Monografias | Direcciones de internetDirecciones de internetResumen: Asignación de Nombres y Direcciones. Direcciones IP. Clases de direcciones. Restricciones en las clases de direcciones. Subredes y Mascara de subred. Debilidades de Direccionamiento IP. Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP). ARP. ARP Sustituto. ARP Gratuito. ARP inverso (RARP). Indice 1.-
Asignación de Nombres y Direcciones ·
Restricciones
en las clases de direcciones ·
Sub
redes y Mascara
de subred 2.-
Debilidades de Direccionamiento IP 3.-
Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP) 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 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.
Figura
2 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. 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. 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. 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. 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 Protocol) 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. Una
máquina puede enviar una solicitud ARP preguntando sobre su propia dirección
IP. Propósitos: 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.
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. 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 Compartir Publicación enviada por Carlos Gimenez Contactar mailto:atreides@uole.com.ve Código ISPN de la Publicación EpyVlplkZAakQMnQVn Publicado Friday 10 de October de 2003 Ultimas Publicaciones en ilustrados.com
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