Métodos como las traducciones de dirección de red, subneteo y el Enrutamiento entre dominios sin Clases (CIDR) pueden hacer más rápidas a las redes, más efcientes y más seguras. Estas confguraciones avanzadas se encuentran en la mayoría de las redes de hoy en día. Por lo tanto, para ser un ser un ingeniero en redes competente, debe dominar estos conceptos.
Traducción de Dirección de Red ;Listo para la
Certificación
¿Cómo puede definir NAT y subneteo?—3.2
La Traducción de dirección de red o NAT es el proceso de modifcar una dirección IP mientras esta transita a través de un router, computadora, o dispositivo similar. Esto se refere a que un espacio de dirección (privado) se pueda remapear a otro espacio de dirección o tal vez a una sola dirección IP pública. Este proceso se conoce como enmascaramiento IP y fue originalmente implementado dado al problema de la escasez de direcciones IPv4. Hoy en día, la NAT esconde la dirección IP interna privada de una persona, haciéndola más segura. Algunos routers sólo permiten NAT básicas, lo cual lleva a cabo solo traducción de dirección IP. Sin embargo, los routers más avanzados permiten la traducción de dirección de puerto (PAT), un subconjunto de NAT, el cual traduce tanto direcciones IP y números de puerto. Una implementación de NAT en un frewall esconde toda una red de direcciones IP (por ejemplo, la red 192.168.50.0) detrás de una sola dirección IP desplegada públicamente. Muchos routers SOHO, servidores y dispositivos similares ofrecen esta tecnología para proteger las computadoras de una compañía en una LAN de intrusiones externas.
La Figura 4-6 ilustra cómo se puede implementar una NAT con algunas direcciones IP fcticias. Aquí, el router tiene dos conexiones de red. Una va a la LAN, 192.168.50.254 y es una dirección IP privada. Esto también es conocido como una dirección Ethernet y algunas veces se defne como E0 o la primera dirección Ethernet. La otra conexión va a
Internet o a la WAN, 64.51.216.27 y es una dirección pública. Algunas veces, esto será defnido como S0, lo cual denota una dirección serial (común para proveedores como Cisco).
Así que, el router que está empleando NAT para proteger a todas las computadoras de la organización (y switches) en la LAN de posibles ataques iniciados por personas maliciosas en Internet o en otras ubicaciones fuera de la LAN.
Figura 4-6
NAT
Un ejemplo de un dispositivo de red multifunción D-Link DIR-655 que implementa NAT aparece en la Figura 4-7. Esta captura de pantalla despliega la página principal de información de dispositivo. Observe en la sección de WAN que hay una dirección IP pública de 216.164.145.27. Esta es la dirección WAN, y este dispositivo de prueba particular obtiene esa dirección (y la información WAN subsecuente) de un servidor DHCP de un ISP. También notará la dirección IP de LAN 10.254.254.1. que es una dirección IP privada en el lado local del router. Por consiguiente, este dispositivo está traduciendo para todas las computadoras en la red 10.254.254.0 y les permite comunicarse con internet, pero sólo desplegando una dirección IP a Internet: 216.164.145.27.
Figura 4-7
Subneteo
El subneteo puede ser considerado uno de los conceptos más difíciles en redes, pero puede ser simplifcado con algunas ecuaciones fáciles y un proceso de implementación bien planeado. Hasta ahora, hemos utilizado máscaras de subred por defecto. Sin embargo, una razón para tener una máscara de subred es para poder crear subredes lógicamente por IP. Debemos preguntar, ¿Qué es una subred? Es una subdivisión de su red IP lógica, por defecto, todas las computadoras están en una subred o red sin divisiones involucradas. Y… ¿qué es una máscara?, es cualquier número binario que es un 1. Si el dígito binario es un 1, entonces esta enmáscarado. Si el digito binario es un 0, entonces no está enmáscarado. Analicemos las máscaras de subred estándares por defecto, como se muestran en la Tabla 4-4.
Tabla 4-4
Análisis de máscara de subred estándar
Tipo Decimal Binario
Clase A 255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000 Clase B 255.255.0.0 11111111.11111111.00000000.00000000 Clase C 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000
Observe los números binarios que son 1s y los números binarios que son 0s en la tabla. El subneteo es el acto de dividir una red en subredes lógicas más pequeñas. Esto se lleva a cabo transformando la máscara de subred por defecto en algo más tomando bits prestados. Uno o más de los 0s en la máscara de subred en la Tabla 4-4 se enmascararán, por lo tanto, cambiará la cantidad de subredes y host por subred. Los administradores de red implementan el subneteo en un esfuerzo para organizar y compartimentar redes, reducir tráfco de broadcast e incrementar la seguridad del trabajo. Por defecto, las computadoras en una subred no se pueden comunicar con computadoras en otra subred aun si son parte de la misma red total.
Para el próximo ejercicio, utilizaremos una red de Clase C y mostraremos como podemos dividirla en subredes más pequeñas. Utilizaremos la 192.168.50.0 para nuestro número de red. Por defecto, la máscara de subred sería 255.255.255.0. Pero ¿y si queremos dividir la red en cuatro subredes IP distintas?
Hay muchas opciones de subneteo diferentes, pero como ejemplo, utilizaremos 255.255.255.240. Esto sería también conocido como 192.168.1.0 /28 debido a que el equivalente binario de la máscara tiene 28 bits enmascarados y 4 bits sin enmascarar. Los primeros tres 255 son los mismos y los podemos ignorar pero el cuarto octeto (240) nos dice cuantas subredes (IDs de subred) y hosts podemos tener por subred. Todo lo que necesita es la habilidad de convertir a binario y utilizar dos ecuaciones:
• Ecuación #1: 2n = x
• Ecuación #2: 2n – 2 = x
Aquí está como lo puede hacer:
1. Convierta 240 a binario. Es igual a 11110000.
2. Divida el octeto así: 1111 y 0000. Utilice la parte hecha por 1s para las IDs de subred y la parte hecha de 0s para los IDs de hosts.
3. Para encontrar el número total de subdivisiones (o IDs de subred) que puede tener en su red, introduzca la cantidad de 1s en la ecuación #1. Hay cuatro 1s en 11110000, así que el número 4 debería remplazar la n, lo que hace que la
ecuación sea 24 = x. Debido a que 24 = 16, esto signifca que el número máximo
de subredes es 16. Sin embargo, se recomienda que la primer y última subred no se utilicen. Eso nos deja con 14 subredes utilizables.
4. Pero (y siempre hay un pero...) no puede utilizar nunca la primera y la última dirección IP para un ID de host. “Todos Unos” y “Todos Ceros” no se pueden utilizar pues son utilizados para identifcar la subred y para hacer broadcasting. Para encontrar el número total de host por subred que puede utilizar en su red, introduzca la cantidad de 0s en la ecuación #2. Sucede que sólo hay cuatro 0s en 11110000. Por lo tanto, el numero 4 debe remplazar la n, para que la ecuación
sea 24 – 2 = x. debido a que 24 – 2 = 14, el número máximo de host por subred
es 14.
Así que ahora tenemos 14 subredes posibles y 14 posibles host por subred. Eso nos da un total de 196 hosts utilizables en toda nuestra red. Esta cantidad debe ser sufciente para nuestro plan original de tener cuatro subredes. La Tabla 4-5 muestra todas las subredes y host que son posibles para este escenario en particular.
Tabla 4-5
Subredes y hosts posibles en el escenario de subneteo 192.168.50.0/28 Subred ID# Equivalente binario de ID de subred Rango IP de Host en Binario IP de Host en Decimal 0 0000 0000–1111 0–15 (no se recomienda) 1 0001 0000–1111 16–31 2 0010 0000–1111 32–47 3 0011 0000–1111 48–63 4 0100 0000–1111 64–79 5 0101 0000–1111 80–95 6 0110 0000–1111 96–111 7 0111 0000–1111 112–127 8 1000 0000–1111 128–143 9 1001 0000–1111 144–159 10 1010 0000–1111 160–175 11 1011 0000–1111 176–191 12 1100 0000–1111 192–207 13 1101 0000–1111 208–223 14 1110 0000–1111 224–239 15 1111 0000–1111 240–255 (no se recomienda)
Como puede ver, hay 16 valores en cada rango de host, pero no puede utilizar el primero y el último debido a que son todos 0s y todos 1s, respectivamente. Así que por ejemplo, en la ID de subred #1, el 16 y el 31 no están disponibles, 16 es la ID de subred actual, y 31 es la dirección de broadcast para esa subred. Las direcciones IP utilizables en esa subred son 17–30. En el ID de subred #2, 32 y 47 no están disponibles, por lo tanto, el rango utilizable es 33–46. Tenga en mente que las computadoras en diferentes subredes no se pueden comunicar entre sí por defecto. Así que, la dirección IP 192.168.50.17 no se puede comunicar con 192.168.50.3,3 y viceversa. Otra cosa por observar es que la mayoría de los sistemas operativos (incluyendo Windows) hacen lo posible para no utilizar la primera y última ID de subred. Esto es para evitar confusión con el número de red principal (antes del subneteo) y el segmento de broadcasting.
Esa fue mucha información. Así que, la mejor manera de explicar el proceso de subneteo es haciéndolo.
Æ Subnetear una Red
PREPÁRESE. Vamos a crear una subred funcional. Utilice la siguiente información para crear su subred funcional: • Red: 192.168.50.0 • Máscara de subred: 255.255.255.240 • ID de subred a utilizar: ID 7 ºTome Nota Asegúrese de anotar todo esto a medida que avanza en el ejercicio
1. Vaya a la primer computadora (la llamaremos computadora1).
2. Deshabilite cualquier adaptador de red secundario. Asegúrese que sólo un adaptador está habilitado, es el que utilizará para el ejercicio.
3. Acceda a la ventana de Propiedades de IP de la computadora1 y cambie la configuración de IP para reflejar la información de subred proporcionada. Si regresa a ver la Tabla 4-5, observará que la ID de subred ID 7 dicta que puede utilizar direcciones IP entre 192.168.50.112 y 192.168.50.127. Sin embargo, recuerde la “regla de oro”: no puede utilizar la primera y última dirección. Esto significa que sólo le queda 113–126. Puede utilizar cualquiera de esas IP siempre y cuando dos computadoras no obtengan la misma dirección IP. Para propósitos de simplicidad, elegimos la primer IP válida para la computadora1, como se muestra en la Figura 4-8. No se necesitan direcciones de puerta de enlace o máscara de subred.
Figura 4-8
Propiedades de IP de la computadora1
4. Dé clic en Aceptar para ambas ventanas.
5. Vaya a la segunda computadora, la llamaremos computadora2.
6. Deshabilite cualquier adaptador de red secundario. Asegúrese que sólo un adaptador está habilitado, es el que utilizará para el ejercicio.
7. Acceda a la ventana de propiedades de IP de la computadora 2 y cambie la configuración de IP para reflejar la información de subred proporcionada. Esta vez seleccione
192.168.50.114. De nuevo, no se necesita dirección de puerta de enlace o máscara de subred.
9. Regrese a la computadora1 y abra el símbolo del sistema.
10. Teclee ipconfig/all y verifique que su configuración está como debería estar.
11. Ahora teclee ping 192.168.50.114. Debería obtener respuestas. Si no, vuelva a revisar la configuración en ambas computadoras.
12. Ahora intente enviar un ping a un host que no está dentro de su red, tal como 192.168.1.1. Teclee ping 192.168.1.1. No debería responder y debería obtener un error de transmisión fallida o un mensaje similar a “No se pudo encontrar el host,” dependiendo del SO utilizado. De cualquier manera, la conexión fallará debido a que es un número de red diferente. Aun cuando un dispositivo exista en ese número de red, no le responderá.
13. Ahora intente enviar un ping a un host que no está dentro de su subred, tal como 192.168.50.17. Teclee ping 192.168.50.17. No debería responder y debería obtener un mensaje de error como en el paso 12. Esto se muestra en la Figura 4-9. Este intento de ping falló debido a que el host está en una subred diferente y por defecto, no se puede comunicar con computadoras en su subred.
Figura 4-9
Ping fallido desde una computadora en una subred
Ahora tiene una subred funcional que comparten las dos computadoras de las otras subredes en la red. Los ingenieros en redes crean subredes para compartimentar redes. Esto puede ser para disminuir broadcasts, incrementar el rendimiento de datos, añadir seguridad, limitar acceso y utilizar direcciones IP más inteligentemente. Hay muchos otros ejemplos de subneteo y hay otros tipos de máscaras de subred que se pueden utilizar más allá de la máscara de subred 255.255.255.240. Por ejemplo, 255.255.255.224 le da la habilidad de tener ocho subredes (recomendado seis utilizables) y treinta direcciones IP utilizables por subred. También puede crear subredes dentro de redes de Clase A y de Clase B. Las Tablas 4-6 hasta 4-8 muestran todas las posibilidades cuando se trata del subneteo dentro de cualquiera de las Clases de IP. Estas tablas toman en cuenta el hecho de que la mayoría de los fabricantes de SO e IOS (sistema operativo de interconexión de redes) recomendarán no utilizar la primera o última subred para ninguna esquema de subneteo dado.
Tabla 4-6
Matriz de subneteo de Clase A
ID de
red ID de subred ID de host Máscara # de subredes utilizables # de hosts 8 0 24 255.0.0.0 /8 N/A 16,777,14 8 1 23 255.128.0.0 /9 N/A N/A 8 2 22 255.192.0.0 /10 2 4,194,302 8 3 21 255.224.0.0 /11 6 2,097,150 8 4 20 255.240.0.0 /12 14 1,048,574 8 5 19 255.248.0.0 /13 30 524,286 8 6 18 255.252.0.0 /14 62 262,142 8 7 17 255.254.0.0 /15 126 131,070 8 8 16 255.255.0.0 /16 254 65,534 8 9 15 255.255.128.0 /17 510 32,766
ID de red ID de subred ID de host Máscara # de subredes utilizables # de hosts 8 10 14 255.255.192.0 /18 1,022 16,382 8 11 13 255.255.224.0 /19 2,046 8,190 8 12 12 255.255.240.0 /20 4,094 4,094 8 13 11 255.255.248.0 /21 8,190 2,046 8 14 10 255.255.252.0 /22 16,382 1,022 8 15 9 255.255.254.0 /23 32,766 510 8 16 8 255.255.255.0 /24 65,534 254 8 17 7 255.255.255.128 /25 131,070 126 8 18 6 255.255.255.192 /26 262,142 62 8 19 5 255.255.255.224 /27 524,286 30 8 20 4 255.255.255.240 /28 1,048,574 14 8 21 3 255.255.255.248 /29 2,097,150 6 8 22 2 255.255.255.252 /30 4,194,302 2 8 23 1 255.255.255.254 /31 N/A N/A 8 24 0 255.255.255.255 /32 N/A N/A Tabla 4-7 Matriz de Subneteo de Clase B ID de red ID de subred ID de host Máscara # de subredes utilizables # de hosts 16 0 16 255.255.0.0 /16 N/A 65,534 16 1 15 255.255.128.0 /17 N/A N/A 16 2 14 255.255.192.0 /18 2 16,382 16 3 13 255.255.224.0 /19 6 8,190 16 4 12 255.255.240.0 /20 14 4,094 16 5 11 255.255.248.0 /21 30 2,046 16 6 10 255.255.252.0 /22 62 1,022 16 7 9 255.255.254.0 /23 126 510 16 8 8 255.255.255.0 /24 254 254 16 9 7 255.255.255.128 /25 510 126 16 10 6 255.255.255.192 /26 1,022 62 16 11 5 255.255.255.224 /27 2,046 30 16 12 4 255.255.255.240 /28 4,094 14 16 13 3 255.255.255.248 /29 8,190 6 16 14 2 255.255.255.252 /30 16,382 2 16 15 1 255.255.255.254 /31 N/A N/A 16 16 0 255.255.255.255 /32 N/A N/A
Tabla 4-8 Matriz de subneteo de Clase C ID de red ID de subred ID de host Máscara # de subredes utilizables # de hosts por 24 0 8 255.255.255.0 /24 N/A 254 24 1 7 255.255.255.128 /25 N/A N/A 24 2 6 255.255.255.192 /26 2 62 24 3 5 255.255.255.224 /27 6 30 24 4 4 255.255.255.240 /28 14 14 24 5 3 255.255.255.248 /29 30 6 24 6 2 255.255.255.252 /30 62 2 24 7 1 255.255.255.254 /31 N/A N/A 24 8 0 255.255.255.255 /32 N/A N/A
Definiendo Enrutamiento Interdominio sin Clases (CIDR)
El enrutamiento interdominio sin clases (CIDR) es una manera de asignación de direcciones IP y enrutamiento de paquetes de protocolo internet. Estaba destinado a remplazar la anterior arquitectura de direccionamiento IP con clases en un intento de retardar la escasez de direcciones IPv4. El enrutamiento interdominio sin clases está basado en el enmascarado de subred de longitud variable (VLSM), el cual permite a una red ser dividida en subredes de diferentes tamaños para realizar una red IP que haya sido considerada previamente como una clase (como la clase A) se vea como una Clase B o C. Esto puede ayudar a los administradores de red a utilizar efcientemente subredes sin desperdiciar direcciones IP.
Un ejemplo de CIDR sería el número de red IP 192.168.0.0/16. El /16 signifca que la máscara de subred tiene 16 bits enmascarados (o 1s) lo que da 255.255.0.0. Usualmente, sería una máscara de subred de Clase B por defecto, pero debido a que estamos utilizándola en conjunción con lo que solía ser un número de red de Clase C, absolutamente todo el conjunto queda sin clase.
ÆConfigurar una Red IP basada CIDR
PREPÁRESE. En este ejercicio, configurará dos computadoras con direcciones IP privadas sin clases, luego verificará la configuración a través del uso de ipconfig y ping. En este ejercicio en particular, la red IP (10.254.254.0), la cual previamente parecía ser una red de Clase A, utilizará una máscara de subred de Clase C. Esto efectivamente la hace sin clase:
1. Acceda al cuadro de diálogo Propiedades de Conexión de Área Local.
2. Dé clic Protocolo de Internet Versión 4, luego dé clic en el botón Propiedades. Esto despliega el cuadro de diálogo Propiedades de Protocolo de Internet Versión 4. Escriba la configuración actual de modo que pueda restaurarla en la computadora al finalizar el ejercicio.
3. Dé clic en el botón de radio Usar la siguiente dirección IP. Esto habilita los otros campos, de modo que puede teclear en ellos la información IP. Introduzca lo siguiente:
• Para la dirección IP de la primera computadora, introduzca 10.254.254.115.
• Para la dirección IP de la segunda computadora, introduzca 10.254.254.116.
• Para la máscara de subred de ambas computadoras, introduzca 255.255.255.0. Esto se podría escribir como 10.254.254.0/24, significando que estamos creando una red sin clase 10.254.254.0 con una máscara de subred que tiene 24 bits enmascarados.
• Deje los campos de puesta de enlace predeterminada y servidor DNS preferido en blanco.
• Cuando termine, la configuración de la primera computadora debería verse como la Figura 4-10.
Figura 4-10
Cuadro de diálogo Propiedades de IPv4 configurada con una dirección IP sin clase
4. Dé clic en Aceptar. Luego, en el cuadro de diálogo Propiedades de Conexión de Área Local, dé clic en Aceptar. Esto completará y enlazará la configuración al adaptador de red.
5. Ahora pruebe su configuración. Haremos esto de dos maneras, primero con el comando
ipconfig y después con el comando ping.
a. Teclee ipconfig. Verifique que la configuración de IP es precisa y corresponde a lo que tecleó en la ventana de propiedades. Si no, regrese y revise su cuadro de diálogo Propiedades de Protocolo de Internet.
b. Envíe un ping a la otra computadora. También intente enviar un ping a otras computadoras que fueron configuradas como parte de esta red sin clase (por ejemplo, ping 10.254.254.116). Asegúrese de obtener respuestas. Si no, revise las configuraciones de IP de ambas computadoras, vigile los conflictos de IP y asegúrese de que las computadoras están conectadas físicamente a la misma red.
Trabajando con IPv6
È EN RESUMEN
IPv6 es la nueva generación de direccionamiento IP para Internet, pero también puede ser utilizado en redes de ofcinas pequeñas y redes caseras. Fue diseñado para vencer las limitaciones de IPv4, incluyendo espacios de dirección y seguridad.
f
Comprendiendo IPv6
Antes de que pueda confgurar IPv6, primero necesita comprender algunos conceptos, algunos son similares al IPv4, pero hay otros que son muy diferentes. En esta sección, categorizaremos los tipos de direcciones y explicaremos específcamente porqué el IPv6 será el sucesor para IPv4. (Recuerde, IPv4 es aun el protocolo de IP dominante en el mundo hoy en día.)
;Listo para la Certificación
¿Cómo define IPv6?— 3.3
IPv6 ha sido defnido por más de una década y lentamente ha ganado aceptación en el mundo de las redes, aunque aún se considera que está en una etapa temprana. La razón número uno para utilizar IPv6 es el espacio para dirección. IPv6 es un sistema de 128- bit, mientras que su aún dominante predecesor IPv4 es un sistema de solamente 32-bit. ¿Qué signifca esto? Bien, mientras que IPv4 puede tener aproximadamente 4 billones de direcciones IP en todo el sistema, IPv6 puede tener 340 undecillones de direcciones. Eso es 340 con 36 ceros después. Por supuesto, varias limitaciones en el sistema reducirán ese número, pero el resultado fnal aún es mucho más grande que en el sistema IPv4. Sin embargo otra razón para utilizar IPv6 es la avanzada seguridad integrada, por ejemplo, IPsec es un componente fundamental del IPv6 (discutiremos IPSec más a profundidad en la Lección 6). IPv6 también tiene muchos avances y una mayor simplifcación cuando se trata de asignación de direcciones. La Tabla 4-9 resume algunas de las diferencias entre IPv4 e IPv6.
Tabla 4-9
IPv4 contra IPv6 IPv4 IPv6
32-bit 4 billones de direcciones 128-bit 340 undecillones de direcciones Menos seguridad en general Mas seguridad, IPsec es obligatorio
n/a Simplificación de asignación de direcciones
IPv6 también soporta jumbogramas. Estos son paquetes mucho más grandes de lo que IPv4 puede manejar. Los paquetes IPv4 son normalmente de alrededor de 1,500 bytes de tamaño. Pero pueden ser tan grandes como 65,535 bytes. En comparación, los paquetes IPv6 pueden ser tan grandes como de aproximadamente 4 billones de bytes.
Ya mencionamos que las direcciones de IPv6 son números de 128-bit. También tienen formato hexadecimal y están divididas en ocho grupos de cuatro números cada uno, cada grupo está separado por dos puntos “:”. Estos separadores de dos puntos “:” contrastan con la notación de punto decimal de IPv4. En Windows, las direcciones IPv6 son asignadas automáticamente y auto confguradas y son conocidas como direcciones de enlace local. Hay tres tipos principales de direcciones IPv6:
• Dirección Unicast: Esta es una sola dirección en una sola interfaz. Hay dos tipos de direcciones unicast. La primera, direcciones de unicast globales, son ruteables y desplegables directamente a Internet. Estas direcciones empiezan en el rango 2000. El otro tipo es la ya mencionada dirección de enlace local. Estas están divididas en dos subtipos, la dirección auto confgurada de Windows, el cual comienza en FE80, FE90, FEA0 y FEB0 y la dirección de loopback, la cual es conocida como ::1, donde ::1 es el equivalente de IPv4 para 127.0.0.1.
• Dirección Anycast: Estas son direcciones asignadas a un grupo de interfaces, más probablemente en host separados. Los paquetes que son enviados a estas direcciones son entregados sólo a una de las interfaces, generalmente, la primera o más cercana disponible. Estas direcciones son utilizadas en sistemas de conmutación por error.