tema 3. teoría. nivel de interred

Tema 2. Teora. Nivel de interred

SMR

Pgina 1 de 63



SMR

Pgina 2 de 63


SMR

Pgina 3 de 63

ndice de contenidoInternet Protocol........................................................................................................................................................3 Direccin IP................................................................................................................................................................5 Classless Inter-Domain Routing (CIDR)........................................................................................................................9 Classful network.......................................................................................................................................................13 Cabecera IP..............................................................................................................................................................15 IPv6.........................................................................................................................................................................19 Encaminamiento.......................................................................................................................................................27 Repetidor.................................................................................................................................................................32 Concentrador............................................................................................................................................................33 Router......................................................................................................................................................................35 Zeroconf...................................................................................................................................................................40 Dynamic Host Configuration Protocol.........................................................................................................................42


SMR

Pgina 4 de 63

Internet ProtocolInternet Protocol (IP)Familia Familia de protocolos de Internet Funcin Envo de paquetes de datos tanto a nivel local como a travs de redes. ltima versin IPv6 Ubicacin en la pila de protocolos Aplicacin http, ftp, ... Transporte TCP, UDP, ..... Red IP Ethernet, Token Ring, Enlace FDDI, ... Estndares RFC 791 (1981) RFC 2460 (IPv6, 1998) Internet Protocol (en espaol Protocolo de Internet) o IP es un protocolo de comunicacin de datos digitales clasificado funcionalmente en la Capa de Red segn el modelo internacional OSI Su funcin principal es el uso bidireccional en origen o destino de comunicacin para transmitir datos mediante un protocolo no orientado a conexin que transfiere paquetes conmutados a travs de distintas redes fsicas previamente enlazadas segn la norma OSI de enlace de datos.

1 Descripcin funcional 2 Direccionamiento IP y enrutamiento 2.1 Direccin IP 2.2 Enrutamiento

Descripcin funcional El diseo del protocolo IP se realiz presuponiendo que la entrega de los paquetes de datos sera no confiable por lo cual IP tratar de realizarla del mejor modo posible, mediante tcnicas de encaminamiento, sin garantas de alcanzar el destino final pero tratando de buscar la mejor ruta entre las conocidas por la mquina que este usando IP. Los datos en una red basada en IP son enviados en bloques conocidos como paquetes o datagramas (en el protocolo IP estos trminos se suelen usar indistintamente). En particular, en IP no se necesita ninguna configuracin antes de que un equipo intente enviar paquetes a otro con el que no se haba comunicado antes. IP provee un servicio de datagramas no fiable (tambin llamado del mejor esfuerzo, en ingls best-effort), lo har lo mejor posible pero garantizando poco). IP no provee ningn mecanismo para determinar si un paquete alcanza o no su destino y nicamente proporciona seguridad (mediante checksums o sumas de comprobacin) de sus cabeceras y no de


SMR

Pgina 5 de 63

los datos transmitidos. Por ejemplo, al no garantizar nada sobre la recepcin del paquete, ste podra llegar daado, en otro orden con respecto a otros paquetes, duplicado o simplemente no llegar. Si se necesita fiabilidad, sta es proporcionada por los protocolos de la capa de transporte, como TCP. Si la informacin a transmitir ("datagramas") supera el tamao mximo "negociado" (MTU) en el tramo de red por el que va a circular podr ser dividida en paquetes ms pequeos, y reensamblada luego cuando sea necesario. Estos fragmentos podrn ir cada uno por un camino diferente dependiendo de como estn de congestionadas las rutas en cada momento. Las cabeceras IP contienen las direcciones de las mquinas de origen y destino (direcciones IP), direcciones que sern usadas por los enrutadores (routers) para decidir el tramo de red por el que reenviarn los paquetes. El IP es el elemento comn en el Internet de hoy. El actual y ms popular protocolo de red es IPv4 , IPv6 es el sucesor propuesto de IPv4; poco a poco Internet est agotando las direcciones disponibles por lo que IPv6 utiliza direcciones de fuente y destino de 128 bits(lo cual asigna a cada milmetro cuadrado de la superficie de la Tierra la colosal cifra de 670.000 millones de direcciones IP), muchas ms direcciones que las que provee IPv4 con 32 bits. Las versiones de la 0 a la 3 estn reservadas o no fueron usadas. La versin 5 fue usada para un protocolo experimental. Otros nmeros han sido asignados, usualmente para protocolos experimentales, pero no han sido muy extendidos. Direccionamiento IP y enrutamiento Quizs los aspectos ms complejos de IP son el direccionamiento y el enrutamiento. El direccionamiento se refiere a la forma como se asigna una direccin IP y cmo se dividen y se agrupan subredes de equipos. El enrutamiento consiste en encontrar un camino que conecte una red con otra y, aunque es llevado a cabo por todos los equipos, es realizado principalmente por routers, que no son ms que computadoras especializadas en recibir y enviar paquetes por diferentes interfaces de red, as como proporcionar opciones de seguridad, redundancia de caminos y eficiencia en la utilizacin de los recursos. Direccin IP Una direccin IP es un nmero que identifica de manera lgica y jerrquicamente a una interfaz de un dispositivo (habitualmente una computadora) dentro de una red que utilice el protocolo de Internet (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red o nivel 3 del modelo de referencia OSI. Dicho nmero no se ha de confundir con la direccin MAC que es un nmero fsico que es asignado a la tarjeta o dispositivo de red (viene impuesta por el fabricante), mientras que la direccin IP se puede cambiar. El usuario al conectarse desde su hogar a internet utiliza una direccin IP. Esta direccin puede cambiar al reconectar. A la posibilidad de cambio de direccin de la IP se denomina direccin IP dinmica ( porque las IP son limitadas)


SMR

Pgina 6 de 63

Los sitios de Internet que por su naturaleza necesitan estar permanentemente conectados, generalmente tienen una direccin IP fija (IP fija o IP esttica); es decir, no cambia con el tiempo. Los servidores de correo, dns, ftp pblicos, servidores web, conviene que tengan una direccin IP fija o esttica, ya que de esta forma se facilita su ubicacin. Las mquinas manipulan y jerarquizan la informacin de forma numrica, y son altamente eficientes para hacerlo y ubicar direcciones IP. Sin embargo, los seres humanos debemos utilizar otra notacin ms fcil de recordar y utilizar, por ello las direcciones IP pueden utilizar un sinnimo, llamado nombre de dominio(Domain Name), para convertir los nombres de dominio en direcciones IP, se utiliza la resolucin de nombres de dominio DNS. Existe un protocolo para asignar direcciones DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol). IP dinmicas llamado

Enrutamiento En comunicaciones, el encaminamiento (a veces conocido por el anglicismo ruteo o enrutamiento) es el mecanismo por el que en una red los paquetes de informacin se hacen llegar desde su origen a su destino final, siguiendo un camino o ruta a travs de la red. En una red grande o en un conjunto de redes interconectadas el camino a seguir hasta llegar al destino final puede suponer transitar por muchos nodos intermedios. Asociado al encaminamiento existe el concepto de mtrica, que es una medida de lo "bueno" que es usar un camino determinado. La mtrica puede estar asociada a distintas magnitudes: distancia, coste, retardo de transmisin, nmero de saltos, etc., o incluso a una combinacin de varias magnitudes. Si la mtrica es el retardo, es mejor un camino cuyo retardo total sea menor que el de otro. Lo ideal en una red es conseguir el encaminamiento ptimo: tener caminos de distancia (o coste, o retardo, o la magnitud que sea, segn la mtrica) mnimos. Tpicamente el encaminamiento es una funcin implantada en la capa 3 (capa de red) del modelo de referencia OSI.


SMR

Pgina 7 de 63

Direccin IPUna direccin IP es una etiqueta numrica que identifica, de manera lgica y jerrquica, a un interfaz (elemento de comunicacin/conexin) de un dispositivo (habitualmente una computadora dentro de una red que utilice el protocolo IP(Internet Protocol), que corresponde al nivel de red del modelo OSI. Dicho nmero no se ha de confundir con la direccin MAC, que es un identificador de 48bits para identificar de forma nica la tarjeta de red y no depende del protocolo de conexin utilizado ni de la red. La direccin IP puede cambiar muy a menudo por cambios en la red o porque el dispositivo encargado dentro de la red de asignar las direcciones IP decida asignar otra IP (por ejemplo, con el protocolo DHCP). A esta forma de asignacin de direccin IP se denomina direccin IP dinmica (normalmente abreviado como IP dinmica). Los sitios de Internet que por su naturaleza necesitan estar permanentemente conectados generalmente tienen una direccin IP fija(comnmente, IP fija o IP esttica). Esta no cambia con el tiempo. Los servidores de correo, DNS, FTP pblicos y servidores de pginas web necesariamente deben contar con una direccin IP fija o esttica, ya que de esta forma se permite su localizacin en la red. Los ordenadores se conectan entre s mediante sus respectivas direcciones IP. Sin embargo, a los seres humanos nos es ms cmodo utilizar otra notacin ms fcil de recordar, como los nombres de dominio; la traduccin entre unos y otros se resuelve mediante los servidores de nombres de dominio DNS, que a su vez facilita el trabajo en caso de cambio de direccin IP, ya que basta con actualizar la informacin en el servidor DNS y el resto de las personas no se enterarn, ya que seguirn accediendo por el nombre de dominio.

1 Direcciones IPv4 1.1 Direcciones privadas 1.2 Mscara de subred 1.3 Creacin de subredes 1.4 IP dinmica 1.4.1 Ventajas 1.4.2 Desventajas 1.4.3 Asignacin de direcciones IP 1.5 IP fija 2 Direcciones IPv6

Direcciones IPv4


SMR

Pgina 8 de 63

Las direcciones IPv4 se expresan por un nmero binario de 32 bits, permitiendo un espacio de direcciones de hasta 4.294.967.296 (232) direcciones posibles. Las direcciones IP se pueden expresar como nmeros de notacin decimal: se dividen los 32 bits de la direccin en cuatro octetos. El valor decimal de cada octeto est comprendido en el rango de 0 a 255 [el nmero binario de 8 bits ms alto es 11111111 y esos bits, de derecha a izquierda, tienen valores decimales de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 y 128, lo que suma 255]. En la expresin de direcciones IPv4 en decimal se separa cada octeto por un carcter nico ".". Cada uno de estos octetos puede estar comprendido entre 0 y 255, salvo algunas excepciones. Los ceros iniciales, si los hubiera, se pueden obviar. Ejemplo de representacin de direccin IPv4: 10.128.001.255 o 10.128.1.255 En las primeras etapas del desarrollo del Protocolo de Internet, los administradores de Internet interpretaban las direcciones IP en dos partes, los primeros 8 bits para designar la direccin de red y el resto para individualizar la computadora dentro de la red. Este mtodo pronto prob ser inadecuado, cuando se comenzaron a agregar nuevas redes a las ya asignadas. En 1981 el direccionamiento internet fue revisado y se introdujo la arquitectura de clases (classful network architecture). En esta arquitectura hay tres clases de direcciones IP que una organizacin puede recibir de parte de la Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN): clase A, clase B y clase C. En una red de clase A, se asigna el primer octeto para identificar la red, reservando los tres ltimos octetos (24 bits) para que sean asignados a los hosts, de modo que la cantidad mxima de hosts es 224 - 2 (se excluyen la direccin reservada para broadcast (ltimos octetos en 255) y de red (ltimos octetos en 0)), es decir, 16.777.214 hosts. En una red de clase B, se asignan los dos primeros octetos para identificar la red, reservando los dos octetos finales (16 bits) para que sean asignados a los hosts, de modo que la cantidad mxima de hosts es 216 - 2, o 65.534 hosts. En una red de clase C, se asignan los tres primeros octetos para identificar la red, reservando el octeto final (8 bits) para que sea asignado a los hosts, de modo que la cantidad mxima de hosts es 28 2, 254 hosts. N de Cla Mscara Rango N de Redes Host Broadcast ID se de Red Por Red 1.0.0.0 16.777. 255.0.0. x.255.255.255 A 128 2 =126 126.255.255.255 214 0 128 Redes 16.3842= 128.0.0.0255.255. B 16.382 65.534 x.x.255.255 191.255.255.255 0.0 (64x256)- 2


SMR

Pgina 9 de 63

192.0.0.02.097.152-2 = 255.255. 254 x.x.x.255 223.255.255.255 2.097.150 - 2 255.0 224.0.0.0(D) histrico 239.255.255.255 240.0.0.0(E) histrico 255.255.255.255 La direccin 0.0.0.0 es reservada por la IANA para identificacin local (Se utiliza por ordenador cuando no tiene todava direccin IP). La direccin que tiene los bits de host iguales a cero sirve para definir la red en la que se ubica. Se denomina direccin de red. La direccin que tiene los bits correspondientes a host iguales a uno, sirve para enviar paquetes a todos los hosts de la red en la que se ubica. Se denomina direccin de broadcast. Las direcciones 127.x.x.x se reservan para designar la propia mquina. Se denomina direccin de bucle local o loopback. El diseo de redes de clases (classful) sirvi durante la expansin de internet, sin embargo este diseo no era escalable y frente a una gran expansin de las redes en la dcada de los noventa, el sistema de espacio de direcciones de clases fue reemplazado por una arquitectura de redes sin clases Classless Inter-Domain Routing (CIDR)3 en el ao 1993. CIDR est basada en redes de longitud de mscara de subred variable (variable-length subnet masking VLSM) que permite asignar redes de longitud de prefijo arbitrario. Permitiendo una distribucin de direcciones ms fina y granulada, calculando las direcciones necesarias y "desperdiciando" las mnimas posibles. C Hay ciertas direcciones en cada clase de direccin IP que no estn asignadas y que se denominan direcciones privadas. Las direcciones privadas pueden ser utilizadas por los hosts que usan traduccin de direccin de red (NAT) para conectarse a una red pblica o por los hosts que no se conectan a Internet. En una misma red no pueden existir dos direcciones iguales, pero s se pueden repetir en dos redes privadas que no tengan conexin entre s o que se conecten mediante el protocolo NAT. Las direcciones privadas son:

Direcciones privadas

Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (8 bits red, 24 bits hosts). Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (12 bits red, 20 bits hosts). 16 redes clase B contiguas, uso en universidades y grandes compaas. Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (16 bits red, 16 bits hosts). 256 redes clase C continuas, uso de compaas medias y pequeas adems de pequeos proveedores de internet (ISP). Muchas aplicaciones requieren conectividad dentro de una sola red, y no necesitan conectividad externa. En las redes de gran tamao a menudo se usa TCP/IP. Por ejemplo, los bancos pueden utilizar TCP/IP para conectar los cajeros automticos que no se conectan a la red pblica, de manera que las direcciones privadas son ideales para estas circunstancias. Las direcciones privadas tambin se pueden utilizar en una red en la que no hay suficientes direcciones pblicas disponibles.


SMR

Pgina 10 de 63

Las direcciones privadas se pueden utilizar junto con un servidor de traduccin de direcciones de red (NAT-Network Addles Translation-Es lo que hace el router-) para suministrar conectividad a todos los hosts de una red que tiene relativamente pocas direcciones pblicas disponibles. Segn lo acordado, cualquier trfico que posea una direccin destino dentro de uno de los intervalos de direcciones privadas no se enrutar a travs de Internet. Mscara de subred La mascara permite distinguir los bits que identifican la red y los que identifican el host de una direccin IP. Dada la direccin de clase A 10.2.1.2 sabemos que pertenece a la red 10.0.0.0 y el host al que se refiere es el 2.1.2 dentro de la misma. La mscara se forma poniendo a 1 los bits que identifican la red y a 0 los bits que identifican el host. De esta forma una direccin de clase A tendr como mscara 255.0.0.0, una de clase B 255.255.0.0 y una de clase C 255.255.255.0. Los dispositivos de red realizan un AND entre la direccin IP y la mscara para obtener la direccin de red a la que pertenece el host identificado por la direccin IP dada. Por ejemplo un router necesita saber cul es la red a la que pertenece la direccin IP del datagrama destino para poder consultar la tabla de encaminamiento y poder enviar el datagrama por la interfaz de salida. Para esto se necesita tener cables directos. La mscara tambin puede ser representada de la siguiente forma 10.2.1.2/8 donde el /8 indica que los 8 bits ms significativos de mscara estn destinados a redes, es decir /8 = 255.0.0.0. Anlogamente (/16 = 255.255.0.0) y (/24 = 255.255.255.0). Creacin de subredes El espacio de direcciones de una red puede ser subdividido a su vez creando subredes autnomas separadas. Un ejemplo de uso es cuando necesitamos agrupar todos los empleados pertenecientes a un departamento de una empresa. En este caso crearamos una subred que englobara las direcciones IP de stos. Para conseguirlo hay que reservar bits del campo host para identificar la subred estableciendo a uno los bits de red-subred en la mscara. Por ejemplo la direccin 172.16.1.1 con mscara 255.255.255.0 nos indica que los dos primeros octetos identifican la red (por ser una direccin de clase B), el tercer octeto identifica la subred (a 1 los bits en la mscara) y el cuarto identifica el host (a 0 los bits correspondientes dentro de la mscara). Hay dos direcciones de cada subred que quedan reservadas: aquella que identifica la subred (campo host a 0) y la direccin para realizar broadcast en la subred (todos los bits del campo host en 1). IP dinmica Una direccin IP dinmica es una IP asignada mediante un servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) al usuario. La IP que se obtiene tiene una duracin mxima determinada. El servidor DHCP provee parmetros de configuracin especficos para cada cliente que desee participar en la red IP. Entre estos parmetros se encuentra la direccin IP del cliente. DHCP apareci como protocolo estndar en octubre de 1993. El estndar RFC 2131 especifica la ltima definicin de DHCP (marzo de 1997). DHCP


SMR

Pgina 11 de 63

sustituye al protocolo BOOTP, que es ms antiguo. Debido a la compatibilidad retroactiva de DHCP, muy pocas redes continan usando BOOTP puro. Las IP dinmicas son las que actualmente ofrecen la mayora de operadores. El servidor del servicio DHCP puede ser configurado para que renueve las direcciones asignadas cada tiempo determinado. Ventajas Reduce los costos de operacin a los proveedores de servicios de Internet (ISP). Reduce la cantidad de IP asignadas (de forma fija) inactivas. Desventajas Obliga a depender de servicios que redirigen un host a una IP.

Asignacin de direcciones IPDependiendo de la implementacin concreta, el servidor DHCP tiene tres mtodos para asignar las direcciones IP: manualmente, cuando el servidor tiene a su disposicin una tabla que empareja direcciones MAC con direcciones IP, creada manualmente por el administrador de la red. Slo clientes con una direccin MAC vlida recibirn una direccin IP del servidor. automticamente, donde el servidor DHCP asigna permanentemente una direccin IP libre, tomada de un rango prefijado por el administrador, a cualquier cliente que solicite una. dinmicamente, el nico mtodo que permite la reutilizacin de direcciones IP. El administrador de la red asigna un rango de direcciones IP para el DHCP y cada ordenador cliente de la LAN tiene su software de comunicacin TCP/IP configurado para solicitar una direccin IP del servidor DHCP cuando su tarjeta de interfaz de red se inicie. El proceso es transparente para el usuario y tiene un periodo de validez limitado. IP fija Una direccin IP fija es una direccin IP asignada por el usuario de manera manual (Que en algunos casos el ISP o servidor de la red no lo permite), o por el servidor de la red (ISP en el caso de internet, router o switch en caso de LAN) con base en la direccin MAC del cliente. Mucha gente confunde IP Fija con IP Pblic e IP Dinmica con IP Privada.

Una IP puede ser Privada ya sea dinmica o fija como puede ser IP Pblica Dinmica o Fija. Una IP pblica se utiliza generalmente para montar servidores en internet y necesariamente se desea que la IP no cambie por eso siempre la IP Pblica se la configura de manera Fija y no Dinmica, aunque si se podra. En el caso de la IP Privada generalmente es dinmica asignada por un servidor DHCP, pero en algunos casos se configura IP Privada Fija para poder controlar el acceso a internet o a la red local, otorgando ciertos privilegios dependiendo del nmero de IP que tenemos, si esta cambiara (fuera dinmica) sera ms complicado controlar estos privilegios (pero no imposible). Las IP Pblicas fijas actualmente en el mercado de acceso a Internet tienen un costo adicional mensual. Estas IP son asignadas por el usuario


SMR

Pgina 12 de 63

despus de haber recibido la informacin del proveedor o bien asignadas por el proveedor en el momento de la primera conexin. Esto permite al usuario montar servidores web, correo, FTP, etc. y dirigir un nombre de dominio a esta IP sin tener que mantener actualizado el servidor DNS cada vez que cambie la IP como ocurre con las IP Pblicas dinmicas.

Classless Inter-Domain RoutingClassless Inter-Domain Routing o CIDR (en espaol, enrutamiento entredominios sin clases) se introdujo en 1993 por IETF y representa la ltima mejora en el modo de interpretar las direcciones IP. Su introduccin permiti una mayor flexibilidad al dividir rangos de direcciones IP en redes separadas. De esta manera permiti:

Un uso ms eficiente de las cada vez ms escasas direcciones IPv4. Un mayor uso de la jerarqua de direcciones (agregacin de prefijos de red), disminuyendo la sobrecarga de los enrutadores principales de internet para realizar el encaminamiento.

1 Introduccin 2 Bloques CIDR 3 Asignacin de bloques CIDR 4 CIDR y mscaras de subred 5 Agregacin de prefijos 6 Antecedentes histricos 7 Vase tambin 8 Enlaces externos

IntroduccinCIDR reemplaza la sintaxis previa para nombrar direcciones IP, las clases de redes. En vez de asignar bloques de direcciones en los lmites de los octetos, que implicaban prefijos naturales de 8, 16 y 24 bits, CIDR usa la tcnica VLSM(variable lenght subnet mask, en espal, mscara de subred de longitud variable), para hacer posible la asignacin de prefijos de longitud arbitraria. CIDR engloba: La tcnica VLSM para especificar prefijos de red de longitud variable. Una direccin CIDR se escribe con un sufijo que indica el nmero de bits de longitud de prefijo, p.ej. 192.168.0.0/16 que indica que la mscara de red tiene 16 bits (es decir, los primeros 16 bits de la mscara son 1 y el resto 0). Esto permite un uso ms eficiente del cada vez ms escaso espacio de direcciones IPv4 La agregacin de mltiples prefijos contiguos en superredes, reduciendo el nmero de entradas en las tablas de ruta globales.


SMR

Pgina 13 de 63

Bloques CIDR

CIDR es un estndar de red para la interpretacin de direcciones IP. CIDR facilita el encaminamiento al permitir agrupar bloques de direcciones en una sola entrada de tabla de rutas. Estos grupos, llamados comnmente Bloques CIDR, comparten una misma secuencia inicial de bits en la representacin binaria de sus direcciones IP. Los bloques CIDR IPv4 se identifican usando una sintaxis similar a la de las direcciones IPv4: cuatro nmeros decimales separados por puntos, seguidos de una barra de divisin y un nmero de 0 a 32; A.B.C.D/N. Los primeros cuatro nmeros decimales se interpretan como una direccin IPv4, y el nmero tras la barra es la longitud de prefijo, contando desde la izquierda, y representa el nmero de bits comunes a todas las direcciones incluidas en el bloque CIDR.


SMR

Pgina 14 de 63

Decimos que una direccin IP est incluida en un bloque CIDR, y que encaja con el prefijo CIDR, si los N bits iniciales de la direccin y el prefijo son iguales. Por tanto, para entender CIDR es necesario visualizar la direccin IP en binario. Dado que la longitud de una direccin IPv4 es fija, de 32 bits, un prefijo CIDR de N-bits deja bits sin encajar, y hay decir que combinaciones posibles con los bits restantes. Esto quiere direcciones IPv4 encajan en un prefijo CIDR de N-bits.

Ntese que los prefijos CIDR cortos (nmeros cercanos a 0) permiten encajar un mayor nmero de direcciones IP, mientras que prefijos CIDR largos (nmeros cercanos a 32) permiten encajar menos direcciones IP. Una direccin diferentes. IP puede encajar en varios prefijos CIDR de longitudes

CIDR tambin se usa con direcciones IPv6, en las que la longitud del prefijo varia desde 0 a 128, debido a la mayor longitud de bit en las direcciones, con respecto a IPv4. En el caso de Ipv6 se usa una sintaxis similar a la comentada: el prefijo se escribe como una direccin IPv6, seguida de una barra y el nmero de bits significativos.

Supernetting: Para hacer las tablas de enrutamiento mas pequeas. Hacemos la mscara mas pequea. Subnetting: Para aprovechar mejor las direcciones IP. Aumentamos el nmero de host. Hacemos la mscara mas grande.

Asignacin de bloques CIDREl bloque 208.128.0.0/11, un bloque CIDR largo que contena ms de dos millones de direcciones, haba sido asignado por ARIN, (el RIR Norteamericano) a MCI. Automation Research Systems, una empresa intermediaria del estado de Virginia, alquil de MCI una conexin a Internet, y recibi el bloque 208.130.28.0/22, capaz de admitir 1024 direcciones IP ( ; ) ARS utiliz un bloque 208.130.29.0/24 para sus servidores pblicos, uno de los cuales era 208.130.29.33. Todos estos prefijos CIDR se utilizaron en diferentes enrutadores para realizar el encaminamiento. Fuera de la red de MCI, el prefijo 208.128.0.0/11 se us para encaminar hacia MCI el trfico dirigido no solo a 208.130.29.33, sino tambin a cualquiera de los cerca de dos millones de direcciones IP con el mismo prefijo CIDR (los mismos 11 bits iniciales). En el interior de la red de MCI, 208.130.28.0/22 dirigira el trfico a la lnea alquilada por ARS. El prefijo 208.130.29.0/24 se usara slo dentro de la red corporativa de ARS.

CIDR y mscaras de subredUna mscara de subred es una mscara que codifica la longitud del prefijo de una forma similar a una direccin IP - 32 bits, comenzando desde la izquierda, ponemos a 1 tantos bits como marque la longitud del prefijo, y el resto de bits a cero, separando los 32 bits en cuatro grupos de ocho bits.


SMR

Pgina 15 de 63

CIDR usa mscaras de subred de longitud variable (VLSM) para asignar direcciones IP a subredes de acuerdo a las necesidades de cada subred. De esta forma, la divisin red/host puede ocurrir en cualquier bit de los 32 que componen la direccin IP. Este proceso puede ser recursivo, dividiendo una parte del espacio de direcciones en porciones cada vez menores, usando mscaras que cubren un mayor nmero de bits. Las direcciones de red CIDR/VLSM se usan a lo largo y ancho de la Internet pblica, y en muchas grandes redes privadas. El usuario normal no ve este uso puesto en prctica, al estar en una red en la que se usarn, por lo general, direcciones de red privadas recogidas en el RFC 1918. Agregacin de prefijos Otro beneficio de CIDR es la posibilidad de agregar prefijos de encaminamiento, un proceso conocido como "supernetting". Por ejemplo, diecisis redes /24 contiguas pueden ser agregadas y publicadas en los enrutadores de Internet como una sola ruta /20 (si los primeros 20 bits de sus respectivas redes coinciden). Dos redes /20 contiguas pueden ser agregadas en una /19, etc. Esto permite una reduccin significativa en el nmero de rutas que los enrutadores en Internet tienen que conocer (y una reduccin de memoria, recursos, etc.) y previene una explosin de tablas de encaminamiento, que podra sobrecargar a los routers e impedir la expansin de Internet en el futuro.

CIDR IPv4CID No. de R clase /32 1/256 C /31 1/128 C /30 1/64 C /29 1/32 C /28 1/16 C /27 1/8 C /26 1/4 C /25 1/2 C /24 1/1 C /23 2 C /22 4 C redes por Hosts* 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1,024 Mscara 255.255.25 5.255 255.255.25 5.254 255.255.25 5.252 255.255.25 5.248 255.255.25 5.240 255.255.25 5.224 255.255.25 5.192 255.255.25 5.128 255.255.25 5.0 255.255.25 4.0 255.255.25


SMR

Pgina 16 de 63

/21 8 C /20 16 C /19 32 C /18 64 C /17 128 C /16 256 C, 1 B /15 512 C, 2 B /14 1,024 C, 4 B /13 2,048 C, 8 B /12 4,096 C, 16 B

2,048 4,096 8,192 16,384 32,768 65,536 131,072 262,144 524,288

1,048,57 6 2,097,15 /11 8,192 C, 32 B 2 4,194,30 /10 16,384 C, 64 B 4 8,388,60 /9 32,768 C, 128B 8 65,536 C, 256B, 1 16,777,2 /8 A 16 131,072 C, 512B, 2 33,554,4 /7 A 32 262,144 C, 1,024 67,108,8 /6 B, 4 A 64 524,288 C, 2,048 134,217, /5 B, 8 A 728 1,048,576 C, 4,096 268,435, /4 B, 16 A 456 2,097,152 C, 8,192 536,870, /3 B, 32 A 912 4,194,304 C, 1,073,74 /2 16,384 B, 64 A 1,824 8,388,608 C, 2,147,48 /1 32,768 B, 128 A 3,648 16,777,216 C, 4,294,96 /0 65,536 B, 256 A 7,296

2.0 255.255.24 8.0 255.255.24 0.0 255.255.22 4.0 255.255.19 2.0 255.255.12 8.0 255.255.0. 0 255.254.0. 0 255.252.0. 0 255.248.0. 0 255.240.0. 0 255.224.0. 0 255.192.0. 0 255.128.0. 0 255.0.0.0 254.0.0.0 252.0.0.0 248.0.0.0 240.0.0.0 224.0.0.0 192.0.0.0 128.0.0.0 0.0.0.0


SMR

Pgina 17 de 63

(*) En la prctica hay que restar 2 a este nmero. La direccin menor (ms baja - todos los bits de host a 0) del bloque se usa para identificar a la propia red (toda la red), y la direccin mayor (la ms alta - todos los bits de host a 1) se usa como direccin de broadcast. Por tanto, en un bloque CIDR /24 podramos disponer de direcciones IP para asignar a dispositivos. Antecedentes histricos Originalmente, direcciones IP se separaban en dos partes: la direccin de red (que identificaba una red o subred), y la direccin de host (que identificaba la conexin o interfaz de una mquina especfica a la red). Esta divisin se usaba para controlar la forma en que se encaminaba el trfico entre redes IP. Histricamente, el espacio de direcciones IP se divida en cinco clases principales de redes (A, B, C, D y E), donde cada clase tena asignado un tamao fijo de direccin de red. La clase, y por extensin la longitud de la direccin de red y el nmero de host, se podan determinar comprobando los bits ms significativos (a la izquierda) de la direccin IP: 0 para las redes de Clase A 10 para las redes de Clase B 110 para las redes de Clase C 1110 para las redes de Clase D (usadas para transmisiones multicast) 11110 para las redes de Clase E (usadas para investigacin y experimentacin) Sin una forma de especificar la longitud de prefijo, o la mscara de red, los algoritmos de encaminamiento en los enrutadores tenan que usar forzosamente la clase de la direccin IP para determinar el tamao de los prefijos que se usaran en las tablas de ruta. Esto no representaba un gran problema en la Internet original, donde slo haba unas decenas/cientos de ordenadores, y los routers podan almacenar en memoria todas las rutas necesarias para alcanzarlos. A medida que la red TCP/IP experimental se expandi en los aos 80 para formar Internet, el nmero de ordenadores con direccin IP pblica creci exponencialmente, forzando a los enrutadores a incrementar la memoria necesaria para almacenar las tablas de rutas, y los recursos necesarios para mantener y actualizar esas tablas. La necesidad de un esquema de direcciones ms flexible se haca cada vez ms patente. Esta situacin condujo al desarrollo sucesivo de las subredes y CIDR. Dado que se ignora la antigua distincin entre clases de direcciones, el nuevo sistema se denomin encaminamiento sin clases (classless routing). Esta denominacin conllev que el sistema original fuera denominado encaminamiento con clases (classful routing).VLSM

parte del mismo concepto que CIDR. El trmino VLSM se usa generalmente cuando se habla de redes privadas, mientras que CIDR se usa cuando se habla de Internet (red pblica).


SMR

Pgina 18 de 63

Classful networkA classful network (con clases) is a network-addressing architecture used in the internet from 1981 until the introduction of Classless Inter-Domain Routing in 1993. The method divides the adress space for Internet Protocol Version 4 (IPv4) into five address classes. Each class, coded in the first four bits of the address, defines either a different network size, i.e. number of host for addresses (classes A, B, C), or a multicast network (class D). The fifth class (E) address range is reserved for future or experimental purposes. Since its discontinuation, remnants of classful network concepts remain in practice only in limited scope in the default configuration parameters of some network software and hardware components (e.g., default subnet mask), but the terms are often still used in general discussions of network structure among network administrators.


SMR

Pgina 19 de 63

Direcciones IPv6La funcin de la direccin IPv6 es exactamente la misma que la de su predecesor IPv4, pero dentro del protocolo IPv6. Est compuesta por 128 bits y se expresa en una notacin hexadecimal de 32 dgitos. IPv6 permite actualmente que cada persona en la Tierra tenga asignados varios millones de IPs, ya que puede implementarse con 2128 (3.41038 hosts direccionables). La ventaja con respecto a la direccin IPv4 es obvia en cuanto a su capacidad de direccionamiento. Su representacin suele ser hexadecimal y para la separacin de cada par de octetos se emplea el smbolo ":". Un bloque abarca desde 0000 hasta FFFF. Algunas reglas de notacin acerca de la representacin de direcciones IPv6 son: Los ceros iniciales, como en IPv4, se pueden obviar. Ejemplo: 2001:0123:0004:00ab:0cde:3403:0001:0063 2001:123:4:ab:cde:3403:1:63

Los bloques contiguos de ceros se pueden comprimir empleando "::". Esta operacin slo se puede hacer una vez. Ejemplo: 2001:0:0:0:0:0:0:4 2001::4. Ejemplo no vlido: 2001:0:0:0:2:0:0:1 2001::2:0:0:1 2001:0:0:0:2::1). -> 2001::2::1 (debera ser

Cabecera IPFormato de la Cabecera IP (Versin 4) 0-3 4-7 8-15 Versin Tamao Cabecera Tipo de Servicio Identificador Time To Live Protocolo Direccin IP de Origen Direccin IP de Destino Opciones Descripcin de cada uno de los campos Versin: 4 bits Siempre vale lo mismo (0100). Este campo describe el cabecera utilizada. En la tabla se describe la versin 4. formato de la 16-18 19-31 Longitud Total Flags Posicin de Fragmento Suma de Control de Cabecera

Relleno

Tamao Cabecera (IHL): 4 bits Longitud de la cabecera, en palabras de 32 bits. Su valor mnimo es de 5 para una cabecera correcta, y el mximo de 15 x 4 = 20 60 bytes respectivamente. Tipo de Servicio: 8 bits (1 byte) Indica una serie de parmetros sobre la calidad de servicio deseada durante el trnsito por una red. Algunas redes ofrecen prioridades de servicios, considerando determinado tipo de paquetes "ms importantes" que


SMR

Pgina 20 de 63

otros (en particular estas redes solo admiten los paquetes con prioridad alta en momentos de sobrecarga). Estos 8 bits se agrupan de la siguiente manera: Los 3 primeros bits estn relacionados con la precedencia de los mensajes, un indicador adjunto que indica el nivel de urgencia basado en el sistema militar de precedencia (vase Message Precedence) de la CCEB, un organizacin de comunicaciones electrnicas militares formada por 5 naciones. La urgencia que estos estados representan aumenta a medida que el nmero formado por estos 3 bits lo hace, y responden a los siguientes nombres. 000: 001: 010: 011: 100: 101: 110: 111: De rutina. Prioritario. Inmediato. Relmpago. Invalidacin relmpago. Procesando llamada crtica y de emergencia. Control de trabajo de Internet. Control de red.

Los 5 bits de mayor peso son independientes e indican caractersticas del servicio. Desglose de bits: Bits 0 a 2: prioridad. Bit 3:retardo(tiempo desde emisor hasta receptor).0 = normal;1 = bajo. Bit 4:caudal(Eslacapacidadporunidaddetiempo-anchodebanda.0= normal;1=alto. Bit 5:fiabilidad(probabilidad de que un paquete llegue).0=normal;1= alta. Bit 6-7: no usados. Reservados para uso futuro. Cuando intercambiamos la informacin rpidamente por ejemplo en juegos un retardo alto es muy importante y no nos permite la comunicacin adecuadamente. Longitud Total: 16 bits (2 bytes) Es el tamao total, en octetos, del datagrama, incluyendo el tamao de la cabecera y el de los datos. El tamao mnimo de los datagramas usados normalmente es de 576 octetos (64 de cabeceras y 512 de datos). Una mquina no debera enviar datagramas menores o mayores de ese tamao a no ser que tenga la certeza de que van a ser aceptados por la mquina destino. En caso de fragmentacin este campo contendr el tamao del fragmento, no el del datagrama original. Identificador: 16 bits Identificador nico del datagrama. Se utilizar, en caso de que el datagrama deba ser fragmentado, para poder distinguir los fragmentos de un datagrama de los de otro (cuando una red no admite datagramas de un tamao mximo de 1500 bits). El originador del datagrama debe asegurar un valor nico para la pareja origen-destino y el tipo de protocolo durante el


SMR

Pgina 21 de 63

tiempo que el datagrama pueda estar activo en la red. El valor asignado en este campo debe ir en formato de red. Flags: 3 bits Actualmente utilizado slo fragmentacin de paquetes: para especificar valores relativos a la

bit 2: Reservado; debe ser 0 bit 1: 0 = Divisible, 1 = No Divisible (DF) bit 0: 0 = ltimo Fragmento, 1 = Fragmento Intermedio (le siguen ms fragmentos) (MF) La indicacin de que un paquete es indivisible debe ser tenida en cuenta bajo cualquier circunstancia. Si el paquete necesitara ser fragmentado, no se enviar. Posicin de Fragmento: 13 bits En paquetes fragmentados indica la posicin, en unidades de 64 bits, que ocupa el paquete actual dentro del datagrama original. El primer paquete de una serie de fragmentos contendr en este campo el valor 0. Tiempo de Vida (TTL): 8 bits (1 byte) Indica el mximo nmero de enrutadores(saltos) que un paquete puede atravesar. Cada vez que algn nodo procesa este paquete disminuye su valor en 1 como mnimo, una unidad. Cuando llegue a ser 0, el paquete ser descartado y se manda un mensaje de error al remitente. Protocolo: 8 bits Indica el protocolo de las capas superiores al que debe entregarse el paquete de datos (en este caso de ICMP)Vea Nmeros de protocolo IP para comprender como interpretar este campo. Suma de Control de Cabecera: 16 bits Suma de Contol de cabecera. Se recalcula cada vez que algn nodo (routers) cambia alguno de sus campos (por ejemplo, el Tiempo de Vida). El mtodo de clculo -intencionadamente simple- consiste en sumar en complemento a 1 cada palabra de 16 bits de la cabecera (considerando valor 0 para el campo de suma de control de cabecera) y hacer el complemento a 1 del valor resultante. Direccin IP de origen: 32 bits Ver Direcciones IP. Debe ser dada en formato de red. Direccin IP de destino: 32 bits Ver Direcciones IP. Debe ser dada en formato de red. Opciones: Variable Aunque no es obligatoria la utilizacin de este campo, cualquier nodo debe ser capaz de interpretarlo. Puede contener un nmero indeterminado de opciones, que tendrn dos posibles formatos: Formato de opciones simple Se determina con un slo octeto indicando el Tipo de opcin, el cual est dividido en 3 campos.


SMR

Pgina 22 de 63

Indicador de copia: 1 bit. En caso de fragmentacin, la opcin se copiar o no a cada nuevo fragmento segn el valor de este campo: 0 = no se copia 1 = se copia. Clase de opcin: 2 bits. Las posibles clases son: 0 = control 1 = reservada 2 = depuracin y mediciones 3 = ya esta. Nmero de opcin: 5 bits. Identificador de la opcin. Formato de opciones compuesto Un octeto para el Tipo de opcin, otro para el Tamao de opcin, y uno o ms octetos conformando los Datos de opcin. El Tamao de opcin incluye el octeto de Tipo de opcin, el de Tamao de opcin y la suma de los octetos de datos. La siguiente tabla muestra las opciones actualmente definidas:Clase 0 0 0 0 0 0 0 2 Nmero 0 1 2 3 9 7 8 4 Tamao 11 variable variable variable 4 variable Descripcin Final de lista de opciones. Formato simple. Ninguna operacin (NOP). Formato simple. Seguridad. Enrutado desde el Origen, abierto (Loose Source Routing). Enrutado desde el Origen, estricto (Strict Source Routing). Registro de Ruta (Record Route). Identificador de flujo (Stream ID). Marca de tiempo (Internet Timestamping).

Final de Lista de Opciones: Se usa al final de la lista de opciones, si sta no coincide con el final de la cabecera IP. Ninguna Operacin (NOP): Se puede usar para palabras de 32 bits. forzar la alineacin de las opciones en

Seguridad: Especifica niveles de seguridad que van desde "No Clasificado" hasta "Mximo Secreto", definidos por la Agencia de Seguridad de la Defensa (de EE.UU.). Enrutado desde el Origen (abierto) y Registro de Ruta (LSSR): Esta opcin provee el mecanismo para que el originador de un datagrama pueda indicar el itinerario que ha de seguir a travs de la red y para registrar el camino seguido.


SMR

Pgina 23 de 63

Los Datos de Opcin consisten en un puntero (un octeto) y una lista de direcciones IP (4 octetos cada una) que se han de alcanzar ("procesar"): El puntero indica la posicin de la siguiente direccin de la ruta, dentro de la Opcin; as, su valor mnimo es de 4. Cuando un nodo de Internet procesa la direccin de la lista apuntada por el puntero (es decir, se alcanza esa direccin) incrementa el puntero en 4, y redirige el paquete a la siguiente direccin. Si el puntero llega a ser mayor que el Tamao de Opcin significa que la informacin de ruta se ha procesado y registrado completamente y se redirigir el paquete a su direccin de destino. Si se alcanza la direccin de destino antes de haber procesado la lista de direcciones completa (el puntero es menor que el Tamao de Opcin) la siguiente direccin de la lista reemplaza a la direccin de destino del paquete y es a su vez reeemplazada por la direccin del nodo que est procesando el datagrama ("Ruta Registrada"), incrementando, adems, el puntero en 4. Utilizando este mtodo de sustituir la direccin especificada en origen por la Ruta Registrada se asegura que el tamao de la Opcin (y de la cabecera IP) no vara durante su recorrido por la red. Se considera que la ruta especificada por el originador es "abierta" porque cualquier nodo que procesa el paquete es libre de dirigirlo a la siguiente direccin siguiendo cualquier otra ruta intermedia. Slo puede usarse una vez en un datagrama, y, en caso de fragmentacin, la opcin se copiar a los paquetes resultantes. Enrutado desde el Origen (estricto) y Registro de Ruta (SSRR): Exactamente igual que LSSR, excepto en el tratamiento que los nodos harn de este datagrama. Al ser la ruta especificada "estricta", un nodo debe reenviar el paquete directamente a la siguiente direccin, es decir, no podr redireccionarlo por otra red. Registro de Ruta: Mediante el uso de esta Opcin se puede registrar el itinerario de un datagrama. Los Datos de Opcin consisten en un puntero (un octeto) y un espacio relleno de ceros que contendr la Ruta Registrada para el paquete. Cuando un nodo recibe un paquete en el que est presente esta opcin, escribir su direccin IP en la posicin indicada por el puntero, siempre que sta sea menor que el Tamao de Opcin, e incrementar el puntero en 4. Es preciso que el espacio reservado para la Ruta Registrada tenga una longitud mltiplo de 4; si al intentar grabar su direccin un


SMR

Pgina 24 de 63

nodo detecta que existe espacio libre pero es menor de 4 octetos, el paquete no se reenva (se pierde) y se notifica el error, mediante ICMP, al originador del datagrama. Esta Opcin no se copia en caso de fragmentacin, y slo puede aparecer una vez en un paquete. Relleno: Variable Utilizado para asegurar que el tamao, en bits, de la cabecera es un mltiplo de 32. El valor usado es el 0.


SMR

Pgina 25 de 63

IPv6El Internet Protocol version 6 (Ipv6) (en espaol: Protocolo de Internet versin 6) es una versin del protocolo Internet Protoco (IP), definida en el RFC 246 y diseada para reemplazar a Internet Protocol version 4 (Ipv4) RFC 791, que actualmente est implementado en la gran mayora de dispositivos que acceden a Internet. Diseado por Steve Deering de Xerox PARC y Craig Mudge, IPv6 est destinado a sustituir a IPv4, cuyo lmite en el nmero de direcciones de red admisibles est empezando a restringir el crecimiento de Internet y su uso, especialmente en China, India, y otros pases asaticos densamente poblados. El nuevo estndar mejorar el servicio globalmente; por ejemplo, proporcionar a futuras celdas telefnicas y dispositivos mviles sus direcciones propias y permanentes. A principios de 2010, quedaban menos del 10% de IPs sin asignar. En la semana del 3 de febrero del 2011, la IAN (Agencia Internacional de Asignacin de Nmeros de Internet, por sus siglas en ingls) entreg el ltimo bloque de direcciones disponibles (33 millones) a la organizacin encargada de asignar IPs en Asia, un mercado que est en auge y no tardar en consumirlas todas. IPv4 posibilita 4,294,967,296 (232) direcciones de red diferentes, un nmero inadecuado para dar una direccin a cada persona del planeta, y mucho menos a cada vehculo, telfono, PDA, etctera. En cambio, IPv6 admite 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 (2128 o 340 sextillones de direcciones) cerca de 6,7 1017 (670 mil billones) de direcciones por cada milmetro cuadrado de la superficie de La Tierra. Otra va para la popularizacin del protocolo es la adopcin de este por parte de instituciones. El gobierno de los Estados Unidos orden el despliegue de IPv6 por todas sus agencias federales en el ao 2008. Son 16 bytes y 128 bits de extensin y 32 caracteres hexadecimales.


SMR

Pgina 26 de 63

1 Motivacin y orgenes de los IP 2 Cambios y nuevas caractersticas 2.1 Capacidad extendida de direccionamiento 2.2 Autoconfiguracin de direcciones libres de estado (SLAAC) 2.3 Multicast 2.4 Seguridad de Nivel de Red obligatoria 2.5 Procesamiento simplificado en los routers 2.6 Movilidad 2.7 Soporte mejorado para las extensiones y opciones 2.8 Jumbogramas 3 Direccionamiento IPv6 3.1 Notacin para las direcciones IPv6 3.2 Identificacin de los tipos de direcciones 4 Paquete IPv6 4.1 Cabecera Fija 4.2 Cabeceras de extensin 4.3 Carga til 5 IPv6 y el Sistema de Nombres de Dominio 5.1 Mecanismos de transicin a IPv6 6 Despliegue de IPv6 7 Anuncios importantes sobre IPv6 8 En Colombia 9 Vase tambin 10 Referencias 11 Vase tambin 12 Enlaces externos

Motivacin y orgenes de los IPDurante la primera dcada de operacin de Internet basado en TCP/IP, a fines de los 80s, se hizo aparente que se necesitaba desarrollar mtodos para conservar el espacio de direcciones. A principios de los 90s, incluso despus de la introduccin del rediseo de redes sin clase, se hizo claro que no sera suficiente para prevenir el agotamiento de las direcciones IPv4 y que se necesitaban cambios adicionales. A comienzos de 1992, circulaban varias propuestas de sistemas y a finales de 1992, la IETF anunci el llamado para white papers (RFC 1550) y la creacin de los grupos de trabajo de "IP de prxima generacin" ("IP Next Generation") o (IPng). IPng fue propuesto por el Internet Engineering Task Force (IETF) el 25 de julio de 1994, con la formacin de varios grupos de trabajo IPng. Hasta 1996, se publicaron varios RFCs definiendo IPv6, empezando con el RFC 2460.


SMR

Pgina 27 de 63

La discusin tcnica, el desarrollo e introduccin de IPv6 no fue sin controversia. Incluso el diseo ha sido criticado por la falta de interoperabilidad con IPv4 y otros aspectos, por ejemplo por el cientfico de computacin D. J. Bernstein.3 Incidentalmente, IPng (IP Next Generation) no pudo usar la versin nmero 5 (IPv5) como sucesor de IPv4, ya que sta haba sido asignada a un protocolo experimental orientado al flujo de streaming que intentaba soportar voz, video y audio. Se espera ampliamente que IPv6 sea soportado en conjunto con IPv4 en el futuro cercano. Los nodos solo-IPv4 no son capaces de comunicarse directamente con los nodos IPv6, y necesitarn ayuda de un intermediario.

Cambios y nuevas caractersticasEn muchos aspectos, IPv6 es una extensin conservadora de IPv4. La mayora de los protocolos de transporte -y aplicacin- necesitan pocos o ningn cambio para operar sobre IPv6; las excepciones son los protocolos de aplicacin que integran direcciones de capa de red, como FTP o NTPv3, NTPv4. IPv6 especifica un nuevo formato de paquete, diseado para minimizar el procesamiento del encabezado de paquetes. Debido a que las cabeceras de los paquetes IPv4 e IPv6 son significativamente distintas, los dos protocolos no son interoperables. Algunos de los cambios de IPv4 a IPv6 ms relevantes son:

Capacidad extendida de direccionamiento

Una ilustracin de una direccin IP (versin 6), en hexadecimal y binario. El inters de los diseadores era que direcciones ms largas permiten una entrega jerrquica, sistemtica y en definitiva mejor de las direcciones y una eficiente agregacin de rutas. Con IPv4, se desplegaron complejas tcnicas de Classless Interdomain Routing (CIDR) para utilizar de mejor manera el pequeo espacio de direcciones. El esfuerzo requerido para reasignar la numeracin de una red existente con prefijos de rutas distintos es muy grande, como se discute en RFC 2071 y RFC 2072. Sin embargo, con IPv6, cambiando el prefijo anunciado por unos pocos routers es posible en principio reasignar la numeracin de toda la red, ya que los identificadores de nodos (los 64 bits menos significativos de la direccin) pueden ser auto-configurados independientemente por un nodo.


SMR

Pgina 28 de 63

El tamao de una subred en IPv6 es de 264 (mscara de subred de 64-bit), el cuadrado del tamao de la Internet IPv4 entera. As, las tasas de utilizacin del espacio de direcciones ser probablemente menor en IPv6, pero la administracin de las redes y el ruteo sern ms eficientes debido a las decisiones de diseo inherentes al mayor tamao de las subredes y la agregacin jerrquica de rutas.

Autoconfiguracin de direcciones libres de estado (SLAAC)Los nodos IPv6 pueden configurarse a s mismos automticamente cuando son conectados a una red ruteada en IPv6 usando los mensajes de descubrimiento de routers de ICMPv6. La primera vez que son conectados a una red, el nodo enva una solicitud de router de link-local usando multicast (router solicitacin) pidiendo los parmetros de configuracin; y si los routers estn configurados para esto, respondern este requerimiento con un "anuncio de router" (router advertisement) que contiene los parmetros de configuracin de capa de red. Si la autoconfiguracin de direcciones libres de estado no es adecuada para una aplicacin, es posible utilizar Dynamic Host Configuration Protocol para IPv6 (DHCPv6) o bien los nodos pueden ser configurados en forma esttica. Los routers presentan un caso especial de requerimientos para la configuracin de direcciones, ya que muchas veces son la fuente para informacin de autoconfiguracin, como anuncios de prefijos de red y anuncios de router. La configuracin sin estado para routers se logra con un protocolo especial de renumeracin de routers.

MulticastArtculo principal: Multicast. Multicast, la habilidad de enviar un paquete nico a destinos mltiples, pero no a todos es parte de la especificacin base de IPv6. Esto es diferente a IPv4, donde es opcional (aunque usualmente implementado). IPv6 no implementa broadcast, que es la habilidad de enviar un paquete a todos los nodos del enlace conectado (parte de host todo a unos). El mismo efecto puede lograrse enviando un paquete al grupo de multicast de enlacelocal todos los nodos (all hosts). Por lo tanto, no existe el concepto de una direccin de broadcast y as la direccin ms alta de la red (la direccin de broadcast en una red IPv4) es considerada una direccin normal en IPv6. Muchos ambientes no tienen, sin embargo, configuradas sus redes para rutear paquetes multicast, por lo que en stas ser posible hacer "multicasting" en la red local, pero no necesariamente en forma global. El multicast IPv6 comparte protocolos y caractersticas comunes con IPv4, pero tambin incorpora cambios y mejoras. Incluso cuando se le asigne a una organizacin el ms pequeo de los prefijos de ruteo global IPv6, sta tambin recibe la posibilidad de usar uno de los 4.2 billones de grupos multicast IPv6 ruteables de fuente especfica para asignarlos para aplicaciones multicast intra-dominio o entre-dominios (RFC 3306). En IPv4 era muy difcil para una organizacin conseguir incluso un nico grupo multicast ruteable entre-dominios y la implementacin de las soluciones


SMR

Pgina 29 de 63

entre-dominios eran anticuadas (RFC 2908). IPv6 tambin soporta nuevas soluciones multicast, incluyendo Embedded Rendezvous Point (RFC 3956), el que simplifica el despliegue de soluciones entre dominios.

Seguridad de Nivel de Red obligatoriaInternet Protocol Security (IPsec), el protocolo para cifrado y autenticacin IP forma parte integral del protocolo base en IPv6. El soporte IPsec es obligatorio en IPv6; a diferencia de IPv4, donde es opcional (pero usualmente implementado). Sin embargo, actualmente no se est usando normalmente IPsec excepto para asegurar el trfico entre routers de BGP IPv6.

Procesamiento simplificado en los routersSe hicieron varias simplificaciones en la cabecera de los paquetes, as como en el proceso de reenvo de paquetes para hacer el procesamiento de los paquetes ms simple y por ello ms eficiente. En concreto, El encabezado del paquete en IPv6 es ms simple que el utilizado en IPv4, as los campos que son raramente utilizados han sido movidos a opciones separadas; en efecto, aunque las direcciones en IPv6 son 4 veces ms largas, el encabezado IPv6 (sin opciones) es solamente el doble de largo que el encabezado IPv4 (sin opciones). Los routers IPv6 no hacen fragmentacin. Los nodos IPv6 requieren ya sea hacer descubrimiento de MTU, realizar fragmentacin extremo a extremo o enviar paquetes menores al MTU mnimo de IPv6 de 1280 bytes. El encabezado IPv6 no est protegido por una suma de comprobacin (checksum); la proteccin de integridad se asume asegurada tanto por el checksum de capa de enlace y por un checksum de nivel superior (TCP, UDP, etc.). En efecto, los routers IPv6 no necesitan recalcular la suma de comprobacin cada vez que algn campo del encabezado (como el contador de saltos o Tiempo de Vida) cambian. Esta mejora puede ser menos necesaria en routers que utilizan hardware dedicado para computar este clculo y as pueden hacerlo a velocidad de lnea (wirespeed), pero es relevante para routers por software. El campo Tiempo de Vida de IPv4, conocido como TTL (Time To Live), pasa a llamarse Lmite de saltos, reflejando el hecho de que ya no se espera que los routers computen el tiempo en segundos que tarda en atravesarlo (que en cualquier caso siempre resulta menor de 1 segundo). Se simplifica como el nmero de saltos entre routers que se permita realizar al paquete IPv6.

MovilidadA diferencia de IPv4 mvil, IPv6 mvil (MIPv6) evita el ruteo triangular y por lo tanto es tan eficiente como el IPv6 normal. Los routers IPv6 pueden soportar tambin Movilidad de Red (NEMO, por Network Mobility) (RFC 3963), que permite que redes enteras se muevan a nuevos puntos de conexin de routers sin reasignacin de numeracin. Sin embargo, ni MIPv6 ni MIPv4 o NEMO son ampliamente difundidos hoy, por lo que esta ventaja es ms bien terica.

Soporte mejorado para las extensiones y opcionesLos cambios en la manera en que se codifican las opciones de la cabecera IP permiten lmites menos rigurosos en la longitud de opciones, y mayor flexibilidad para introducir nuevas opciones en el futuro.


SMR

Pgina 30 de 63

JumbogramasIPv4 limita los paquetes a 64 KiB de carga til. IPv6 tiene soporte opcional para que los paquetes puedan superar este lmite, los llamados jumbogramas, que pueden ser de hasta 4 GiB. El uso de jumbogramas puede mejorar mucho la eficiencia en redes de altos MTU. El uso de jumbogramas est indicado en el encabezado opcional Jumbo Payload Option.

Direccionamiento IPv6Artculo principal: Direccin IPv6. El cambio ms grande de IPv4 a IPv6 es la longitud de las direcciones de red. Las direcciones IPv6, definidas en el RFC 2373 y RFC 2374 pero fue redefinida en abril de 2003 en la RFC 3513, son de 128 bits; esto corresponde a 32 dgitos hexadecimales, que se utilizan normalmente para escribir las direcciones IPv6, como se describe en la siguiente seccin. El nmero de direcciones IPv6 posibles es de 2128 3.4 x 1038. Este nmero puede tambin representarse como 1632, con 32 dgitos hexadecimales, cada uno de los cuales puede tomar 16 valores (vase combinatoria). En muchas ocasiones las direcciones IPv6 estn compuestas por dos partes lgicas: un prefijo de 64 bits y otra parte de 64 bits que corresponde al identificador de interfaz, que casi siempre se genera automticamente a partir de la direccin MAC de la interfaz a la que est asignada la direccin.

Notacin para las direcciones IPv6Las direcciones IPv6, de 128 bits de longitud, se escriben como ocho grupos de cuatro dgitos hexadecimales. Por ejemplo, 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334 es una direccin IPv6 vlida. Se puede comprimir un grupo de cuatro dgitos si ste es nulo (es decir, toma el valor "0000"). Por ejemplo, 2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344 ---2001:0db8:85a3::1319:8a2e:0370:7344 Siguiendo esta regla, si ms de dos grupos consecutivos son nulos, tambin pueden comprimirse como "::". Si la direccin tiene ms de una serie de grupos nulos consecutivos la compresin slo se permite en uno de ellos. As, las siguientes son representaciones posibles de una misma direccin: 2001:0DB8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab 2001:0DB8:0000:0000:0000::1428:57ab 2001:0DB8:0:0:0:0:1428:57ab 2001:0DB8:0::0:1428:57ab 2001:0DB8::1428:57ab son todas vlidas y significan lo mismo, pero


SMR

Pgina 31 de 63

2001::25de::cade --no es vlida porque no queda claro cuntos grupos nulos hay en cada lado. Los ceros iniciales en un grupo tambin se pueden omitir: 2001:0DB8:02de::0e13 2001:DB8:2de::e13 Si la direccin es una direccin IPv4 empotrada, los ltimos 32 bits pueden escribirse en base decimal, as: ::ffff:192.168.89.9 ::ffff:c0a8:5909 No se debe confundir con: ::192.168.89.9 ::c0a8:5909 El formato ::ffff:1.2.3.4 se denomina direccin IPv4 mapeada (reservadas), y el formato ::1.2.3.4 direccin IPv4 compatible(reservadas). Todas estas son iguales: ::ffff:192.168.0.11 ::ffff:CoA8:000B 0000 0000 0000 0000 0000 ffff 192.168.0.1 C0A8 000B 80 (0) 16(0) 1100 0000 1010 1000 0000 0000 0000 1011 Las direcciones IPv4 pueden ser transformadas fcilmente al formato IPv6. Por ejemplo, si la direccin decimal IPv4 es 135.75.43.52 (en hexadecimal, 0x874B2B34), puede ser convertida a 0000:0000:0000:0000:0000:0000:874B:2B34 o::874B:2B34. Entonces, uno puede usar la notacin mixta direccin IPv4 compatible, en cuyo caso la direccin debera ser::135.75.43.52. Este tipo de direccinIPv4 compatible casi no est siendo utilizada en la prctica, aunque los estndares no la han declarado obsoleta. Cuando lo que se desea es identificar un rango de direcciones diferenciable por medio de los primeros bits, se aade este nmero de bits tras el carcter de barra "/". Por ejemplo: 2001:0DB8::1428:57AB/96 sera equivalente a 2001:0DB8:: 2001:0DB8::874B:2B34/96 sera equivalente a 2001:0DB8:: y por supuesto tambin a 2001:0DB8::1428:57AB/96 Identificacin de los tipos de direcciones Los tipos de direcciones IPv6 pueden identificarse tomando en cuenta los rangos definidos por los primeros bits de cada direccin.


SMR

Pgina 32 de 63

::/128 La direccin con todo ceros se utiliza para indicar la ausencia de direccin, y no se asigna ningn nodo. ::1/127 La direccin de loopback es una direccin que puede usar un nodo para enviarse paquetes a s mismo (corresponde con 127.0.0.1de IPv4). No puede asignarse a ninguna interfaz fsica. ::1.2.3.4/96 La direccin IPv4 compatible se usa como un mecanismo de transicin en las redes duales IPv4/IPv6. Es un mecanismo que no se usa. ::ffff:0:0/96 La direccin IPv4 mapeada se usa como mecanismo de transicin en terminales duales. fe80::/10 El prefijo de enlace local (en ingls link local) especfica que la direccin slo es vlida en el enlace fsico local. fec0:: El prefijo de emplazamiento local (en ingls site-local prefix) especfica que la direccin slo es vlida dentro de una organizacin local. La RFC 3879 lo declar obsoleto, estableciendo que los sistemas futuros no deben implementar ningn soporte para este tipo de direccin especial. Se deben sustituir por direcciones Local IPv6 Unicast. ff00::/8 El prefijo de multicast. Se usa para las direcciones multicast. Hay que resaltar que no existen las direcciones de difusin (en ingls broadcast) en IPv6, aunque la funcionalidad que prestan puede emularse utilizando la direccin multicast FF01::1/128, denominada todos los nodos (en ingls all nodes) Paquete IPv6 Un paquete en IPv6 est compuesto principalmente de dos partes: la cabecera (que tiene una parte fija y otra con las opciones) y la carga til (los datos). Cabecera Fija Los primeros 40 bytes (320 bits) son la cabecera del paquete y contiene los siguientes campos: Offset del Octeto 0 1 2 3

0 4 8 C 10 14

Bit 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Offset Versi Clase de 0 Etiqueta de Flujo n Trfico 32 Longitud del campo de datos Cabecera Siguiente Lmite de S 64 96 Direccin de Origen 128 160


SMR

Pgina 33 de 63

18 192 1C 224 Direccin de Destino 20 256 24 288 direcciones de origen (128 bits) direcciones de destino (128 bits) versin del protocolo IP (4 bits) clase de trfico (8 bits, Prioridad del Paquete) Etiqueta de flujo (20 bits, manejo de la Calidad de Servicio), Longitud del campo de datos (16 bits) Cabecera siguiente (8 bits) Lmite de saltos (8 bits, Tiempo de Vida). Hay dos versiones de IPv6 levemente diferentes. La ahora obsoleta versin inicial, descrita en el RFC 1883, difiere de la actual versin propuesta de estndar, descrita en el RFC 2460, en dos campos: hay 4 bits que han sido reasignados desde "etiqueta de flujo" (flow label) a "clase de trfico" (traffic class). El resto de diferencias son menores. En IPv6 la fragmentacin se realiza slo en el nodo origen del paquete, al contrario que en IPv4 en donde los routers pueden fragmentar un paquete. En IPv6, las opciones tambin desaparecen de la cabecera estndar y son especificadas por el campo "Cabecera Siguiente" (Next Header), similar en funcionalidad en IPv4 al campo Protocolo. Un ejemplo: en IPv4 uno aadira la opcin "ruta fijada desde origen" (Strict Source and Record Routing) a la cabecera IPv4 si quiere forzar una cierta ruta para el paquete, pero en IPv6 uno modificara el campo "Cabecera Siguiente" indicando que viene una cabecera de encaminamiento. La cabecera de encaminamiento podr entonces especificar la informacin adicional de encaminamiento para el paquete, e indicar que, por ejemplo, la cabecera TCP ser la siguiente. Este procedimiento es anlogo al de AH y ESP en IPsec para IPv4 (que aplica a IPv6 de igual modo, por supuesto). Cabeceras de extensin El uso de un formato flexible de cabeceras de extensin opcionales es una idea innovadora que permite ir aadiendo funcionalidades de forma paulatina. Este diseo aporta gran eficacia y flexibilidad ya que se pueden definir en cualquier momento a medida que se vayan necesitando entre la cabecera fija y la carga til. Hasta el momento, existen 8 tipos de cabeceras de extensin, donde la cabecera fija y las de extensin opcionales incluyen el campo de cabecera siguiente que identifica el tipo de cabeceras de extensin que viene a continuacin o el identificador del protocolo de nivel superior. Luego las cabeceras de extensin se van encadenando utilizando el campo de cabecera siguiente que aparece tanto en la cabecera fija como en cada una de las citadas cabeceras de extensin. Como resultado de la secuencia anterior, dichas cabeceras de extensin se tienen que procesar en el mismo orden en el que aparecen en el datagrama. La Cabecera principal, tiene a diferencia de la cabecera de la versin IPv4 un tamao fijo de 40 octetos.Especfica para asignarlos para aplicaciones multicast intra-dominio o entre-dominios (RFC 3306). En IPv4 era muy difcil para una organizacin co


SMR

Pgina 34 de 63

Todas o parte de estas cabeceras de extensin tienen que ubicarse en el datagrama en el orden especificado: Cabecera de Extensin Tip Tama o o Descripcin

Opciones salto a salto (Hop0 By-Hop Options)

Ruteo (Routing) Cabecera de fragmentacin (Fragment)

43

44

Cabecera de autenticacin 51 (Authentication Header (AH)) Encapsulado de seguridad de la carga til (Encapsulating 50 Security Payload (ESP)) Opciones para el destino (Destination Options)

Contiene datos que deben ser varia examinados por cada nodo a travs RFC 2 ble de la ruta de envo de un paquete. RFC Mtodos para especificar la forma varia 2460, de rutear un datagrama. (Usado ble 6275, con IPv6 mvil) 5095 64 bi Contiene parmetros para la RFC 2 ts fragmentacin de los datagramas. Contiene informacin para verificar varia la autenticacin de la mayor parte RFC 4 ble de los datos del paquete (VerIPsec) varia Lleva la informacin cifrada para ble comunicacin segura (Ver IPsec).

RFC 4

Informacin que necesita ser varia 60 examinada solamente por los nodos RFC 2 ble de destino del paquete. No Next Header 59 vaco Indica que no hay ms cabeceras RFC 2 Cada cabecera de extensin debe aparecer como mucho una sola vez, salvo la cabecera de opcin destino, que puede aparecer como mucho dos veces, una antes de la cabecera ruteo y otra antes de la cabecera de la capa superior. Carga til La carga til del paquete puede tener un tamao de hasta 64 KB en modo estndar, o mayor con una opcin de carga jumbo (jumbo payload) en el encabezado opcional Hop-By-Hop. La fragmentacin es manejada solamente en el host que enva la informacin en IPv6: los routers nunca fragmentan un paquete y los hosts se espera que utilicen el Path MTU discovery. IPv6 y el Sistema de Nombres de Dominio Las direcciones IPv6 se representan en el Sistema de Nombres de Dominio (DNS) mediante registros AAAA (tambin llamados registros de quadA, por tener una longitud cuatro veces la de los registros A para IPv4) El concepto de AAAA fue una de las dos propuestas al tiempo que se estaba diseando la arquitectura IPv6. La otra propuesta utilizaba registros A6 y otras innovaciones como las etiquetas de cadena de bits (bit-string labels) y los registros DNAME. Mientras que la idea de AAAA es una simple generalizacin del DNS IPv4, la idea de A6 fue una revisin y puesta a punto del DNS para ser ms genrico, y de ah su complejidad.


SMR

Pgina 35 de 63

La RFC 3363 recomienda utilizar registros AAAA hasta tanto se pruebe y estudie exhaustivamente el uso de registros A6. La RFC 3364 realiza una comparacin de las ventajas y desventajas de cada tipo de registro. Mecanismos de transicin a IPv6 Artculo principal: Mecanismos de transicin IPv6. Ante el agotamiento de las direcciones IPv4, y los problemas que este est ocasionando ya, sobretodo en los pases emergentes de Asia como India o China, el cambio a IPv6 ya ha comenzado. Se espera que convivan ambos protocolos durante un ao, aunque se piensa que la implantacin mundial y total en internet de IPv6 se har realidad hacia finales de 2012, dada la celeridad con la que se estn agotando las direcciones IPv4. La red no podr aguantar mucho ms sin el cambio, y de no realizarse pronto este las consecuencias podran ser muy graves. [cita requerida] Existe una serie de mecanismos que permitirn la convivencia y la migracin progresiva tanto de las redes como de los equipos de usuario. En general, los mecanismos de transicin pueden clasificarse en tres grupos: Doble pila Tneles Traduccin La doble pila hace referencia a una solucin de nivel IP con doble pila (RFC 4213), que implementa las pilas de ambos protocolos, IPv4 e IPv6, en cada nodo de la red. Cada nodo con doble pila en la red tendr dos direcciones de red, una IPv4 y otra IPv6. A favor: Fcil de desplegar y extensamente soportado. En contra: La topologa de red requiere dos tablas de encaminamiento y dos procesos de encaminamiento. Cada nodo en la red necesita tener actualizadas las dos pilas. Los tneles permiten conectarse a redes IPv6 "saltando" sobre redes IPv4. Estos tneles trabajan encapsulando los paquetes IPv6 en paquetes IPv4 teniendo como siguiente capa IP el protocolo nmero 41, y de ah el nombre proto-41. De esta manera, se pueden enviar paquetes IPv6 sobre una infraestructura IPv4. Hay muchas tecnologas de tneles disponibles. La principal diferencia est en el mtodo que usan los nodos encapsuladores para determinar la direccin a la salida del tnel. La traduccin es necesaria cuando un nodo que slo soporta IPv4 intenta comunicar con un nodo que slo soporta IPv6. Los mecanismos de traduccin se pueden dividir en dos grupos basados en si la informacin de estado est guardada o no: Con estado: NAT-PT (RFC 2766), TCP-UDP Relay (RFC 3142), Socks-based Gateway (RFC 3089) Sin estado: Bump-in-the-Stack, Bump-in-the-API (RFC 276) Despliegue de IPv6 Varios de los mecanismos mencionados ms arriba se han implementado para acelerar el despliegue de IPv6. Los distintos servicios de control de Internet han ido incorporando soporte para IPv6, as como los controladores de los dominios de nivel superior (o ccTLD, en ingls).


SMR

Pgina 36 de 63

Anuncios importantes sobre IPv6 En 2003, Nihon Keizai Shimbun informa que Japn, China y Corea del Sur han tomado la determinacin de convertirse en las naciones lderes en la tecnologa de Internet, que conjuntamente han dado forma parcialmente al desarrollo de IPv6, y que lo adoptarn completamente a partir de 2005. ICANN anunci el 20 de julio de 2004 que los registros AAAA de IPv6 de cdigo de pas para Japn (.jp) y Corea (.kr) ya son visibles en los servidores raz de DNS.4 El registro IPv6 para Francia (.fr) fue aadido poco despus.5 El 4 de febrero de 2008 se aade a los servidores raz de la red (Master Address books) direcciones en IP versin 6 (IPv6). Esto significa que por primera vez las mquinas que utilicen IPv6 pueden encontrarse una a la otra sin la participacin de toda la tecnologa IPv4.6 Desde el 2006 muchos sistemas operativos han estado trabajando en IPv6 paralelamente con IPv4, sistemas como GNU/Linux, Mac,7 Unix y Windows.8 El 8 de junio de 2011 los principales proovedores de servicios de Internet (Telefnica, Claro y Nextel) realizan una prueba para comprobar el funcionamiento de esta tecnologa El 6 de junio de 2012 a las 00:00 GMT, los principales proveedores de servicios de Internet y Compaas web (Akamai, AT&T, Cisco, Comcast, DLink, Facebook, Free Telecom, Google, Internode, Kddi, Limelight, Microsoft Bing, Time Warner, XS4ALL, Yahoo!, etc) habilitaron permanentemente IPv6 en sus productos y servicios . En Colombia En Colombia, la Red Nacional Acadmica de Tecnologa Avanzada (RENATA), se ha convertido en la pionera en el uso de IPv6, Telefnica, como proveedor del servicio en Colombia, culmin con xito la implementacin de la primera red nacional funcionando bajo el protocolo IPv6. En Julio de 2012 se implement la tecnologa IPv6 en la infraestructura de red, los servicios Internet y en enlaces WAN de la red de informacin IPv4 de la Universidad del Cauca. http://portal.unicauca.edu.co/versionP/noticias/universidad/entrevi sta-ipv6


SMR

Pgina 37 de 63

Encaminamiento

Clculo de una ruta ptima para vehculos entre un punto de origen (en verde) y un punto de destino (en rojo) a partir de cartografa del proyecto OpenStreetMap. Encaminamiento (o enrutamiento, ruteo) es la funcin de buscar un camino entre todos los posibles en una red de paquetes cuyas topologasposeen una gran conectividad. Dado que se trata de encontrar la mejor ruta posible, lo primero ser definir qu se entiende por mejor ruta y en consecuencia cul es la mtrica que se debe utilizar para medirla.


SMR

Pgina 38 de 63

1 Parmetros 1.1 Mtrica de la red 1.2 Mejor Ruta 2 Encaminamiento en redes de circuitos virtuales y de datagramas 3 Clasificacin de los mtodos de encaminamiento 3.1 Determinsticos o estticos 3.2 Adaptativos o dinmicos 4 Encaminamiento adaptativo con algoritmos distribuidos 4.1 Algoritmos por vector de distancias 4.2 Algoritmos de estado de enlace 5 Protocolos de encaminamiento y sistemas autnomos 6 Vase tambin 7 Referencias Parmetros Mtrica de la red Puede ser por ejemplo de saltos necesarios para ir de un nodo a otro. Aunque sta no se trata de una mtrica ptima ya que supone 1 para todos los enlaces, es sencilla y suele ofrecer buenos resultados. Otro tipo es la medicin del retardo de trnsito entre nodos vecinos, en la que la mtrica se expresa en unidades de tiempo y sus valores no son constantes sino que dependen del trfico de la red. Mejor Ruta Entendemos por mejor ruta aquella que cumple las siguientes condiciones:

Consigue mantener acotado el retardo entre pares de nodos de la red. Consigue ofrecer altas cadencias efectivas independientemente del retardo medio de trnsito Permite ofrecer el menor costo. El criterio ms sencillo es elegir el camino ms corto, es decir la ruta que pasa por el menor nmero de nodos. Una generalizacin de este criterio es el de coste mnimo. En general, el concepto de distancia o coste de un canal sae Encaminamiento en redes de circuitos virtuales y de datagramas Cuando la red de conmutacin de paquetes funciona en modo circuito virtual, generalmente la funcin de encaminamiento establece una ruta que no cambia durante el tiempo de vida de ese circuito virtual. En este caso el encaminamiento se decide por sesin. Una red que funciona en modo datagrama no tiene el compromiso de garantizar la entrega ordenada de los paquetes, por lo que los nodos pueden cambiar el criterio de encaminamiento para cada paquete que ha de mandar. Cualquier cambio en la topologa de la red tiene fcil solucin en


SMR

Pgina 39 de 63

cuanto a encaminamiento se refiere, una vez que el algoritmo correspondiente haya descubierto el nuevo camino ptimo. Clasificacin de los mtodos de encaminamiento Los algoritmos de encaminamiento pueden agruparse en: Determinsticos o estticos No tienen en cuenta el estado de la subred al tomar las decisiones de encaminamiento. Las tablas de encaminamiento de los nodos se configuran de forma manual y permanecen inalterables hasta que no se vuelve a actuar sobre ellas. Por tanto, la adaptacin en tiempo real a los cambios de las condiciones de la red es nula. El clculo de la ruta ptima es tambin off-line por lo que no importa ni la complejidad del algoritmo ni el tiempo requerido para su convergencia. Ej: algoritmo de Dijkstra. Estos algoritmos son rgidos, rpidos y de diseo simple, sin embargo son los que peores decisiones toman en general... Adaptativos o dinmicos Pueden hacer ms tolerantes a cambios en la subred tales como variaciones en el trfico, incremento del retardo o fallas en la topologa. El encaminamiento dinmico o adaptativo se puede clasificar a su vez en tres categoras, dependiendo de donde se tomen las decisiones y del origen de la informacin intercambiada: Adaptativo centralizado. Todos los nodos de la red son iguales excepto un nodo central que es quien recoge la informacin de control y los datos de los dems nodos para calcular con ellos la tabla de encaminamiento. Este mtodo tiene el inconveniente de que consume abundantes recursos de la propia red. Adaptativo distribuido. Este tipo de encaminamiento se caracteriza porque el algoritmo correspondiente se ejecuta por igual en todos los nodos de la subred. Cada nodo recalcula continuamente la tabla de encaminamiento a partir de dicha informacin y de la que contiene en su propia base de datos. A este tipo pertenecen dos de los ms utilizados en Internet que son los algoritmos porvector de distancias y los de estado de enlace. Adaptativo aislado. Se caracterizan por la sencillez del mtodo que utilizan para adaptarse al estado cambiante de la red. Su respuesta a los cambios de trfico o de topologa se obtiene a partir de la informacin propia y local de cada nodo. Un caso tpico es el encaminamiento por inundacin cuyo mecanismo consiste en reenviar cada paquete recibido con destino a otros nodos, por todos los enlaces excepto por el que lleg.


SMR

Pgina 40 de 63

Tipos de

de Encaminamien encaminamient to de control o Determinsti cos ESTTICOS NO OFF-LINE OFF-LINE

Informaci n

Decisin

Adaptaci n a los cambios

NO REDUCIDA

CUASIESTTIC NO OS

Adaptativos NODO CENTRALIZADO CENTRAL DISTRIBUIDO ENTRE NODOS AISLADO NO NODO CENTRAL CADA NODO CADA NODO SI SI SI

Encaminamiento adaptativo con algoritmos distribuidos El encaminamiento mediante algoritmos distribuidos constituye el prototipo de m algoritmos se ejecutan en los nodos de la red con los ltimos datos que han rec rpidamente optimizando sus nuevas rutas.

El resultado es que las tablas de encaminamiento se adaptan automticamente a l trfico. A cambio, los algoritmos tienen una mayor complejidad. Existen dos tip encaminamiento adaptativo distribuido.

Algoritmos por vector de distancias Estos mtodos utilizan el algoritmo de Bellman-Ford. Busca la ruta de menor cos El vector de distancias asociado al nodo de una red, es un paquete de control q red conocidos hasta el momento.

Cada nodo enva a sus vecinos las distancias que conoce a travs de este paquet informacin y la comparan con la que ya tienen, actualizando su tabla de encami

Algoritmos de estado de enlace Este tipo de encaminamiento se basa en que cada nodo llegue a conocer la topolo asociados a los enlaces, para que a partir de estos datos, pueda obtener el rb el algoritmo de coste mnimo (algoritmo de Dijkstra) al grafo de la red Los protocolos estado de enlace incluyen OSPF e IS-IS. Protocolos de encaminamiento y sistemas autnomos


SMR

Pgina 41 de 63

Esquemas de Ruteo

anycast

broadcast

multidifusin

unicast

geocast

Artculo principal: Sistema Autnomo.

En Internet, un sistema autnomo (AS) se trata de un conjunto de redes IP y rou una misma entidad (en ocasiones varias) y que poseen una poltica de encaminami relacin de un router con un sistema autnomo (AS), encontramos diferentes clas


SMR

Pgina 42 de 63

1. Protocolos de encaminamiento Ad hoc. Se encuentran en aquellas redes que tie

2. IGPs (Interior Gateway Protocols). Intercambian informacin de encaminamient ejemplos ms comunes son:

IGRP (Interior Gateway Routing Protocol). La diferencia con la RIP es la metric EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol). Es un protocolo de enrutami OSPF (Open Shortest Path First). Enrutamiento jerrquico de pasarela interior RIPv2T (Routing Information Protocol). No soporta conceptos de sistemas autonom IS-IS (Intermediate System to Intermediate System). Protocolo de intercambio en intermedio 3. EGPs (Exterior Gateway Protocol). Intercambian rutas entre diferentes sistem EGP. Utilizado para conectar la red de backbones de la Antigua Internet. BGP (Border Gateway Protocol). La actual versin, BGPv4 data de 1995.1


SMR

Pgina 43 de 63

Repetidor

Esquema de un repetidor. Un repetidor es un dispositivo electrnico que recibe una seal dbil o de bajo nivel y la retransmite a una potencia o nivel ms alto, de tal modo que se puedan cubrir distancias ms largas sin degradacin o con una degradacin tolerable. En telecomunicaciones el significados normalizados:

trmino

repetidor

tiene

los

siguientes

Un dispositivo analgico que amplifica una seal de entrada, independientemente de su naturaleza (analgica o digital). Un dispositivo digital que amplifica, conforma, retemporiza o lleva a cabo una combinacin de cualquiera de estas funciones sobre una seal digital de entrada para su retransmisin. En el modelo de referencia OSI el repetidor opera en el nivel fsico. En el caso de seales digitales el repetidor se suele denominar regenerador ya que, de hecho, la seal de salida es una sealregenerada a partir de la de entrada. Los repetidores se utilizan a menudo en los cables transcontinentales y transocenicos ya que la atenuacin (prdida de seal) en tales distancias sera completamente inaceptable sin ellos. Los repetidores se utilizan tanto en cables de cobre portadores de seales elctricas como en cables de fibra ptica portadores de luz. Los repetidores se utilizan tambin en los servicios de radiocomunicacin. Un subgrupo de estos son los repetidores usados por losradioaficionados. Asimismo, se utilizan repetidores en los enlaces de telecomunicacin punto a punto mediante radioenlaces que funcionan en el rango de las microondas, como los utilizados para distribuir las seales de televisin entre los centros de produccin y los distintos emisores o los utilizados en redes de telecomunicacin para la transmisin de telefona. En comunicaciones pticas el trmino repetidor se utiliza para describir un elemento del equipo que recibe una seal ptica, la convierte en elctrica, la regenera y la retransmite de nuevo como seal ptica. Dado


SMR

Pgina 44 de 63

que estos dispositivos convierten la seal ptica en elctrica y nuevamente en ptica, estos dispositivos se conocen a menudo como repetidores electropticos. Los repetidores telefnicos consistentes en un receptor (auricular) acoplado mecnicamente a un micrfono de carbn fueron utilizados antes de la invencin de los amplificadores electrnicos dotados de tubos de vaco.


SMR

Pgina 45 de 63

Concentrador

Concentrador para 4 puertos Ethernet. Un concentrador o hub es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red y poder ampliarla. Esto significa que dicho dispositivo recibe una seal y repite esta seal emitindola por sus diferentes puertos. En la actualidad, la tarea de los concentradores la realizan, con frecuencia, losconmutadores o switchs.

1 Informacin tcnica 2 Concentradores de doble velocidad 3 Usos 4 Bibliografa 5 Vase tambin 6 Enlaces externos Informacin tcnica Una red Ethernet se comporta como un medio compartido, es decir, slo un dispositivo puede transmitir con xito a la vez y cada uno es responsable de la deteccin de colisiones y de la retransmisin. Con enlaces 10BASET y 100Base-T (que generalmente representan la mayora o la totalidad de los puertos en un concentrador) hay parejas separadas para transmitir y recibir, pero que se utilizan en modo half duplex el cual se comporta todava como un medio de enlaces compartidos (vase 10BASE-T para las especificaciones de los pines). Un concentrador, o repetidor, es un dispositivo de emisin bastante sencillo. Los concentradores no logran dirigir el trfico que llega a travs de ellos, y cualquier paquete de entrada es transmitido a otro puerto (que no sea el puerto de entrada). Dado que cada paquete est siendo enviado a travs de cualquier otro puerto, aparecen las colisiones


SMR

Pgina 46 de 63

de paquetes como resultado, que impiden en gran medida la fluidez del trfico. Cuando dos dispositivos intentan comunicar simultneamente, ocurrir una colisin entre los paquetes transmitidos, que los dispositivos transmisores detectan. Al detectar esta colisin, los dispositivos dejan de transmitir y hacen una pausa antes de volver a enviar los paquetes. La necesidad de hosts para poder detectar las colisiones limita el nmero de centros y el tamao total de la red. Para 10 Mbit/s en redes, de hasta 5 segmentos (4 concentradores) se permite entre dos estaciones finales. Para 100 Mbit/s en redes, el lmite se reduce a 3 segmentos (2 concentradores) entre dos estaciones finales, e incluso slo en el caso de que los concentradores fueran de la variedad de baja demora. Algunos concentradores tienen puertos especiales (y, en general, especficos del fabricante) les permiten ser combinados de un modo que consiente encadenar a travs de los cables Ethernet los concentradores ms sencillos, pero aun as una gran red Fast Ethernet es probable que requiera conmutadores para evitar el encadenamiento de concentradores. La mayora de los concentradores detectan problemas tpicos, como el exceso de colisiones en cada puerto. As, un concentrador basado en Ethernet, generalmente es ms robusto que el cable coaxial basado en Ethernet. Incluso si la particin no se realiza de forma automtica, un concentrador de solucin de problemas la hace ms fcil ya que las luces puede indicar el posible problema de la fuente. Asimismo, elimina la necesidad de solucionar problemas de un cable muy grande con mltiples tomas. Concentradores de doble velocidad Los concentradores sufrieron el problema de que como simples repetidores slo podan soportar una nica velocidad. Mientras que los PC normales con ranuras de expansin podran ser fcilmente actualizados a Fast Ethernet con una nueva tarjeta de red, mquinas con menos mecanismos de expansin comunes, como impresoras, pueden ser costosas o imposibles de actualizar. Por lo tanto, un punto medio entre concentrador y conmutador es conocido como concentrador de doble velocidad. Este tipo de dispositivos consisten fundamentalmente en dos concentradores (uno de cada velocidad) y dos puertos puente entre ellos. Los dispositivos se conectan al concentrador apropiado automticamente, en funcin de su velocidad. Desde el puente slo se tienen dos puertos, y slo uno de ellos necesita ser de 100 Mb/s. Usos Histricamente, la razn principal para la compra de concentradores en lugar de los conmutadores era el precio. Esto ha sido eliminado en gran parte por las reducciones en el precio de los conmutadores, pero los concentradores an pueden ser de utilidad en circunstancias especiales: Un analizador de protocolo conectado a un conmutador no siempre recibe todos los paquetes, ya que desde que el conmutador separa a los puertos en los diferentes segmentos. En cambio, la conexin del analizador de protocolos con un concentrador permite ver todo el trfico en el segmento. Por otra parte, los conmutadores caros pueden ser configurados para


SMR

Pgina 47 de 63

permitir a un puerto escuchar el trfico de otro puerto (lo que se denomina puerto de duplicado); sin embargo, esto supone un gasto mucho ms elevado que si se emplean concentradores. Algunos grupos de comput

tema 3. teoría. nivel de interred

Documents