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DIRECCIONES INTERNET




Enviado por atreides



    CONTENIDO

    1.- Asignación de Nombres y
    Direcciones

    2.- Debilidades de Direccionamiento IP

    3.- Protocolo de
    Resolución de Direcciones (ARP)

    4.- ARP inverso
    (RARP)

    DIRECCIONES INTERNET (IP)

    El protocolo de
    IP usa
    direcciones de IP para identificar los host y encaminar
    los datos hacia
    ellos. Todos los host deben tener una dirección de IP única para las
    comunicaciones. El nombre de host se traduce a su
    dirección de U' consultando el nombre en
    una base de datos de
    pares nombre-dirección.

    Cuando se diseñaron las direcciones de IP, nadie
    había soñado que llegase a haber millones de
    computadoras
    en el mundo y que muchas de ellas quisieran o necesitasen una
    dirección de IP. Los diseñadores pensaron que
    tenían que satisfacer las necesidades de una modesta
    comunidad de
    universidades, grupos de
    investigación y organizaciones
    gubernativas y militares.

    Eligieron un diseño
    que les parecía razonable por entonces. Una
    dirección de IP es un número binario de 32 bits (4
    octetos). Claramente, la dirección se eligió para
    que encajase convenientemente en un registro de 32
    bits de una computadora.
    El espacio de direcciones resultado, es decir, el conjunto
    de todos los números de direcciones posibles, contiene 2
    31 (4.294.967.296) números.

    La notación punto se inventó para
    leer y escribir fácilmente las direcciones de IR Cada
    octeto (S bits) de una dirección se convierte a su
    número decimal, y los números se separan por
    puntos. Por ejemplo, la dirección de
    blintz.med.yale.edu es un número binario de 32 bits
    que en la notación punto es:

    10000010 10000100 0001001 1 0001

    130.132.19.31

    Tenga en cuenta que el mayor número que puede
    aparecer en una posición dada 255, que corresponde al
    número binario 1 1 1 1 1 1 1 1.

    FORMATOS DE DIRECCIONES

    Como se muestra en la
    Figura 1, una dirección de IP tiene un formato de dos
    partes que son la dirección de red y la
    dirección local. La dirección de red identifica la red a la
    que está conectado el nodo. La dirección local
    identifica a un nodo particular dentro de la red de una organización.

    Todas las computadoras
    deben tener una dirección de IP única en el rango
    de sistemas con los
    que se comunican.

    Dirección de
    red

    Dirección local

    Figura 1. Formato de una dirección de
    IP

    CLASES DE
    DIRECCIONES

    Toda organización que planee conectarse a la
    Intemet debe conseguir un bloque de direcciones de IP
    únicas. Las direcciones se consiguen de la autoridad de
    registro
    apropiada.

    Por conveniencia, las NIC de registro
    delegan grandes bloques de su espacio de direcciones de IP a los
    proveedores de
    servicio. De
    esta forma las organizaciones
    pueden obtener sus direcciones de sus proveedores de
    servicios en
    lugar de un NIC de
    registro.

    Durante muchos años, sólo había
    tres tamaños de bloques de direcciones, grande, medio y
    pequeño. Existían tres formatos diferentes de
    direcciones de red para cada uno de los tamaños de
    bloques. Los formatos de direcciones eran:

    Clase A para redes muy
    grandes.

    Clase B para redes de tamaño
    medio.

    Clase C para redes pequeñas.

    En la Figura 2 se muestran los formatos de las clases A,
    B y C. Tenga en cuenta que las clases de direcciones tienen las
    características que se muestran en la Tabla
    1.

    En los inicios de la Intemet, a las organizaciones con
    redes muy grandes, como la Marina de Estados Unidos o
    Digital Equipment Corporation, se les concedía direcciones
    de Clase A. La parte de red de una dirección de Clase A
    tiene una longitud de un octeto. Los tres octetos restantes de
    una dirección de Clase A pertenecen a la parte local y se
    usan para asignar números a los nodos.

    Existen muy pocas direcciones de Clase A y la
    mayoría de las organizaciones de gran tamaño han
    tenido que conformarse con un bloque de direcciones de Clase B de
    tamaño medio. La parte de red de una dirección de
    Clase B es de dos octetos. Los dos octetos restantes de una
    dirección de Clase B pertenecen a la parte local y se usan
    para asignar números a los nodos.

    Las organizaciones pequeñas reciben una o
    más direcciones de Clase C. La parte de red de una
    dirección de Clase C es de tres octetos. De esta forma
    sólo queda un octeto para la parte local que se usa para
    asignar números a los nodos.

    Es
    sencillo adivinar la clase de una dirección de IP. Basta
    con mirar el primer número de la dirección en
    formato de puntos. Los intervalos de números para cada una
    de las clases se puede ver en la Tabla 1 y en la Figura
    2

    Figura 2

    Además de las Clases A, B y C, existen dos
    formatos especiales de direcciones, la Clase D y la Clase E. Las
    direcciones de Clase D se usan para multienvío de
    IP. El multienvío permite distribuir un mismo mensaje a un
    grupo de
    computadoras dispersas por una red. Las direcciones de
    multienvío, permiten realizar aplicaciones de conferencia.

    Las direcciones de Clase E se han reservado para uso
    experimental.

    Las direcciones de Clase D empiezan con un número
    entre 224 y 239. Las direcciones de Clase E empiezan con un
    número entre 240 y 255.

    RESTRICCIONES EN LAS
    CLASES DE DIRECCIONES

    DIRECCIONES SIN CONEXIÓN A LA INTERNET

    Se han reservado varios bloques de direcciones para su
    uso en redes que no se van a conectar a la Internet y que
    no van a necesitar conectividad con otra organización.
    Estas direcciones son:

    10.0.0.0- 10.255.255.255

    172.16.0.0-172.31.255.255

    192.168.0.0-192.168.255.255

    Tenga en cuenta que puede haber muchas
    organizaciones que usen estos números. Si su
    compañía se fusiona con otra en algún
    momento, o decide comunicarse con los clientes o los
    proveedores mediante TCP/IP, puede haber conflictos de
    direcciones. Sin embargo, puede registrar una red de Clase C y usarla
    para las comunicaciones
    externas. Se puede obtener software de envío que
    mande la información entre ciertas computadoras y el
    mundo exterior usando una red registrada de Clase C.

    En la RFC 1918, Address Allocation for Private
    Internets
    (Asignación de direcciones en internet
    privadas), se tratan las ventajas e inconvenientes de usar estas
    direcciones reservadas.

    DIFUSION DIRIGIDA (Broadcast)

    Se puede enviar un datagrama de IP a todos los host de
    una red remota dada. Se hace poniendo la parte local de la
    dirección completa a uno.

    Por ejemplo, suponga que un administrador
    quiere enviar un aviso a todos los nodos de la red Ethernet de Clase
    C 201.49.16.0. La dirección de IP utilizada para la
    difusión es:

    201.49.16.255

    Significa que a ningún host se le puede dar la
    dirección 201.49.16.255. La dirección
    131,18.255.255 se podría usar para enviar un mensaje a
    todos los nodos de una red de Clase B completa. Tenga en cuenta
    que si se pudiese asignar como número de subred el 255 a
    una de las subredes, habría un problema. No
    quedaría claro si una difusión a 130.15.255.255 iba
    dirigida a esa subred o la red completa. Para evitarlo nunca se
    asigna a una subred un número que sean todos
    unos.

    DIFUSION DIRIGIDA A UNA SUBRED

    La difusión también se puede dirigir a una
    subred concreta, que puede encontrarse di- rectamente conectada a
    la subred o puede ser una subred remota desde el host origen. Por
    ejemplo, si 131.18.7.0 es una subred de una red de Clase B, se
    puede utilizar la dirección 130.18.7.255 para difundir un
    mensaje a todos los nodos de esa subred.

    Si la subred de destino es remota, el resultado de
    enviar un datagrama de IP a la dirección de
    difusión es que se transmitirá una copia del
    datagrama al encaminador conectado a la subred 131.18.7.0.
    Suponiendo que esta subred es una LAN, el
    encaminador debería usar una dirección de
    difusión física en el campo de
    destino de la trama de Control de acceso
    al medio (MAC) para dirigir el mensaje a todos los host de dicha
    subred.

    Tenga en cuenta que esto implica que no se puede asignar
    a ningún sistema la
    dirección reservada de IP 130.18.7.255.

    DIFUSION LIMITADA

    La dirección de IP 255.255.255.255 1, es decir,
    una dirección con 32 unos, difunde un datagrama a todos
    los sistemas en el
    enlace local. Este tipo de difusión se usa, por ejemplo,
    con los protocolos
    BOOTP y DHCP, que el sistema utiliza
    para obtener su dirección de IP y otros datos de
    inicialización desde un servidor de
    arranque. Un cliente en-
    vía una solicitud de arranque a 255.255.255.255 y usa la
    dirección reservada 0.0.0.0 como su dirección de
    IP.

    Una difusión se expande por la LAN
    envolviendo el datagrama de IP en una trama cuya cabecera tiene
    la dirección de difusión física a todos como
    dirección de destino.

    DIRECCION INTERNA (Loopback)

    En el extremo opuesto de la difusión están
    los mensajes que nunca abandonan el host lo- cal. Hay muchos host
    que contienen procesos
    clientes y
    servidores.
    Los clientes y servidores
    locales se comunican mediante IP dentro del host. Para ello, usan
    una dirección especial que se llama dirección
    interna (loopback). Por convenio, cualquier
    dirección que empieza con 127 se reserva con este
    propósito. En la práctica sólo se usa la
    dirección 127.0.0. 1. Tenga en cuenta que se ha reservado
    un espacio de direcciones Clase A de 216
    números con este propósito.

    Es muy fácil ver en acción la
    dirección interna. Por ejemplo el cliente y el
    servidor de
    Transferencia de archivos de
    Chameleon se pueden ejecutar concurrentemente en
    Microsoft Windows.

    El cliente se conecta con el servidor en una
    dirección interna 127.0.0.1. Cualquier
    «transferencia de archivo»
    que ejecuta el cliente lo único que hace es copiar los
    archivos de un
    directorio de la PC a otro. El servidor guarda un registro de la
    actividad del cliente en la dirección
    127.0.0.1.

    REDES Y SUBREDES
    DE TCP/IP

    Una organización que tenga direcciones de red de
    Clase A o Clase B es muy probable que tenga una red de cierta
    complejidad constituida por muchas LAN y varios enlaces de WAN.
    Tiene sentido, entonces, dividir el espacio de estados de forma
    que coincida con la estructura de
    la red de acuerdo a una familia de
    subredes. Para ello, la parte local de la dirección se
    divide una parte de subred y una parte de sistema
    de manera conveniente, como se muestra en la
    Figura 3.

    El tamaño de la parte de subred de una
    dirección y la asignación de números a
    subredes es responsabilidad de la
    organización que «posee» esa parte del
    espacio de direcciones.

    Las direcciones de subred suelen dividirse en bytes. Una
    organización con direcciones de Clase B, como por ejemplo
    128.21 usará el tercer byte para identificar las subredes.
    Por ejemplo:

    128.121.1

    128.121.2

    128.121.3

    Entonces el cuarto byte se usará para identificar
    los host particulares de una subred.

    Por otra parte, una organización con direcciones
    de Clase C sólo tiene un byte de espacio de direcciones.
    Podría elegir no realizar subredes o quizá usar 4
    bits para direcciones de subred y 4 bits para direcciones de
    host, como se muestra en la Figura 4. En esta figura, las
    direcciones locales, 61, se expresan en binario como 0011 1101.
    Los cuatro primeros bits identifican a una subred y los
    últimos cuatro bits identifican el sistema.

    MÁSCARAS DE SUBRED

    El tráfico se encamina hacia un host consultando
    las partes de red y subred de una dirección de IP. La
    parte de red de una dirección de Clase A, B o C tiene un
    tamaño fijo. Pero las organizaciones pueden decidir
    sus propios tamaños de subred, por lo que
    ¿cómo pueden reconocer los encaminadores estos
    campos? La respuesta es que hay que configurar los sistemas para
    que conozcan el tamaño de la parte de subred de la
    dirección.

    El tamaño del campo de subred se almacena
    realmente en un parámetro de configuración llamado
    máscara de subred. La máscara de subred es
    una secuencia de 32 bits. Los bits que corresponden a los campos
    de red y subred de una dirección se ponen a 1 y los bits
    para el campo del sistema se ponen a 0.

    Por ejemplo, si se usa el tercer byte de las direcciones
    que empiezan por 128.121 para identificar las subredes, la
    máscara es:

    11111111 11111111 11111111 00000000

    Normalmente las máscaras de subred se expresan en
    notación decimal con puntos. La máscara anterior se
    puede escribir:

    255.255.255.0

    A veces la máscara se escribe en hexadecimal,
    como

    X`FF-FF-F'F-00

    Los host y encaminadores conectados a una subred se
    configuran con la máscara de la subred. Suele ser
    común usar una única máscara de subred en
    toda una internet de la
    organización. Hay excepciones a esta práctica,
    y algunas organizaciones usan varios tamaños diferentes de
    subred.

    Por ejemplo, si una red tiene muchas líneas punto
    a punto, no sería conveniente usar los números de
    subred ya que sólo hay dos sistemas en cada subred punto a
    punto. Una organización podría decidir usar
    máscaras de 14 bits (255.255.255.252) para sus
    líneas punto a punto.

    ARP (Protocolo de
    Resolución de direcciones)

    Antes de enviar un datagrama entre dos estaciones de una
    LAN, debe envolverse en una trama con una cabecera y una cola. La
    trama se envía a la su tarjeta de interfaz de red cuya
    dirección física coincide con la dirección
    física de destino en la cabecera de la trama.

    Por tanto, para enviar un datagrama por una LAN, hay
    que descubrir cuál es la dirección .física
    del nodo de destino.

    Afortunadamente, existe un procedimiento
    para descubrir automáticamente la dirección
    física. El Protocolo de resolución de
    direcciones (AR.P – Address Resolution Pro
    tocol) ofrece un
    método de
    difusión para traducir automáticamente entre
    dirección de IP y dirección
    física.

    Los sistemas de la red local usan ARP para descubrir
    información sobre su propia
    dirección física. Cuando un host quiere empezar a
    comunicarse con un socio local, busca la dirección de IP
    del otro en su tabla de ARP, que normalmente se mantiene en
    memoria. Si no
    existe una entrada para esa dirección de IP, el host
    difunde una solicitud de ARP que contiene la dirección de
    IP de destino, de acuerdo con la Figura 5.

    El host de destino reconoce su dirección de IP y
    lee la consulta. Lo primero que hace el host destino es
    actualizar su propia tabla de traducción de direcciones
    con la dirección física del origen. Es
    lógico ya que, probablemente, el destino pronto
    empezará una conversación con el origen. El host
    destino envía de vuelta una respuesta que contiene su
    propia dirección de la interfaz hardware.

    Cuando el origen recibe la respuesta, actualiza su tabla
    de ARP y ya está listo para transmitir datos por la
    LAN.

    Figura 5: Para determinar la dirección
    física Pb de B, desde su dirección IP, Ib, (a) el
    anfitrión A transmite por difusión una solicitud
    ARP que contiene Ib a todas las máquinas
    en la subred, y (b) el anfitrión B envía una
    respuesta ARP que contiene el par (Ib,Pb).

    ARP Sustituto (proxy
    ARP)

    Los términos ARP sustituto (proxy, ARP)
    promiscuo y ARP hack,
    se refieren a la segunda técnica
    utilizada para transformar un solo prefijo IP de red en dos
    direcciones físicas. La técnica, que sólo se
    aplica en redes que utilizan ARP para convertir direcciones de
    red en direcciones físicas, se puede explicar mejor
    mediante un ejemplo. En la figura 6 se ilustra la
    situación.

    En la figura, dos redes comparten una sola
    dirección IP. Imagine que la etiquetada como Red
    Principal
    era la red original y segunda, etiquetada como
    Red Oculta, se agregó después. R, que es el
    ruteador que conecta las dos redes, sabe qué anfitriones
    residen en cada red física y utiliza ARP para mantener la
    ilusión de que solamente existe una red. Para dar esa
    apariencia, R mantiene totalmente oculta la localización
    de los anfitriones, permitiendo que las demás máquinas
    en la red se comuniquen como si estuvieran conectadas de manera
    directa. En nuestro ejemplo, cuando el anfitrión H1
    necesita comunicarse con el anfitrión H4, primero
    llama a ARP para convertir la dirección IP de H4 en
    una dirección física. Una vez que tiene la
    dirección física, H1 puede enviarle directamente el
    datagrama.

    Debido a que el ruteador R corre software proxy ARP, R
    captura la solicitud transmitida por difusión de Hi1
    decide que la máquina en cuestión reside en la otra
    red física y responde la solicitud ARP enviando su propia
    dirección física. H1 recibe la respuesta ARP,
    instala la asociación en su tabla ARP y la utiliza para
    enviar a R los datagramas destinados a H4. Cuando R recibe
    un datagrama, busca en una tabla especial de ruteo para
    determinar cómo rutear el datagrama. R debe encaminar los
    datagramas destinados a H4 a través de la red
    oculta. a fin de permitir que los anfitriones en la red oculta
    alcancen anfitriones en la red principal, R también
    realiza el servicio de
    ARP sustituto (proxy ARP) en dicha red.

    Los ruteadores que utilizan la técnica de ARP
    sustituto, tornan ventaja de una característica importante del protocolo
    ARP, a saber, la confianza. ARP está basado en la idea de
    que todas las máquinas cooperan y de que cualquier
    respuesta es legitima. La mayor parte de los anfitriones instalan
    asociaciones obtenidas por medio de ARP sin verificar su validez
    y sin mantener una consistencia. Por lo tanto, puede suceder que
    la tabla ARP asocie muchas direcciones IP en la misma
    dirección física, sin embargo, esto no viola las
    especificaciones del protocolo.

    Algunas implantaciones de ARP no son tan poco exigentes
    como otras. En particular, las implementaciones ARP
    diseñadas para alertar a los administradores de posibles
    violaciones de seguridad les
    informarán siempre que dos direcciones IP distintas se
    transformen en la misma dirección física de
    hardware. El
    propósito de alertar al administrador es
    avisarle sobre el spoofing, situación en la que una
    máquina indica ser otra para poder
    interceptar paquetes. Las implantaciones de ARP en anfitriones
    que alertan a los administradores del posible spoofing no
    se pueden utilizar en redes que tienen ruteadores sustitutos ARP,
    ya que el software generarla mensajes con gran
    frecuencia.

    La principal ventaja de ARP sustituto es que se puede
    agregar a un solo ruteador en una red sin alterar las tablas de
    ruteo en otros anfitriones o ruteadores en esa red. Por lo tanto,
    el software ARP sustituto (proxy ARP) oculta completamente los
    detalles de las conexiones físicas.

    La principal desventaja de ARP sustituto es que no
    trabaja para las redes a menos que utilicen ARP para la
    definición de direcciones. Además, no se generaliza
    para topologías de red más complejas (por
    ejemplo, muchos ruteadores que interconectan dos redes
    físicas), ni incorpora una forma razonable para el ruteo.
    De hecho, la mayor parte de las implantaciones de ARP
    confía en los administradores para el mantenimiento
    manual de
    máquinas y direcciones, haciendo que se ocupe tiempo y se tenga
    propensión a los errores.

    Figura 6 La técnica de APP sustituto (ARP
    hack) permite que una dirección de red se comparta entre
    dos redes físicas. El ruteador R contesta solicitudes ARP
    en cada red para los anfitriones en otra, proporcionando su
    dirección de hardware y ruteando datagramas de manera
    correcta en cuanto llegan. En esencia, R miente sobre las
    transformaciones de dirección IP a dirección
    física.

    ARP
    gratuito

    Una máquina puede enviar una solicitud ARP
    preguntando sobre su propia dirección IP.
    Propósitos:

    • detectar direcciones IP duplicadas
    • forzar a que todos actualicen la entrada de la
      cache correspondiente

    RARP (ARP
    inverso)

    Para ayudar a un nodo a descubrir su propia
    dirección de IP se diseñó una variante del
    ARP llamado ARP inverso (RARP – reverse ARP). El
    objetivo era
    que lo usasen las estaciones de trabajo sin disco y otros
    dispositivos que necesitasen obtener configuración de red
    de un servidor de red.

    La estación que usa el protocolo ARP inverso
    difunde una petición en la que indica su dirección
    física y solicita su dirección de IP. Un servidor
    de la red, configurado con una tabla de direcciones
    físicas y las correspondientes direcciones de IP responde
    a la petición.

    ARP
    inverso ha sido superado por el protocolo BOOTP y su
    versión mejorada, el Protocolo de configuración
    dinámica de host (DHCP – Dynamic Host
    Configuration Protocol).
    Estos protocolos son
    más potentes y se usan para conseguir un conjunto completo
    de parámetros de configuración de un sistema
    TCP/IP.

    Figura 7 Ejemplo de un intercambio en el que se
    utiliza el protocolo RARP. (a) la máquina A transmite por
    difusión una solicitud RARP especificándose como
    des- tino y (b) las máquinas autorizadas para proporcionar
    el servicio RARP (C y D) responden directamente a
    A.

    FORMATO DE MENSAJE
    ARP/RARP

    El campo HARDWARE TYPE especifica un tipo de
    interfaz de hardware para el que el transmisor busca una
    respuesta; contiene el valor 1 para
    Ehternet De forma similar, el campo PROTOCOL TYPE
    especifica el tipo de dirección de protocolo de alto nivel
    que proporcionó el transmisor. contiene 080016
    para la dirección IP. El campo OPERATION especifica
    una solicitud ARP (1), una respuesta ARP (2), una solicitud RARP
    (3) o una respuesta RARP (4). Los campos HLEN y PLEN
    permiten que ARP se utilice con redes arbitrarias ya que
    éstas especifican la longitud de la dirección de
    hardware y la longitud de la dirección del protocolo de
    alto nivel. El transmisor proporciona sus direcciones IP y de
    hardware, si las conoce, en los campos SENDER HA y SENDER
    IP.

    Cuando realiza una solicitud, el transmisor
    también proporciona la dirección IP del objetivo
    (ARP) o la dirección de hardware del objetivo
    (RARP), utilizando los campos TARGET HA y TARGET IP. Antes
    de que la máquina objetivo responda, completa las
    direcciones faltantes, voltea los pares de objetivo y transmisor,
    y cambia la operación a respuesta. Por lo tanto, una
    respuesta transporta las direcciones tanto de hardware como de TP
    del solicitante original, lo mismo que las direcciones de
    hardware e IP de la máquina para la que se realizó
    asignación.

     

     

    Autor:

    Carlos Gimenez

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