet se convirtió en un estándar

DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGÍA TIPO BUS

�Ancho de banda compartido. A mayor número de usuarios menor desempeño

�Por tratarse de una configuración serial, si la conexión a uno de los nodos de red falla, toda la red falla.

�Dificultad excesiva para hacer mantenimiento a la red.

TOPOLOGÍA EN ESTRELLA

ETHERNET 10BASE T

�Topología en Estrella

�Ancho de banda compartido

�Cable UTP

�Número Máximo de Nodos por segmento 1024

�Distancia máxima del hub a la estación 100Mts.

LA CAPA DE ENLACE

� DIRECCIONES MAC– Media Access Control

– Direcciones Físicas

– Únicas por cada salida de red

– 48 bits ej: A3:B4:C9:67:D1:78

– Cada fabricante tiene su propia franja

– Los equipos se comunican por las MACs

ESTANDARES DE REDES

� SUBDIVISIONES DE ETHERNET DE ACUERDO AL CABLE

� Nombre Cable Segmento Máximo Nodos/Seg

� 10 Base5 CoaxGrueso 500m 100

� 10Base2 CoaxDelgado 200m 30

� 10BaseT TP 100m 1024

� 10BaseF Fibra 2000m 1024

LA CAPA DE RED

�PROTOCOLOS DE RED

�DESCUBRIMIENTO DE RUTAS

�PAQUETES DE DATOS

�DATAGRAMAS

PROTOCOLOS DE RED

�NETBEUI– Desarrollado por Microsoft en sus ambientes

Windows

�IPX– Usado por Novell Netware

�NWLINK– IPX implementado por Microsoft

IP - INTERNET PROTOCOL

�DATAGRAMA32 bits

Dirección Origen

Dirección Destino

DATOS

Tiempo de Vida

Protocolo Suma de Comprobación

Encabezado

IP - DIRECCIONAMIENTO

Porción de red Porción de hosts

� Ej (notación binaria)� 10001100111001100011101010101001

� Notación decimal - 4 octetos separados por puntos� Se subdivide en dos partes así:

. . .

IP - DIRECCIONAMIENTO

� Ej (notación decimal)

� 192.221.9.25

� en binario sería :

� 11000000.11011101.00001001.00011001

� Cada octeto está comprendido entre el 0 y el 255 (00000000 y 11111111)

IP - REGLAS DE DIRECCIONAMIENTO

� En una red la dirección debe ser única� La porción de red no puede ser toda “unos”

(binario) ni toda “ceros”� La porción de hosts no puede ser toda “unos” ni

toda “ceros”� En una misma LAN se debe conservar la porción

de red� En LANs diferentes la porción de red debe ser

diferente

� CLASE A� Bit más alto en 0� Direcciones cuyo primer octeto esté entre el 1 y el

126� La red 127 es especial (se usa para procesos

internos en los servidores - loopback)� Son 126 redes, c/u con 16’ 777.214 hosts

IP - CLASES DE REDES

Porción deRed

Porción de Host

Ej : 53.140.25.200

� CLASE B

� Bits más altos en 10

� Direcciones cuyo primer octeto esté entre el 128 y el 191

� Son 16.384 redes con 65534 hosts c/u

IP - CLASES DE REDES

Porción de HostPorción de Red

Ej : 141.45.12.185

� CLASE C

� Bits más altos en 110

� Direcciones cuyo primer octeto esté entre el 192 y 223

� Son 2´097.152 redes con 254 hosts c/u

IP - CLASES DE REDES

Porción de Red Porción de Host

Ej : 206.21.108.6

� MÁSCARA– Consiste en dejar la porción de red en “unos” y

la de hosts en “ceros”

– Ej: dirección ip máscara

– 100.1.23.44 255.0.0.0

– 180.3.90.1 255.255.0.0

– 200.21.15.1 255.255.255.0

– Máscara por defecto (default)

IP - CONCEPTOS

� NÚMERO DE RED– Consiste en dejar intacta la porción de red y poner en

ceros la porción de hosts

– Ej: dirección ip Número de red

– 120.67.1.200 120.0.0.0

– 210.4.32.1 210.4.32.0

– 170.112.20.8 170.112.0.0

– La operación AND entre la IP y la MÁSCARA da como resultado el NÚMERO DE RED

IP - CONCEPTOS

� DIRECCIÓN BROADCAST (DIFUSIÓN)– Se utiliza para referirse a todos en la red

– Consiste en dejar la porción de red intacta y poner “unos” en la porción de hosts

– Ej: dirección ip Dirección broadcast

– 200.30.1.1 200.30.1.255

– 22.130.100.90 22.255.255.255

– 143.67.12.9 143.67.255.255

IP - CONCEPTOS

� DIRECCIONES PRIVADAS– Direcciones no registradas en Internet

� DIRECCIONES PÚBLICAS– Registradas en Internet– Internic– Espacio privado de internet

� Direcciones que no le reservan a nadie� 10.0.0.0 - 10.255.255.255� 172.16.0.0 - 172.31.255.255� 192.168.0.0 - 192.168.255.255

IP - CONCEPTOS

Enrutador

Red A

Red B

128.1.0.0

128.2.0.0

128.3.0.0

Enrutador

Red C

ENRUTADORES

� QUÉ SE CONFIGURA EN ELLOS– Direcciones en el puerto LAN y en los WAN – La dirección del puerto LAN de un router es la

puerta de enlace o gateway de los pcs de esa LAN

– Para dos puertos WANs que se unen de routers diferentes, se les asignan direcciones en la misma red (consecutivas típicamente)

– Ninguna dirección de red se debe repetir

ENRUTADORES

ENRUTADORES

� QUÉ SE CONFIGURA EN ELLOS– Se debe activar la opción de enrutamiento

– Se debe activar un algoritmo de enrutamiento o definir rutas estáticas

– Se pueden configurar varias direcciones ip en un mismo puerto LAN y con esto definir prácticamente varias redes en una misma LAN.

128.1.0.0

128.2.0.0

128.3.0.0

Enrutador A:Puerto Lan(1) 128.1.1.50máscara 255.255.0.0Puerto Wan(2) 192.1.1.1máscara 255.255.255.0Enrutador B:Puerto Lan(1) 128.2.1.20máscara 255.255.0.0Wan (2) 192.1.1.2Wan(3) 192.1.2.1Wan(4) 192.1.3.1Enrutador C:Lan (1) 128.3.1.50Wan(2) 192.1.2.2Enrutador D:Lan (1) 128.4.1.30Wan(2) 192.1.3.2

128.4.0.0

A

B

CD

2

2

4 3

22

� Consiste en tomar la porción de hosts y subdividirla en subred y host

�

� Ej : de la red 10.x.x.x se pueden generar subredes usando el primer octeto de la parte de host para la subred y los otros dos octetos para los hosts como tal.

SUBREDES

Porción de red Porción de hosts

Subred Hosts

SUBREDES

� La red 10.x.x.x con máscara 255.255.0.0

� Así se tendrían 256 subredes cada una con 65534 hosts

� 10.0.x.x , 10.1.x.x, 10.2.x.x ,...... 10.255.x.x

� Este es un esquema muy práctico denotándolo así:– 10.ubicación.piso.equipo

SUBREDES

� IMPLEMENTADAS EN CLASE B� bits/sub bits/host #subr #host máscara� 2 14 2 16382 255.255.192.0� 3 13 6 8190 255.255.224.0� 4 12 14 4094 255.255.240.0� 5 11 30 2046 255.255.248.0� 6 10 62 1022 255.255.252.0� 7 9 126 510 255.255.254.0� 8 8 254 254 255.255.255.0

SUBREDES

� IMPLEMENTADAS EN CLASE C

� bits/sub bits/host #subr #host máscara

� 2 6 2 62 255.255.255.192

� 3 5 6 30 255.255.255.224

� 4 4 14 14 255.255.255.240

� 5 3 30 6 255.255.255.248

� 6 2 62 2 255.255.255.252

SUBREDES

� Ej: Abrir la red 192.168.1.0 en 6 subredes

� Se usaría la máscara 255.255.255.224

� Tomando las combinaciones de 3bits se tienen 001,010,011,100,101,110 ésto en los 3 primeros bits (más altos), dando las subredes 192.168.1. (32, 64,96,128,160, 192)

� Las ips asignables en la 1era subred serían desde 192.168.1.33 hasta 192.168.1.62

VLSM

� Variable Length Subnet Mask

� Técnica que permite la creación de subredescon longitud de máscara variable.

� Esta técnica supone el conocimiento básicode las direcciones IP con clase y la funciónde la máscara de red/subred en unadirección asignada a un dispositivo de red.

MÁSCARA FIJA

� Si se utiliza una máscara de subred detamaño fijo (la misma máscara de subred entodas las direcciones), todas las subredesvan a tener el mismo tamaño, generando ungran desperdicio de direcciones.

� Por ejemplo, si la subred más grandenecesita 200 hosts, todas las subredes van atener el mismo tamaño de 256 direccionesIP

QUÉ SOLUCIONA VLSM?

�La falta de flexibilidad de lamáscara fija

�El desperdicio de direcciones

QUÉ ES VLSM?

� Básicamente lo que se hace en VLSM es permitirque la información de direccionamiento se usesólo cuando es efectiva, es decir, cuando se asignaun rango de direcciones. A tal rango se le asignauna máscara de subred dependiente de lacapacidad de hosts que debe numerar y el resto sedeja en reserva para otras subredes o para usofuturo, con la posibilidad de que el tamaño de lassubredes futuras pueda ser diferente al de las yaasignadas.

PROTOCOLOS

� Los protocolos que soportan la técnicaVLSM son: RIP Versión 2, OSPF, IS-IS, EIGRP y BGP-4.

� Los protocolos que no soportan latécnica VLSM son: RIP Versión 1,IGRP y EGP

EJERCICIO

� Abrir la red 192.168.11.0/24 en tressubredes con 5, 10 y 30 hostsrespectivamente.

SOLUCIÓN:

1. Ordeno las redes en ordendescendente, según el Nro. de hosts.

SOLUCIÓN (Cont..)

2. Asigno el número mínimo de bits necesariopara direccionar dicha cantidad de hosts.

3. Para nuestro caso particular, se requieren 5bits para direccionar 30 hosts, por lo tantolas subredes válidas serían 192.168.11.0/27,

192.168.11.32/27, 192.168.11.64/27, hasta la

192.168.11.224/27

SOLUCIÓN (Cont..)

4. Elijo entonces la dirección 192.168.11.0/27 parala primera subred, con Ips válidas desde la .1/27hasta .30/27

5. Para direccionar 10 hosts requiero mínimo 4 bits,por lo tanto las subredes válidas serían192.168.11.0/28, hasta la 192.168.11.240/28.

6. Como la dirección de subred 192.168.11.0 ya seasignó anteriormente, entonces para la segundasubred asigno la dirección 192.168.11.32/28 conlas Ips válidas desde .33/28 hasta .46/28

SOLUCIÓN (Cont..)

7. Para direccionar 5 hosts requiero mínimo 3 bits,por lo tanto las subredes válidas serían192.168.11.0/29, hasta la 192.168.11.248/29.

8. Como la direcciones de subred 192.168.11.0 y la192.168.11.32 ya se asignaron anteriormente,entonces para la tercera subred asigno la dirección192.168.11.48/29 con las Ips válidas desde .49/29hasta .54/29

PROBLEMA 1

Tenemos la dirección 192.52.16.0 paradireccionar 160 hosts de 5 facultades,adicionalmnete nos solicitan que cadafacultad quede en una subred diferente así:

INGENIERÍA 80 Hosts

SALUD 20 Hosts

EDUCACIÓN 20 Hosts

DERECHO 20 Hosts

ARQUITECTURA 20 Hosts

PROBLEMA 2

� Dada la red 192.168.0.0/24, desarrolle un esquema de direccionamiento que cumpla con los siguientes requerimientos. Use VLSM, es decir, optimice el espacio de direccionamiento tanto como sea posible.

� Una subred de 20 hosts para ser asignada a la VLAN de Profesores

� Una subred de 80 hosts para ser asignada a la VLAN de Estudiantes

� Una subred de 20 hosts para ser asignada a la VLAN de Invitados

� Tres subredes de 2 hosts para ser asignadas a los enlaces entre enrutadores.