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IPv4 - Internet Protocol version 4 v1.0

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Gianpietro Lavado

Este documento introduce el Protocolo de Internet versión 4 (IPv4), describiendo su funcionalidad y estructura en el modelo OSI. Se abordan temas como la conectividad, enrutamiento, y la asignación de direcciones IP, así como la importancia de las subredes y sumarización para mejorar la eficiencia en la comunicación. Además, se analiza la evolución hacia aplicaciones que soportan IP como la telefonía VoIP y se comparan métodos de enrutamiento estáticos y dinámicos.

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IPv4 – Internet Protocol version 4 Introducción al protocolo y características Versión 1.0
• Introducción • Redes y subredes • Conectividad IP • Aplicaciones IP • Conclusiones Agenda
El protocolo IP nació originalmente para comunicar computadoras y servidores entre sí, dentro de una red privada o pública (Internet) Internet ISP Enlace IP privado ROUTER ROUTER Introducción Antecedentes
Red IP como plataforma única de comunicaciones. Red IP privada / pública Cada vez más aplicaciones y equipos adquieren el soporte de IP: Telefonía IP fija y móvil, Comunicaciones IP inalámbricas, Protocolos industriales sobre IP, equipos de audio y video, electrodomésticos, etc. Introducción Tendencia actual
Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace Física Red Enlace Física Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace Física Datos DatosTCP/UDP TCP+…IP IP+…ETH ETH+…Cu ETH+…Cu IP+…ETH TCP+…IP TCP+…IP IP+…ETH ETH+…FO ETH+…FO IP+…ETH TCP+…IP DatosTCP/UDP DatosDatos Datos Ubicación del protocolo IP en el modelo OSI Introducción Ethernet cobre Ethernet fibra
Capa 1: física • Serial RS-232: cable multipar con conector DB9/DB25, hasta 115200bps V.35: cable multipar con conector winchester o DB25, hasta 2Mbps • Multiplexación digital PDH/SDH/SONET  en general “TDM” G.703/G.704 (E1): par de coaxiales o UTP con conector RJ45, hasta 2Mbps DS3; STM-1 a STM-1024: fibra óptica, de 45Mbps hasta 160Gbps • Ethernet 10/100/1000/10G/100GBaseXX: UTP con conector RJ45 o fibra óptica, hasta 100Gbps Capa 2: enlace • Frame-relay/ATM: varios circuitos virtuales (PVC) en un solo enlace físico • HDLC: un circuito lógico punto a punto en el enlace físico • PPP: un circuito lógico en el enlace físico, soporta autenticación y más. • Ethernet: multiacceso Capa 3: Red • IP: Internet Protocol (v4 y v6) Protocolos típicos por capa del modelo OSI Introducción
128.0.0.0 – 191.255.0.0 192.0.0.0 – 223.255.255.0C B A Rangos reservados para redes privadas 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 10.0.0.0 – 10.255.255.255 172.16.0.0 – 172.31.0.0 192.168.0.0 – 192.168.255.0C B A 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 Opción “classless” anula el concepto de clases con máscara fija Redes y subredes Distribución de direcciones IP 1.0.0.0 – 127.0.0.0 224.0.0.0 – 239.255.255.255D -
192.168.001.003 255.255.255.000 11000000.10101000.00000001.00000111 11111111.11111111.11111111.00000000 11000000.10101000.00000001.00000000 AND 192.168.001.000 Dirección IP de red = Parte de RED + Parte de HOSTS La máscara define estas dos partes, la parte de RED está identificada por ‘1s’ Bloque de red disponible = 192.168.1.0 a 192.168.1.255 Dirección de red (primera) = 192.168.1.0 Dirección de broadcast (última) = 192.168.1.255 Direcciones disponibles para hosts: 192.168.1.1 a 192.168.1.254 172.016.001.006 255.255.255.252 10101100.00010000.00000001.00000110 11111111.11111111.11111111.11111100 10101100.00010000.00000001.00000100 AND 172.016.001.004 Bloque de red disponible = 172.16.1.4 a 172.16.1.7 Dirección de red (primera) = 172.16.1.4 Dirección de broadcast (última) = 172.16.1.7 Direcciones disponibles para hosts: 172.16.1.5 a 172.16.1.6 Redes y subredes Significado y formación de subredes
1. Cada octeto expresado en decimal, tal cual suena. 255.254.0.0 255.255.128.0 255.255.255.0 2. Llamarla según el concepto antiguo de clases 255.0.0.0  Máscara de “clase A” 255.255.0.0  Máscara de “clase B” 255.255.255.0  Máscara de “clase C” 3. Expresarla en números del 1 al 32 según la cantidad de “1s” consecutivos 255.0.0.0  /8 255.255.128.0  /17 255.255.0.0  /16 255.255.255.128  /25 255.255.255.0  /24 255.224.0.0  /11 255.254.0.0  /15 255.255.255.255  /32 Redes y subredes Formas de expresar una máscara
192.168.1.0/24 172.16.1.8/30 172.16.1.12/30 172.16.1.0/30 172.16.1.4/30192.168.2.0/24 192.168.3.0/25 192.168.3.128/25 .1 .2 .3 .4 .5.1 .1 .129 .1 .2 .13 .6 .9 .10 .1 .14 192.168.4.0/24 .1 -LAN  varía según cantidad de hosts posibles (pensar en el futuro) -WAN /30 para enlaces punto a punto Redes y subredes Esquemas típicos de subred
192.168.3.0/24 Consiste en agrupar varias redes bajo una sola “super-red” con el objetivo primario de minimizar el tamaño de las tablas de rutas, logrando a la vez estabilidad en éstas. Ejemplo: 192.168.1.0/24 192.168.2.0/24 192.168.0.0/24 192.168.0.0/22 ¿Cómo se logra estabilidad en las tablas sumarizando?  Se “esconden” las pérdidas consecutivas de rutas o “flaps” 192.168.1.0/24 192.168.2.0/24 192.168.3.0/24 Sumarización 192.168.0.0/22 Sólo aprende la sumarización, ésta no se cae Tabla más estable Redes y subredes Concepto de sumarización
Con la práctica es más fácil; si no la hay, seguir los siguientes pasos: 1. Separar la parte de red y trabajar sólo con ésta 192.168.0.0/24  192.168.0 192.168.2.0/24  192.168.2 192.168.1.0/24  192.168.1 192.168.3.0/24  192.168.3 2. Pasar los octetos “no comunes” a bits 192.168.0  00000000 192.168.2  00000010 192.168.1  00000001 192.168.3  00000011 3. Escoger los bits “no comunes” comparando todos los octetos, estos bits pasarán a ser parte de host (“0”) en la máscara de la nueva red sumarizada. 00000000 00000010  Nueva máscara 00000001 00000011 255.255.252.0 4. Hacer un “AND” con cualquiera de las redes y la nueva máscara: (192.168.3.0 AND 255.255.252.0) = 192.168.0.0  Nueva red NUEVA SUPERNET  192.168.0.0 255.255.252.0 ó 192.168.0.0/22 ¿Cómo se sumariza? Redes y subredes
Comunicación dentro de la misma red Para lograr una comunicación entre equipos cuando estos se encuentran en la misma red IP, se mapea el destino IP a la dirección de capa 2. En IPv4 los hosts intercambian ARP broadcasts en capa 2 para conocer la dirección física de cada uno e iniciar la comunicación local. 192.168.1.2 ¿192.168.1.10? 192.168.1.10 ARP ARP ARP ARP ARP ARP ARPMAC 1. ARP Request 2. ARP Reply  Comunicación unidireccional Conectividad IP
IP:192.168.2.2 • Enrutamiento estático: se configura cada ruta en forma manual. • Enrutamiento dinámico.- -IGP (interior routing protocol): para enrutamiento dentro de un sistema autónomo (AS). Protocolos: RIPv2, OSPF, IS-IS, EIGRP -EGP (exterior routing protocol): para enrutamiento entre sistemas autónomos (AS). Protocolos: BGP. 192.168.2.2 192.168.1.2 Rutas: a donde se tiene que enviar el paquete para que llegue a cierta red Ejemplo estática: ip route [red destino] [máscara] [siguiente salto] ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 172.16.1.1 172.16.1.1 IP:192.168.1.3 192.168.1.3 Conectividad IP Introducción a enrutamiento
1. Ruta más específica, sin importar el protocolo de enrutamiento. 2. Ruta con menor Distancia Administrativa. DISTANCIAS ADMINISTRATIVAS EN CISCO CONECTADAS 0 ESTÁTICAS 1 (MODIFICABLE) EBGP 20 EIGRP 90 OSPF 110 ISIS 115 RIPv2 120 ODR 160 IBGP 200 3. Ruta con menor métrica. MÉTRICAS POR PROTOCOLO EBGP ATRIBUTOS VARIOS EIGRP BW, DELAY, LOAD, RELIABILITY OSPF BW ISIS MANUAL RIPv2 HOPS IBGP ATRIBUTOS VARIOS Conectividad IP Criterios de selección de rutas al mismo destino
Para que exista conectividad entre dos redes IP es necesario: 1. Que ambas redes tengan una ruta hacia la red destino, la cual puede ser específica, sumarizada o por defecto. 2. Que cada salto IP en el medio de las dos redes tenga una ruta para llegar a ambos destinos. 192.168.1.1/24 192.168.2.1/24 C 192.168.1.0/24 S 192.168.2.0/24 via 172.16.1.1 C 172.16.1.0/30 C 172.16.2.0/30 S 192.168.1.0/24 via 172.16.1.2 S 192.168.2.0/24 via 172.16.2.2 C 192.168.2.0/24 S 192.168.1.0/24 via 172.16.2.1 172.16.1.1 172.16.2.1 172.16.1.2 172.16.2.2 Reglas de conectividad Conectividad IP
1. Unicast Comunicación de “uno a uno”. Ejm.- 192.168.1.101 a 192.168.2.10 2. Multicast Comunicación de “uno a algunos” (los que están registrados en el grupo Multicast) Ejm.- 192.168.1.101 a 239.1.1.10 3. Broadcast Comunicación de “uno a todos”. Ejm.- 192.168.1.101 a 192.168.1.255 Tipos de conectividad Conectividad IP
PING Es importante saber que: - No sólo tiene dirección DESTINO sino también ORIGEN. - Es tráfico de IDA y de VUELTA Por eso a veces es necesario hacer un “ping extendido” especificando un origen que no sea la IP de la interfaz de egreso. Pruebas de conectividad 192.168.1.1/24 192.168.2.1/24 C 192.168.1.0/24 S 192.168.2.0/24 via 172.16.1.1 C 172.16.1.0/30 C 172.16.2.0/30 S 192.168.1.0/24 via 172.16.1.2 S 192.168.2.0/24 via 172.16.2.2 C 192.168.2.0/24 S 192.168.1.0/24 via 172.16.2.1 PING – ORIGEN 172.16.1.2 / DESTINO 192.168.2.1 172.16.1.1 172.16.2.1 172.16.1.2 172.16.2.2 Conectividad IP
PING Es importante saber que: - No sólo tiene dirección DESTINO sino también ORIGEN. - Es tráfico de IDA y de VUELTA Por eso a veces es necesario hacer un “ping extendido” especificando un origen que no sea la IP de la interfaz de egreso. Pruebas de conectividad 192.168.1.1/24 192.168.2.1/24 C 192.168.1.0/24 S 192.168.2.0/24 via 172.16.1.1 C 172.16.1.0/30 C 172.16.2.0/30 S 192.168.1.0/24 via 172.16.1.2 S 192.168.2.0/24 via 172.16.2.2 C 192.168.2.0/24 S 192.168.1.0/24 via 172.16.2.1 PING – ORIGEN 192.168.1.1 / DESTINO 192.168.2.1 172.16.1.1 172.16.2.1 172.16.1.2 172.16.2.2 Conectividad IP
TRACEROUTE Es importante saber que: - Es un paquete ICMP que empieza con un valor de TTL (Time to Live) igual a 1, por lo cual expira en el primer salto. - Conforme va recibiendo respuestas de cada salto, va aumentando su valor de TTL en 1, así va recibiendo información desde cada salto IP. - Utiliza mensajes ICMP “host-unreachable” y “time-exceeded”. - Es tráfico de IDA y de VUELTA Por defecto servirá en redes IP: qué pasa con las redes MPLS? - Puede o no mostrar los saltos intermedios, dependerá de una configuración en los PE que tiene que ver con el TTL (propagate TTL) - Mostrará siempre el DELAY TOTAL de la red MPLS en cada salto Pruebas de conectividad Conectividad IP
Para probar conectividad entre redes públicas, se dispone de otras herramientas como los “Looking Glass”. Un “Looking Glass” es un acceso limitado a un equipo que sirve para efectuar pruebas o verificar información en dicho equipo. Ejemplo: www.traceroute.org Contiene links a “Looking Glass” de distintos proveedores, en distintos países. Pruebas de conectividad Conectividad IP
Esquema tradicional: Equipos de telefonía tradicional conectados entre sí a través de la PSTN o red privada sin compresión. Red privada / pública (PSTN) Red de telefonía tradicional PBX PBX Aplicaciones IP Telefonía IP
Esquema híbrido: Equipos de telefonía tradicional conectados a una red IP a través Routers con funciones de Voice Gateways. Red IP Privada / Internet Redes IP Red de telefonía tradicional PBX Router/ V.Gateway Router/ V.Gateway Aplicaciones IP Telefonía IP
Esquema híbrido: Equipos de telefonía tradicional conectados a una red IP a través de ‘Voice Gateways’ dedicados. Red IP Privada / Internet Redes IP Red de telefonía tradicional VVVV VVVV Router Router Voice Gateway Voice Gateway Aplicaciones IP Telefonía IP
Esquema de VoIP completo: Equipos de telefonía con soporte IP completo, conectados entre sí a través de una red IP. Red IP Privada / Internet Redes IP Router Router Central IP Central IP Teléfonos IP Teléfonos IP Aplicaciones IP Telefonía IP
Ventajas principales de la Telefonía IP • Disminución de los costos: - El consumo de cada llamada es menor en los medios de transmisión. - Posibilidad de utilizar una red IP privada o pública (Internet) para establecer llamadas. - Convergencia de servicios en una sola red. • Flexibilidad y facilidad para administrar los equipos involucrados. • Existencia de aplicaciones muy útiles para usuarios móviles. Retos • Dimensionar adecuadamente los enlaces y políticas de calidad de servicio para contar con una comunicación nítida. • Implementar esquemas redundantes para lograr una disponibilidad similar a la red de telefonía convencional. Aplicaciones IP Telefonía IP
Esquema tradicional: El control, monitoreo y configuración de equipos industriales se hacía en una red paralela de protocolos seriales. RS232 RS485 RS422 Red Industrial tradicional PLC / Controlador Aplicaciones IP IP en la industria de automatización
Esquema actual: La red de protocolos seriales se integra a la red IP de las plantas. Un equipo intermedio posibilita el transporte de protocolos seriales a IP. Aplicaciones IP IP en la industria de automatización Red IP Privada / Internet Terminal Server/ Controlador RS232 RS485 RS422 Eth. Industrial Red Industrial tradicionalRed IP PLC / Controlador Centro de Gestión Usuarios comunes Usuarios remotos
Red Industrial tradicional Actualmente muchos controladores industriales ya disponen directamente de un puerto Ethernet para su conexión a una red IP. Esquema actual: La red de protocolos seriales se integra a la red IP de las plantas. Aplicaciones IP IP en la industria de automatización Red IP Privada / Internet RS485 RS422 Ethernet Industrial Red IP PLC / Controlador Usuarios comunes Usuarios remotos Centro de Gestión
Red Industrial tradicional Es posible también conectarse a la red IP en forma inalámbrica. Esquema actual: La red de protocolos seriales se integra a la red IP de las plantas. Aplicaciones IP IP en la industria de automatización Red IP Privada / Internet RS485 RS422 Red IP Ethernet inalámbrico PLC / Controlador Usuarios comunes Usuarios remotos Centro de Gestión
Ventajas principales de las redes IP en la Industria • Unificación de las redes de datos IP y Serial RS-XXX. • Control remoto de fácil implementación y sin límites de distancia. • Posibilidad de contar con aplicaciones Web para la administración de los dispositivos. • Disminución de los costos operativos al contar con una plataforma única de comunicaciones. Retos • Implementar equipos e interfaces de calidad industrial en las plantas. • Dimensionar adecuadamente los enlaces y políticas de calidad de servicio para contar con una comunicación confiable y rápida. Aplicaciones IP IP en la industria de automatización
Red casera tradicional Esquema tradicional: Los servicios están separados en distintas redes. INTERNET TV/CablePSTN (Telf. pública) Red casera IP Aplicaciones IP IP en el hogar
Red casera IP Esquema ‘Triple Play’: Los servicios son otorgados por un mismo proveedor desde una plataforma IP unificada. INTERNET PSTN Aplicaciones IP IP en el hogar IPTV Red IP
Ventajas principales de las redes IP en el Hogar • IPTV ofrece un sistema de televisión y entretenimiento más personalizado y flexible. • Los servicios ofrecidos dentro de un mismo paquete bajan los costos. Retos • Contar con redes de alta capacidad (Proveedor). • Dimensionar adecuadamente los enlaces y políticas de calidad de servicio para contar con una comunicación confiable, rápida y nítida (Proveedor). Aplicaciones IP IP en el hogar
Esquema tradicional: Antes de contar con redes IP, los protocolos Frame- Relay / ATM para interconexión de sedes no hacían un uso óptimo del medio de transmisión. Circuitos de cliente en capa 2 : 0Circuitos de cliente en capa 2 : 1Circuitos de cliente en capa 2 : 2Circuitos de cliente en capa 2 : 3Circuitos de cliente en capa 2 : 4Circuitos de cliente en capa 2 : 5Circuitos lógicos para el cliente: 6 CBB LPB ORU SRZ Red Frame Relay Aplicaciones IP IP en Provedores de Servicios
Tendencia actual: La tecnología MPLS, montada sobre una plataforma IP, permite un uso óptimo de los medios de transmisión. Circuitos de cliente en capa 2 : 0Circuitos de cliente en capa 2 : 1Circuitos de cliente en capa 2 : 2Circuitos de cliente en capa 2 : 3Circuitos lógicos para el cliente : 4 CBB LPB ORU SCZ NODO IP NODO IP NODO IP NODO IP SERVICIOS Red MPLS Aplicaciones IP IP en Provedores de Servicios
Ventajas principales de las redes MPLS en los Proveedores de servicios de telecomunicaciones. • Capacidad de ofrecerle a los clientes redes privadas y seguras con interconexión directa entre sus sedes por menor costo. • Capacidad de ofrecerle al cliente servicios centralizados con mayor facilidad y menor costo. • Provisionamiento de recursos mucho más sencillo. • Disminución de los costos operativos al contar con una plataforma única de comunicaciones, capaz de transportar cualquier protocolo. Retos • Dimensionar adecuadamente los enlaces troncales para proveer a los clientes los parámetros de calidad de servicio deseado. Aplicaciones IP IP en Provedores de Servicios
• El amplio despliegue de las redes IP en el mundo coloca a este protocolo como la plataforma ideal para integrar diversos protocolos y optimizar costos. • La convergencia de redes permite el uso de dispositivos únicos de comunicación para el usuario, desde los cuales pueden contar con todos o con la mayoría de los servicios de telecomunicaciones disponibles (PCs, PDAs, Celulares, etc.). Conclusiones
PROTOCOLO TIPO FUNCIÓN RIPV2 PROT. DE ENRUTAMIENTO INTERNO PARA IP (VECTOR DISTANCIA) Enrutar paquetes IP dentro de un sistema autónomo OSPF PROT. DE ENRUTAMIENTO INTERNO PARA IP (ESTADO ENLACE) Enrutar paquetes IP dentro de un sistema autónomo EIGRP PROT. DE ENRUTAMIENTO INTERNO PARA IP (HÍBRIDO) Enrutar paquetes IP dentro de un sistema autónomo ISIS PROT. DE ENRUTAMIENTO INTERNO PARA IP (ESTADO ENLACE) Enrutar paquetes IP dentro de un sistema autónomo eBGP PROT. DE ENRUTAMIENTO EXTERNO PARA IP Enrutar paquetes IP entre sistemas autónomos iBGP PROT. DE ENRUTAMIENTO INTERNO PARA IP Enrutar paquetes IP dentro de sistemas autónomos de tránsito MP- iBGP/eBGP PROT. DE ENRUTAMIENTO PARA VARIOS PROTOCOLOS enrutar paquetes IPv4, IPv6, VPNv4, VPNv6, multicast, etc. interna y externamente LDP CONTROL MPLS Intercambio de etiquetas entre routers con funciones de MPLS (LER, LSR) MPLS CONMUTACIÓN DE PAQUETES Conmutar paquetes de capa 3 o tramas de capa 2 utilizando etiquetas ARP RESOLUCIÓN DE DIRECCIONES Resolver direcciones IPv4 a partir de una dirección MAC DHCP ADMINISTRACIÓN DE HOSTS Asignar direcciones IP a hosts automáticamente HSRP REDUNDANCIA Redundancia de gateway para hosts (propietario de Cisco) VRRP REDUNDANCIA Redundancia de gateway para hosts (estándar) GLBP REDUNDANCIA Redundancia de gateway para hosts, capacidad de balance de carga Glosario
Bibliografía y recursos Libros y otros recursos • rfc791 – Internet Protocol • rfc1918 - Address Allocation for Private Internets • rfc3330 – Special-Use IPv4 Addresses • Wikipedia - http://es.wikipedia.org/wiki/Direcci%C3%B3n_IP • CCIE Professional Development - Routing TCP-IP, Volume I & II – Jeff Doyle
Gracias. Contacto acerca de esta presentación: Gianpietro Lavado Chiarella Systems Engineer Cisco Systems glch@cisco.com

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IPv4 - Internet Protocol version 4 v1.0

  • 1. IPv4 – Internet Protocol version 4 Introducción al protocolo y características Versión 1.0
  • 2. • Introducción • Redes y subredes • Conectividad IP • Aplicaciones IP • Conclusiones Agenda
  • 3. El protocolo IP nació originalmente para comunicar computadoras y servidores entre sí, dentro de una red privada o pública (Internet) Internet ISP Enlace IP privado ROUTER ROUTER Introducción Antecedentes
  • 4. Red IP como plataforma única de comunicaciones. Red IP privada / pública Cada vez más aplicaciones y equipos adquieren el soporte de IP: Telefonía IP fija y móvil, Comunicaciones IP inalámbricas, Protocolos industriales sobre IP, equipos de audio y video, electrodomésticos, etc. Introducción Tendencia actual
  • 6. Capa 1: física • Serial RS-232: cable multipar con conector DB9/DB25, hasta 115200bps V.35: cable multipar con conector winchester o DB25, hasta 2Mbps • Multiplexación digital PDH/SDH/SONET  en general “TDM” G.703/G.704 (E1): par de coaxiales o UTP con conector RJ45, hasta 2Mbps DS3; STM-1 a STM-1024: fibra óptica, de 45Mbps hasta 160Gbps • Ethernet 10/100/1000/10G/100GBaseXX: UTP con conector RJ45 o fibra óptica, hasta 100Gbps Capa 2: enlace • Frame-relay/ATM: varios circuitos virtuales (PVC) en un solo enlace físico • HDLC: un circuito lógico punto a punto en el enlace físico • PPP: un circuito lógico en el enlace físico, soporta autenticación y más. • Ethernet: multiacceso Capa 3: Red • IP: Internet Protocol (v4 y v6) Protocolos típicos por capa del modelo OSI Introducción
  • 7. 128.0.0.0 – 191.255.0.0 192.0.0.0 – 223.255.255.0C B A Rangos reservados para redes privadas 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 10.0.0.0 – 10.255.255.255 172.16.0.0 – 172.31.0.0 192.168.0.0 – 192.168.255.0C B A 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 Opción “classless” anula el concepto de clases con máscara fija Redes y subredes Distribución de direcciones IP 1.0.0.0 – 127.0.0.0 224.0.0.0 – 239.255.255.255D -
  • 8. 192.168.001.003 255.255.255.000 11000000.10101000.00000001.00000111 11111111.11111111.11111111.00000000 11000000.10101000.00000001.00000000 AND 192.168.001.000 Dirección IP de red = Parte de RED + Parte de HOSTS La máscara define estas dos partes, la parte de RED está identificada por ‘1s’ Bloque de red disponible = 192.168.1.0 a 192.168.1.255 Dirección de red (primera) = 192.168.1.0 Dirección de broadcast (última) = 192.168.1.255 Direcciones disponibles para hosts: 192.168.1.1 a 192.168.1.254 172.016.001.006 255.255.255.252 10101100.00010000.00000001.00000110 11111111.11111111.11111111.11111100 10101100.00010000.00000001.00000100 AND 172.016.001.004 Bloque de red disponible = 172.16.1.4 a 172.16.1.7 Dirección de red (primera) = 172.16.1.4 Dirección de broadcast (última) = 172.16.1.7 Direcciones disponibles para hosts: 172.16.1.5 a 172.16.1.6 Redes y subredes Significado y formación de subredes
  • 9. 1. Cada octeto expresado en decimal, tal cual suena. 255.254.0.0 255.255.128.0 255.255.255.0 2. Llamarla según el concepto antiguo de clases 255.0.0.0  Máscara de “clase A” 255.255.0.0  Máscara de “clase B” 255.255.255.0  Máscara de “clase C” 3. Expresarla en números del 1 al 32 según la cantidad de “1s” consecutivos 255.0.0.0  /8 255.255.128.0  /17 255.255.0.0  /16 255.255.255.128  /25 255.255.255.0  /24 255.224.0.0  /11 255.254.0.0  /15 255.255.255.255  /32 Redes y subredes Formas de expresar una máscara
  • 10. 192.168.1.0/24 172.16.1.8/30 172.16.1.12/30 172.16.1.0/30 172.16.1.4/30192.168.2.0/24 192.168.3.0/25 192.168.3.128/25 .1 .2 .3 .4 .5.1 .1 .129 .1 .2 .13 .6 .9 .10 .1 .14 192.168.4.0/24 .1 -LAN  varía según cantidad de hosts posibles (pensar en el futuro) -WAN /30 para enlaces punto a punto Redes y subredes Esquemas típicos de subred
  • 11. 192.168.3.0/24 Consiste en agrupar varias redes bajo una sola “super-red” con el objetivo primario de minimizar el tamaño de las tablas de rutas, logrando a la vez estabilidad en éstas. Ejemplo: 192.168.1.0/24 192.168.2.0/24 192.168.0.0/24 192.168.0.0/22 ¿Cómo se logra estabilidad en las tablas sumarizando?  Se “esconden” las pérdidas consecutivas de rutas o “flaps” 192.168.1.0/24 192.168.2.0/24 192.168.3.0/24 Sumarización 192.168.0.0/22 Sólo aprende la sumarización, ésta no se cae Tabla más estable Redes y subredes Concepto de sumarización
  • 12. Con la práctica es más fácil; si no la hay, seguir los siguientes pasos: 1. Separar la parte de red y trabajar sólo con ésta 192.168.0.0/24  192.168.0 192.168.2.0/24  192.168.2 192.168.1.0/24  192.168.1 192.168.3.0/24  192.168.3 2. Pasar los octetos “no comunes” a bits 192.168.0  00000000 192.168.2  00000010 192.168.1  00000001 192.168.3  00000011 3. Escoger los bits “no comunes” comparando todos los octetos, estos bits pasarán a ser parte de host (“0”) en la máscara de la nueva red sumarizada. 00000000 00000010  Nueva máscara 00000001 00000011 255.255.252.0 4. Hacer un “AND” con cualquiera de las redes y la nueva máscara: (192.168.3.0 AND 255.255.252.0) = 192.168.0.0  Nueva red NUEVA SUPERNET  192.168.0.0 255.255.252.0 ó 192.168.0.0/22 ¿Cómo se sumariza? Redes y subredes
  • 13. Comunicación dentro de la misma red Para lograr una comunicación entre equipos cuando estos se encuentran en la misma red IP, se mapea el destino IP a la dirección de capa 2. En IPv4 los hosts intercambian ARP broadcasts en capa 2 para conocer la dirección física de cada uno e iniciar la comunicación local. 192.168.1.2 ¿192.168.1.10? 192.168.1.10 ARP ARP ARP ARP ARP ARP ARPMAC 1. ARP Request 2. ARP Reply  Comunicación unidireccional Conectividad IP
  • 14. IP:192.168.2.2 • Enrutamiento estático: se configura cada ruta en forma manual. • Enrutamiento dinámico.- -IGP (interior routing protocol): para enrutamiento dentro de un sistema autónomo (AS). Protocolos: RIPv2, OSPF, IS-IS, EIGRP -EGP (exterior routing protocol): para enrutamiento entre sistemas autónomos (AS). Protocolos: BGP. 192.168.2.2 192.168.1.2 Rutas: a donde se tiene que enviar el paquete para que llegue a cierta red Ejemplo estática: ip route [red destino] [máscara] [siguiente salto] ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 172.16.1.1 172.16.1.1 IP:192.168.1.3 192.168.1.3 Conectividad IP Introducción a enrutamiento
  • 15. 1. Ruta más específica, sin importar el protocolo de enrutamiento. 2. Ruta con menor Distancia Administrativa. DISTANCIAS ADMINISTRATIVAS EN CISCO CONECTADAS 0 ESTÁTICAS 1 (MODIFICABLE) EBGP 20 EIGRP 90 OSPF 110 ISIS 115 RIPv2 120 ODR 160 IBGP 200 3. Ruta con menor métrica. MÉTRICAS POR PROTOCOLO EBGP ATRIBUTOS VARIOS EIGRP BW, DELAY, LOAD, RELIABILITY OSPF BW ISIS MANUAL RIPv2 HOPS IBGP ATRIBUTOS VARIOS Conectividad IP Criterios de selección de rutas al mismo destino
  • 16. Para que exista conectividad entre dos redes IP es necesario: 1. Que ambas redes tengan una ruta hacia la red destino, la cual puede ser específica, sumarizada o por defecto. 2. Que cada salto IP en el medio de las dos redes tenga una ruta para llegar a ambos destinos. 192.168.1.1/24 192.168.2.1/24 C 192.168.1.0/24 S 192.168.2.0/24 via 172.16.1.1 C 172.16.1.0/30 C 172.16.2.0/30 S 192.168.1.0/24 via 172.16.1.2 S 192.168.2.0/24 via 172.16.2.2 C 192.168.2.0/24 S 192.168.1.0/24 via 172.16.2.1 172.16.1.1 172.16.2.1 172.16.1.2 172.16.2.2 Reglas de conectividad Conectividad IP
  • 17. 1. Unicast Comunicación de “uno a uno”. Ejm.- 192.168.1.101 a 192.168.2.10 2. Multicast Comunicación de “uno a algunos” (los que están registrados en el grupo Multicast) Ejm.- 192.168.1.101 a 239.1.1.10 3. Broadcast Comunicación de “uno a todos”. Ejm.- 192.168.1.101 a 192.168.1.255 Tipos de conectividad Conectividad IP
  • 18. PING Es importante saber que: - No sólo tiene dirección DESTINO sino también ORIGEN. - Es tráfico de IDA y de VUELTA Por eso a veces es necesario hacer un “ping extendido” especificando un origen que no sea la IP de la interfaz de egreso. Pruebas de conectividad 192.168.1.1/24 192.168.2.1/24 C 192.168.1.0/24 S 192.168.2.0/24 via 172.16.1.1 C 172.16.1.0/30 C 172.16.2.0/30 S 192.168.1.0/24 via 172.16.1.2 S 192.168.2.0/24 via 172.16.2.2 C 192.168.2.0/24 S 192.168.1.0/24 via 172.16.2.1 PING – ORIGEN 172.16.1.2 / DESTINO 192.168.2.1 172.16.1.1 172.16.2.1 172.16.1.2 172.16.2.2 Conectividad IP
  • 19. PING Es importante saber que: - No sólo tiene dirección DESTINO sino también ORIGEN. - Es tráfico de IDA y de VUELTA Por eso a veces es necesario hacer un “ping extendido” especificando un origen que no sea la IP de la interfaz de egreso. Pruebas de conectividad 192.168.1.1/24 192.168.2.1/24 C 192.168.1.0/24 S 192.168.2.0/24 via 172.16.1.1 C 172.16.1.0/30 C 172.16.2.0/30 S 192.168.1.0/24 via 172.16.1.2 S 192.168.2.0/24 via 172.16.2.2 C 192.168.2.0/24 S 192.168.1.0/24 via 172.16.2.1 PING – ORIGEN 192.168.1.1 / DESTINO 192.168.2.1 172.16.1.1 172.16.2.1 172.16.1.2 172.16.2.2 Conectividad IP
  • 20. TRACEROUTE Es importante saber que: - Es un paquete ICMP que empieza con un valor de TTL (Time to Live) igual a 1, por lo cual expira en el primer salto. - Conforme va recibiendo respuestas de cada salto, va aumentando su valor de TTL en 1, así va recibiendo información desde cada salto IP. - Utiliza mensajes ICMP “host-unreachable” y “time-exceeded”. - Es tráfico de IDA y de VUELTA Por defecto servirá en redes IP: qué pasa con las redes MPLS? - Puede o no mostrar los saltos intermedios, dependerá de una configuración en los PE que tiene que ver con el TTL (propagate TTL) - Mostrará siempre el DELAY TOTAL de la red MPLS en cada salto Pruebas de conectividad Conectividad IP
  • 21. Para probar conectividad entre redes públicas, se dispone de otras herramientas como los “Looking Glass”. Un “Looking Glass” es un acceso limitado a un equipo que sirve para efectuar pruebas o verificar información en dicho equipo. Ejemplo: www.traceroute.org Contiene links a “Looking Glass” de distintos proveedores, en distintos países. Pruebas de conectividad Conectividad IP
  • 22. Esquema tradicional: Equipos de telefonía tradicional conectados entre sí a través de la PSTN o red privada sin compresión. Red privada / pública (PSTN) Red de telefonía tradicional PBX PBX Aplicaciones IP Telefonía IP
  • 23. Esquema híbrido: Equipos de telefonía tradicional conectados a una red IP a través Routers con funciones de Voice Gateways. Red IP Privada / Internet Redes IP Red de telefonía tradicional PBX Router/ V.Gateway Router/ V.Gateway Aplicaciones IP Telefonía IP
  • 24. Esquema híbrido: Equipos de telefonía tradicional conectados a una red IP a través de ‘Voice Gateways’ dedicados. Red IP Privada / Internet Redes IP Red de telefonía tradicional VVVV VVVV Router Router Voice Gateway Voice Gateway Aplicaciones IP Telefonía IP
  • 25. Esquema de VoIP completo: Equipos de telefonía con soporte IP completo, conectados entre sí a través de una red IP. Red IP Privada / Internet Redes IP Router Router Central IP Central IP Teléfonos IP Teléfonos IP Aplicaciones IP Telefonía IP
  • 26. Ventajas principales de la Telefonía IP • Disminución de los costos: - El consumo de cada llamada es menor en los medios de transmisión. - Posibilidad de utilizar una red IP privada o pública (Internet) para establecer llamadas. - Convergencia de servicios en una sola red. • Flexibilidad y facilidad para administrar los equipos involucrados. • Existencia de aplicaciones muy útiles para usuarios móviles. Retos • Dimensionar adecuadamente los enlaces y políticas de calidad de servicio para contar con una comunicación nítida. • Implementar esquemas redundantes para lograr una disponibilidad similar a la red de telefonía convencional. Aplicaciones IP Telefonía IP
  • 27. Esquema tradicional: El control, monitoreo y configuración de equipos industriales se hacía en una red paralela de protocolos seriales. RS232 RS485 RS422 Red Industrial tradicional PLC / Controlador Aplicaciones IP IP en la industria de automatización
  • 28. Esquema actual: La red de protocolos seriales se integra a la red IP de las plantas. Un equipo intermedio posibilita el transporte de protocolos seriales a IP. Aplicaciones IP IP en la industria de automatización Red IP Privada / Internet Terminal Server/ Controlador RS232 RS485 RS422 Eth. Industrial Red Industrial tradicionalRed IP PLC / Controlador Centro de Gestión Usuarios comunes Usuarios remotos
  • 29. Red Industrial tradicional Actualmente muchos controladores industriales ya disponen directamente de un puerto Ethernet para su conexión a una red IP. Esquema actual: La red de protocolos seriales se integra a la red IP de las plantas. Aplicaciones IP IP en la industria de automatización Red IP Privada / Internet RS485 RS422 Ethernet Industrial Red IP PLC / Controlador Usuarios comunes Usuarios remotos Centro de Gestión
  • 30. Red Industrial tradicional Es posible también conectarse a la red IP en forma inalámbrica. Esquema actual: La red de protocolos seriales se integra a la red IP de las plantas. Aplicaciones IP IP en la industria de automatización Red IP Privada / Internet RS485 RS422 Red IP Ethernet inalámbrico PLC / Controlador Usuarios comunes Usuarios remotos Centro de Gestión
  • 31. Ventajas principales de las redes IP en la Industria • Unificación de las redes de datos IP y Serial RS-XXX. • Control remoto de fácil implementación y sin límites de distancia. • Posibilidad de contar con aplicaciones Web para la administración de los dispositivos. • Disminución de los costos operativos al contar con una plataforma única de comunicaciones. Retos • Implementar equipos e interfaces de calidad industrial en las plantas. • Dimensionar adecuadamente los enlaces y políticas de calidad de servicio para contar con una comunicación confiable y rápida. Aplicaciones IP IP en la industria de automatización
  • 32. Red casera tradicional Esquema tradicional: Los servicios están separados en distintas redes. INTERNET TV/CablePSTN (Telf. pública) Red casera IP Aplicaciones IP IP en el hogar
  • 33. Red casera IP Esquema ‘Triple Play’: Los servicios son otorgados por un mismo proveedor desde una plataforma IP unificada. INTERNET PSTN Aplicaciones IP IP en el hogar IPTV Red IP
  • 34. Ventajas principales de las redes IP en el Hogar • IPTV ofrece un sistema de televisión y entretenimiento más personalizado y flexible. • Los servicios ofrecidos dentro de un mismo paquete bajan los costos. Retos • Contar con redes de alta capacidad (Proveedor). • Dimensionar adecuadamente los enlaces y políticas de calidad de servicio para contar con una comunicación confiable, rápida y nítida (Proveedor). Aplicaciones IP IP en el hogar
  • 35. Esquema tradicional: Antes de contar con redes IP, los protocolos Frame- Relay / ATM para interconexión de sedes no hacían un uso óptimo del medio de transmisión. Circuitos de cliente en capa 2 : 0Circuitos de cliente en capa 2 : 1Circuitos de cliente en capa 2 : 2Circuitos de cliente en capa 2 : 3Circuitos de cliente en capa 2 : 4Circuitos de cliente en capa 2 : 5Circuitos lógicos para el cliente: 6 CBB LPB ORU SRZ Red Frame Relay Aplicaciones IP IP en Provedores de Servicios
  • 36. Tendencia actual: La tecnología MPLS, montada sobre una plataforma IP, permite un uso óptimo de los medios de transmisión. Circuitos de cliente en capa 2 : 0Circuitos de cliente en capa 2 : 1Circuitos de cliente en capa 2 : 2Circuitos de cliente en capa 2 : 3Circuitos lógicos para el cliente : 4 CBB LPB ORU SCZ NODO IP NODO IP NODO IP NODO IP SERVICIOS Red MPLS Aplicaciones IP IP en Provedores de Servicios
  • 37. Ventajas principales de las redes MPLS en los Proveedores de servicios de telecomunicaciones. • Capacidad de ofrecerle a los clientes redes privadas y seguras con interconexión directa entre sus sedes por menor costo. • Capacidad de ofrecerle al cliente servicios centralizados con mayor facilidad y menor costo. • Provisionamiento de recursos mucho más sencillo. • Disminución de los costos operativos al contar con una plataforma única de comunicaciones, capaz de transportar cualquier protocolo. Retos • Dimensionar adecuadamente los enlaces troncales para proveer a los clientes los parámetros de calidad de servicio deseado. Aplicaciones IP IP en Provedores de Servicios
  • 38. • El amplio despliegue de las redes IP en el mundo coloca a este protocolo como la plataforma ideal para integrar diversos protocolos y optimizar costos. • La convergencia de redes permite el uso de dispositivos únicos de comunicación para el usuario, desde los cuales pueden contar con todos o con la mayoría de los servicios de telecomunicaciones disponibles (PCs, PDAs, Celulares, etc.). Conclusiones
  • 39. PROTOCOLO TIPO FUNCIÓN RIPV2 PROT. DE ENRUTAMIENTO INTERNO PARA IP (VECTOR DISTANCIA) Enrutar paquetes IP dentro de un sistema autónomo OSPF PROT. DE ENRUTAMIENTO INTERNO PARA IP (ESTADO ENLACE) Enrutar paquetes IP dentro de un sistema autónomo EIGRP PROT. DE ENRUTAMIENTO INTERNO PARA IP (HÍBRIDO) Enrutar paquetes IP dentro de un sistema autónomo ISIS PROT. DE ENRUTAMIENTO INTERNO PARA IP (ESTADO ENLACE) Enrutar paquetes IP dentro de un sistema autónomo eBGP PROT. DE ENRUTAMIENTO EXTERNO PARA IP Enrutar paquetes IP entre sistemas autónomos iBGP PROT. DE ENRUTAMIENTO INTERNO PARA IP Enrutar paquetes IP dentro de sistemas autónomos de tránsito MP- iBGP/eBGP PROT. DE ENRUTAMIENTO PARA VARIOS PROTOCOLOS enrutar paquetes IPv4, IPv6, VPNv4, VPNv6, multicast, etc. interna y externamente LDP CONTROL MPLS Intercambio de etiquetas entre routers con funciones de MPLS (LER, LSR) MPLS CONMUTACIÓN DE PAQUETES Conmutar paquetes de capa 3 o tramas de capa 2 utilizando etiquetas ARP RESOLUCIÓN DE DIRECCIONES Resolver direcciones IPv4 a partir de una dirección MAC DHCP ADMINISTRACIÓN DE HOSTS Asignar direcciones IP a hosts automáticamente HSRP REDUNDANCIA Redundancia de gateway para hosts (propietario de Cisco) VRRP REDUNDANCIA Redundancia de gateway para hosts (estándar) GLBP REDUNDANCIA Redundancia de gateway para hosts, capacidad de balance de carga Glosario
  • 40. Bibliografía y recursos Libros y otros recursos • rfc791 – Internet Protocol • rfc1918 - Address Allocation for Private Internets • rfc3330 – Special-Use IPv4 Addresses • Wikipedia - http://es.wikipedia.org/wiki/Direcci%C3%B3n_IP • CCIE Professional Development - Routing TCP-IP, Volume I & II – Jeff Doyle
  • 41. Gracias. Contacto acerca de esta presentación: Gianpietro Lavado Chiarella Systems Engineer Cisco Systems glch@cisco.com