HABILITACIÓN DE IP EN UN HOST

Se puede asignar información de dirección IP a un host de dos formas:

Estática: se asigna la dirección IP, la máscara de subred y el gateway predeterminado correctos al host de forma manual. También se puede configurar la dirección IP del servidor DNS.

Dinámica: un servidor proporciona la información de dirección IP mediante el protocolo de configuración dinámica de host (DHCP). El servidor de DHCP proporciona una dirección IP, una máscara de subred y un gateway predeterminado válidos para las terminales. El servidor también puede proporcionar otra información.

En las figuras 1 y 2, se proporcionan ejemplos de configuración estática y dinámica de direcciones IPv4.

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Por lo general, las direcciones asignadas estáticamente se usan para identificar recursos de red específicos, como servidores e impresoras de red. También se pueden usar en redes más pequeñas con pocos hosts. Sin embargo, la mayoría de los dispositivos host adquieren su información de dirección IPv4 accediendo a un servidor DHCPv4. En las empresas grandes, se implementan servidores DHCPv4 dedicados que proporcionan servicios a muchas LAN. En un entorno más pequeño de sucursal u oficina pequeña, un switch Cisco Catalyst o un ISR Cisco pueden proporcionar los servicios de DHCPv4.

LONGITUD DE PREFIJO IPV6

Recuerde que el prefijo, o la porción de red, de una dirección IPv4 se puede identificar con una máscara de subred decimal punteada o con la longitud de prefijo (notación con barra diagonal). Por ejemplo, la dirección IPv4 192.168.1.10 con la máscara de subred decimal punteada 255.255.255.0 equivale a 192.168.1.10/24.

IPv6 utiliza la longitud de prefijo para representar la porción de prefijo de la dirección. IPv6 no utiliza la notación decimal punteada de máscara de subred. La longitud de prefijo se utiliza para indicar la porción de red de una dirección IPv6 mediante el formato de dirección IPv6/longitud de prefijo.

La longitud de prefijo puede ir de 0 a 128. Una longitud de prefijo IPv6 típica para LAN y la mayoría de los demás tipos de redes es /64. Esto significa que la porción de prefijo o de red de la dirección tiene una longitud de 64 bits, lo cual deja otros 64 bits para la ID de interfaz (porción de host) de la dirección.

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DIRECCIONES IPV4 DE USUARIOS ESPECIALES

Existen ciertas direcciones, como la dirección de red y la dirección de difusión, que no se pueden asignar a los hosts. También hay direcciones especiales que pueden asignarse a los hosts, pero con restricciones respecto de la forma en que dichos hosts pueden interactuar dentro de la red.

  • Direcciones de bucle invertido (127.0.0.0 /8 o 127.0.0.1 a 127.255.255.254): generalmente identificadas solo como 127.0.0.1, son direcciones especiales que usa un host para dirigir el tráfico hacia sí mismo. Por ejemplo, se puede usar en un host para probar si la configuración TCP/IP funciona, como se muestra en la ilustración. Observe cómo la dirección de bucle invertido 127.0.0.1 responde al comando ping. También observe cómo todas las direcciones de este bloque realizan un bucle invertido hacia el host local, como se muestra con el segundo ping de la ilustración.
  • Direcciones link-local (169.254.0.0 /16 o 169.254.0.1 a 169.254.255.254): más comúnmente conocidas como “direcciones IP privadas automáticas” (APIPA), un cliente DCHP Windows las usa para la autoconfiguración en caso de que no haya servidores DHCP disponibles. Son útiles en las conexiones punto a punto.
  • Direcciones TEST-NET (192.0.2.0 /24 o 192.0.2.0 a 192.0.2.255): estas direcciones se apartan con fines de enseñanza y aprendizaje, y pueden usarse en ejemplos de documentación y de redes.

Nota: también existen direcciones experimentales en el bloque 240.0.0.0 a 255.255.255.254 que se reservan para uso futuro (RFC 3330).

COMUNICACIÓN IPV4

Un host conectado correctamente a una red puede comunicarse con otros dispositivos de alguna de estas tres maneras:

  • Unidifusión: es el proceso de enviar un paquete de un host a otro host.
  • Difusión: es el proceso de enviar un paquete de un host a todos los hosts de la red.
  • Multidifusión: es el proceso de enviar un paquete de un host a un grupo seleccionado de hosts, probablemente en diferentes redes.

Estos tres tipos de comunicación se utilizan con distintos objetivos en las redes de datos. En los tres casos, se coloca la dirección IPv4 del host de origen en el encabezado del paquete como la dirección de origen.

TRANSMISIÓN DE UNIDIFUSIÓN

La comunicación de unidifusión se usa para la comunicación normal de host a host, tanto en redes cliente/servidor como en redes punto a punto. Los paquetes de unidifusión usan la dirección del dispositivo de destino como la dirección de destino y pueden enrutarse en una interconexión de redes.

En una red IPv4, la dirección de unidifusión aplicada a un terminal se denomina “dirección de host”. En la comunicación de unidifusión, las direcciones asignadas a los dos terminales se usan como las direcciones IPv4 de origen y de destino. Durante el proceso de encapsulamiento, el host de origen usa su dirección IPv4 como dirección de origen y la dirección IPv4 del host de destino como dirección de destino. Sin importar si en el destino se especificó un paquete como unidifusión, difusión o multidifusión, la dirección de origen de cualquier paquete siempre es la dirección de unidifusión del host de origen.

TRANSMISIÓN DE DIFUSIÓN

El tráfico de difusión se utiliza para enviar paquetes a todos los hosts en la red con la dirección de difusión para la red. En una difusión, el paquete contiene una dirección IPv4 de destino con todos los números uno (1) en la porción de host. Esto significa que todos los hosts de esa red local (dominio de difusión) reciben y ven el paquete. En gran parte de la tecnología impulsada por la red, como DHCP, se utilizan transmisiones por difusión. Cuando un host recibe un paquete enviado a la dirección de difusión de la red, el host procesa el paquete de la misma manera en la que procesaría un paquete dirigido a su dirección de unidifusión.

La difusión puede ser dirigida o limitada. Una difusión dirigida se envía a todos los hosts de una red específica. Por ejemplo, un host de la red 172.16.4.0/24 envía un paquete a la dirección 172.16.4.255. Se envía una difusión limitada a 255.255.255.255. De manera predeterminada, los routers no reenvían transmisiones por difusión.

A modo de ejemplo, un host dentro de la red 172.16.4.0/24 transmitiría por difusión a todos los hosts de su red utilizando un paquete con una dirección de destino 255.255.255.255.

Cuando se transmite un paquete por difusión, utiliza recursos de la red y hace que cada host receptor de la red procese el paquete. Por lo tanto, se debe limitar el tráfico de difusión para que no afecte negativamente el rendimiento de la red o de los dispositivos. Debido a que los routers separan los dominios de difusión, la subdivisión de redes puede mejorar el rendimiento de la red al eliminar el exceso de tráfico de difusión.

TRANSMISIÓN DE MULTIDIFUSIÓN

La transmisión de multidifusión reduce el tráfico al permitir que un host envíe un único paquete a un grupo seleccionado de hosts que estén suscritos a un grupo de multidifusión.

IPv4 reservó las direcciones de 224.0.0.0 a 239.255.255.255 como rango de multidifusión. Las direcciones IPv4 de multidifusión de 224.0.0.0 a 224.0.0.255 están reservadas para la multidifusión solo en la red local. Estas direcciones se utilizan con grupos de multidifusión en una red local. Un router conectado a la red local reconoce que estos paquetes están dirigidos a un grupo de multidifusión de una red local y no los sigue reenviando. Un uso típico de una dirección de multidifusión de una red local reservada son los Routing Protocols que usan la transmisión de multidifusión para intercambiar información de routing. Por ejemplo, 224.0.0.9 es la dirección de multidifusión que usa el protocolo de información de routing (RIP) versión 2 para comunicarse con otros routers RIPv2.

Los hosts que reciben datos de multidifusión específicos se denominan “clientes de multidifusión”. Los clientes de multidifusión utilizan servicios solicitados por un programa cliente para subscribirse al grupo de multidifusión.

Cada grupo de multidifusión está representado por una sola dirección IPv4 de destino de multidifusión. Cuando un host IPv4 se suscribe a un grupo de multidifusión, el host procesa los paquetes dirigidos a esta dirección de multidifusión y los paquetes dirigidos a la dirección de unidifusión asignada exclusivamente.

ASIGNACIÓN DE UNA DIRECCIÓN IPV4 DINÁMICA A UN HOST

En la mayoría de las redes de datos, la mayor parte de los hosts incluyen PC, tabletas PC, teléfonos inteligentes, impresoras y teléfonos IP. También suele ocurrir que la población de usuarios y los dispositivos cambian con frecuencia. No sería práctico comenzar a asignar direcciones IPv4 de manera estática a cada dispositivo. Por lo tanto, a estos dispositivos se les asignan direcciones IPv4 de manera dinámica con el protocolo DHCP.

Como se muestra en la ilustración, un host puede obtener información de la asignación de direcciones IP de forma automática. El host es un cliente DHCP y solicita información de dirección IP de un servidor DHCP. El servidor DHCP proporciona una dirección IP, una máscara de subred, un gateway predeterminado y otra información de configuración.

En general, el protocolo DHCP es el método preferido para asignar direcciones IPv4 a los hosts en redes grandes. Un beneficio adicional de DHCP es que la dirección no se asigna permanentemente a un host, sino que solo se “presta” por un período. Si el host se apaga o se desconecta de la red, la dirección regresa al pool para volver a utilizarse. Esta característica es muy útil para los usuarios móviles que entran a una red y salen de ella.

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ASIGNACIÓN DE UNA DIRECCIÓN IPV4 ESTÁTICA A UN HOST

Se pueden asignar direcciones IP a los dispositivos de manera estática o dinámica.

En las redes, algunos dispositivos necesitan una dirección IP fija. Por ejemplo, las impresoras, los servidores y los dispositivos de red necesitan una dirección IP que no cambie. Por este motivo, generalmente, se asigna a estos dispositivos una dirección IP estática.

Un host también se puede configurar con una dirección IPv4 estática como la que se muestra en la ilustración. En redes pequeñas, es aceptable asignar direcciones IP estáticas a los hosts. Sin embargo, en una red grande, introducir una dirección estática en cada host llevaría mucho tiempo. Es importante mantener una lista precisa de las direcciones IP estáticas asignadas a cada dispositivo.

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DIRECCIONES DE RED, DE HOST Y DE DIFUSIÓN

Cada dirección de red contiene (o identifica) direcciones de host y una dirección de difusión, como se describe en la figura 1.

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En la figura 2, se enumeran y se describen las direcciones específicas dentro de la red 192.168.10.0 /24.

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Para ver otro ejemplo, consulte las figuras 3 a 7. En estas ilustraciones, observe cómo la porción de red de las direcciones se mantiene igual, al tiempo que la porción de host cambia.

En la figura 3, se muestra la dirección de red 10.1.1.0 /24. Los bits de host son todos 0.

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En la figura 4, se muestra la dirección de host IPv4 10.1.1.10. Los bits de host son una mezcla de 0 y 1.

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En la figura 5, se muestra la primera dirección de host IPv4 10.1.1.1. Los bits de host son todos 0 con un 1. Observe que se asigna a la interfaz de router y, por lo tanto, se transformaría en el gateway predeterminado para todos los hosts en esa red.

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En la figura 6, se muestra la última dirección de host IPv4 10.1.1.254. Los bits de host son todos 1 con un 0.

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En la figura 7, se muestra la dirección de difusión 10.1.1.255. Los bits de host son todos 1.

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