Encaminamiento IP: Conceptos y Estructuras

Función principal: encaminamiento (routing)

– Cálculo y distribución de rutas entre un nodo origen y un nodo destino.

– Las rutas calculadas se almacenan en la tabla de encaminamiento (routing table)

El router:

  • Recibe la trama y extrae el datagrama
  • Chequea la dirección IP destino en la cabecera IP
  • Consulta la tabla de reenvío (que se ha derivado de la tabla de encaminamiento)
  • Encapsula los datos en una trama de la capa de enlace
  • Reenvía la trama por la interfaz correspondiente (forwarding)

Permiten determinar el siguiente salto que tiene que dar un datagrama IP en el camino hacia su destino final.

– Indican el siguiente router al cual el datagrama debería ser enviado o si la entrega es directa (destino en una red directamente conectada).

Objetivo: reducir el tamaño de las tablas:

  • Normalmente en las tablas de encaminamiento IP no se almacena 1 entrada por cada posible destino o host  sólo se conservan prefijos de red o subred
  • Se toman decisiones iguales para las direcciones que comparten los primeros bits iguales
  • Configuración de rutas ‘por defecto’ (default).

Dirección destino / Máscara

En el encaminamiento IP la estructura del direccionamiento tiene influencia en lo que se puede hacer y en lo difícil que resulta hacerlo.

– La estructura de las direcciones y la estrategia para asignarlas influye en la capacidad de jerarquizar las rutas.

Cada interfaz tiene una dirección IP

Direcciones IPv4 de 32 bits

  • Para humanos, expresadas en notación decimal (dot-decimal) 10011101.01011000.10000010.11111010  157.88.130.250

Todos los hosts (o interfaces) que pertenecen a la misma (sub)red comparten la primera parte de la dirección IP (N bits)

  • El resto de bits (32-N) identifican al host dentro de la (sub)red IP

Dirección IPv4 = ID sub(red) + ID host

¿Cómo sabemos cuántos bits identifican a la (sub)red?  Máscara de subred

  • N bits a 1 y 32-N bits a 0
  • 11111111.11111111.11111111.00000000  255.255.255.0

157.88.130.250 es la dirección de un host IP en la subred 157.88.130.0/24

Todo 0s  Identifica a la red o al host.

  • Todo 0s en la parte de host: dirección IP de la (sub)red 157.88.0.0  Identifica a la red de la UVA
  • Todo 0s en la parte de red: uso local (no se puede identificar a la red) 0.0.0.13  Identifica al host con id = 13 dentro de “esta red”

Todo 1s  Direcciones de difusión o broadcast.

  • 157.88.255.255  Broadcast (dirigido) en la red de la UVA
  • 255.255.255.255 Broadcast (limitado) en la red local  no es propagado por los routers

127.X.X.X  Bucle Local o Loopback (127.0.0.1)

  • Dirección para una interfaz virtual o lógica.
  • Pruebas locales: nunca deben aparecer en la red.

Direcciones privadas: nunca pueden aparecer en la red pública

  • Economizar el uso de direcciones IP (se pueden reutilizar).
  • Reservadas:
    • 1 clase A : 10.0.0.0 – 10.255.255.255
    • 16 clases B: 172.16.0.0 – 172.31.255.255
    • 256 clases C: 192.168.0.0 – 192.168.255.255

Direccionamiento IP privado

  • Junto con NAT para la conversión IP Privada – IP pública
  • Asignación bajo demanda
  • Varios hosts comparten un rango de direcciones IP
  • Asignación dinámica de direcciones: DHCP

Extensiones al esquema classful para conservar prefijos de red:

  1. Direcciones de subred (subnetting).
  2. VLSM o subnetting de longitud variable.

Cambio de esquema  Direcciones classless

Utilización más completa del espacio de direcciones.

¿Por qué?

  • Aprovechamiento más eficiente del espacio de direcciones
  • Escasez y coste de las direcciones IP públicas
  • Tablas de routers más pequeñas (el resto de Internet ve la interred de la organización como una única red)

¿Cómo?

  • Crear otra sección en la dirección IP para la subred mediante una Máscara de subred
  • Se cogen bits “prestados” de la parte de host de una dirección IP classful

Indica qué parte de una dirección IP es el identificador de red incluyendo la subred y qué parte es el identificador del host.

  • Filtra la parte del host de la dirección IP para determinar a qué subred pertenece el host: Host_IPdir AND subnet_mask = subnet_Ipdir
  • Tiene 1s en la parte de red/subred y 0s en la parte de host.

Máscaras de subred por defecto o “naturales”:

  • Clase A: 255.0.0.0 (11111111000000000000000000000000)
  • Clase B: 255.255.0.0 (11111111111111110000000000000000)
  • Clase C: 255.255.255.0 (11111111111111111111111100000000)

• Otra representación de la máscara de subred: bitcount o longitud de prefijo de red extendido.

Subred 157.88.130.0 con máscara 255.255.255.0  157.88.130.0 /24

Subred 172.16.26.32 con máscara 255.255.255.224  172.16.26.32/27

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