Implementación de Infraestructura de Red de MS Windows

Objetivos:

• Estudiar el Protocolo de Red IP.
• Reconocer la estructura de una dirección IP.
• Conocer la importancia de una dirección IP en una red.

Fundamento Teórico:

Protocolo TCP/IP

Es el estándar abierto de Internet desde el punto de vista histórico y técnico es el Protocolo de control de transmisión/Protocolo Internet (TCP/IP). El modelo de referencia TCP/IP y la pila de protocolo TCP/IP hacen que sea posible la comunicación entre dos computadores, desde cualquier parte del mundo, a casi la velocidad de la luz.

El protocolo TCP/IP se basa en la noción de dirección IP, es decir, en la idea de brindar una dirección IP a cada equipo de la red para poder enrutar paquetes de datos.

Dirección IP

Una dirección IP es un número que identifica de manera lógica y jerárquica a una interfaz de un dispositivo (habitualmente una computadora) dentro de una red que utilice el protocolo IP (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red del protocolo TCP/IP.

La dirección IP está conformado de cuatro octetos de 8 bits cada octecto, por lo tanto la dirección IP tiene 32 bits, 4 bytes. Así podemos decir que cada octecto puede tomar valores decimales desde 0 a 255.

La dirección IP nos muestra dos datos importantes, el número de red en la que nos encontramos y los hosts dentro de la red.

No hay que confundir Dirección IP con Dirección Física. La Dirección IP es una dirección lógica y se puede modificar cuantas veces se quiera. En cuanto a la Dirección Física viene enmarcada en el chipset, no se puede modificar.

IP Públicas y Privadas

Por IP pública se entiende una IP a la que puede acceder cualquier usuario, y son las que se pagan para obtenerlas, mientras que a una IP privada sólo puede acceder un grupo restringido de usuarios, por lo general los host’s de una determinada empresa privada.

Una IP pública se utiliza generalmente para montar servidores en internet, actualmente estas direcciones tienen un coste, esto debido a que solo las IP’s públicas tienen acceso a Internet.

Las IP privadas pueden ser utilizadas por los hosts que usan traducción de dirección de red (NAT) para conectarse a una red pública o por los hosts que no se conectan a Internet, las direcciones privadas con respecto a la clase a que pertenecen son:

• Direcciones IP privadas de Clase A: 10.0.0.1 a 10.255.255.254; hacen posible la creación de grandes redes privadas que incluyen miles de equipos.
• Direcciones IP privadas de Clase B: 172.16.0.1 a 172.31.255.254; hacen posible la creación de redes privadas de tamaño medio.
• Direcciones IP privadas de Clase C: 192.168.0.1 a 192.168.0.254; para establecer pequeñas redes privadas.

IP Dinámica y Estática

IP Dinámica: Una dirección IP dinámica es una IP asignada mediante un servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) al usuario, esta dirección IP obtenida tiene una duración máxima y además suele cambiar cada vez que el usuario se reconecta por cualquier causa.

IP Estática: Es una IP asignada por el usuario de manera manual, esto permite tener servicios dirigidos directamente a la IP, pero a su vez son más vulnerables al ataque, puesto que el usuario no puede conseguir otra IP, y es a su vez más caro para los ISP puesto que esa IP puede no estar usándose las 24 horas del día

IP Reservada

Existe un grupo de direcciones IP, las cuales no se pueden usar, debido a que están reservadas para ciertos servicios de red, entre estos se encuentran:

• IP route (0.0.0.0): Este comando administra las entradas del route con las tablas de encaminamiento que maneja el núcleo. Las tablas de encaminamiento del núcleo mantienen información sobre caminos hacia otros nodos conectados en la red.
• IP de Broadcast: Es un modo de transmisión de información donde un nodo emisor envía información a una multitud de nodos receptores de manera simultánea, sin necesidad de reproducir la transmisión nodo por nodo.
• Loopback: Es una interfaz de red virtual que siempre representa al propio dispositivo independiente de la dirección IP que se le haya asignado. El valor en IPV4 es 127.0.0.1.
• Dirección de Red: Es la dirección que tiene la parte de host a cero, sirve para definir la red en que se ubica.

Mascara de una dirección IP

La Máscara permite al usuario distinguir que decimales de su dirección IP representan a la red y cual al host.

Clases de direcciones IP

IP Clase A: Si se toma el primer octeto y el primer bit es 0 se considera que la IP es de clase A. Como el primer bit es 0 nos quedan 7 bits libres que definirán el número de IP’s clase A en el mundo (2⁷ = 128). En conclusión, si el primer número decimal es menor a 128 se considera que se tiene una IP de Clase A.

IP clase B: Si entre los dos primeros octetos, los dos primeros bits son 1 y 0 respectivamente, tendremos una IP clase B, y los 14 bits restantes definen cuantas IP clase B en el mundo existen (2¹⁴ = 16 384). En conclusión, si el primer número decimal está entre 128 y 191, se considerará que tenemos una IP Clase B.

Clase C: Se define en los tres primeros octetos y si los tres primeros bits tienen el orden de 110, es una IP de clase C y los 21 bits restantes definen la red (2²¹ = 2 097 152). En conclusión, si el primer número decimal está entre 192 y 223, se considerará que tenemos una IP Clase C.

Clase D: Son redes para tráficos especiales (video conferencias a un grupo de usuarios) llamada también multicase.

Clase E: Solo para investigación.

Ahora que ya conocemos las Clases de IP, podemos identificar en la red en que se encuentra. La red es definida por los octetos que definen a la Clase de IP.

En el cuadro que se muestra a continuación se muestra ejemplo de IP de cada clase con su respectiva red

Subredes

Cuando se trabaja con una red pequeña, con pocos host conectados, el administrador de red puede fácilmente configurar el rango de direcciones IP usado para conseguir un funcionamiento óptimo del sistema. Pero conforme la red va creciendo se hace necesaria una división en partes de la misma, debido a que si trabajamos con una cantidad grande de hosts, las transmisiones broadcast aumentan y puede que el tráfico generado puede congestionar toda la red de una manera inaceptable.

Para la creación de las subredes tomaremos en cuenta la siguiente fórmula:

2ⁿ = # de subredes

Donde n, indica el numero de bits a emplear para la creación de nuestra subred, en el desarrollo del laboratorio se demostrará de una manera más explícita la creación de subredes.

Desarrollo del Laboratorio:

Abrir una ventana de símbolo de sistema, donde primero se digitará el comando ipconfig, para conocer la dirección IP con la que estamos trabajando.

Luego para comprobar que nuestra tarjeta de red está funcionando correctamente hacemos una prueba de Loopback, mandando un ping a la dirección 127.0.0.1.

Como se puede ver en la figura no se tiene perdida de paquetes, lo cual quiere decir que nuestra tarjeta de red está funcionando correctamente.

A continuación entrar a las propiedades de la Red. En donde se ingresará a las propiedades del Protocolo Internet (TCP/IP), para posteriormente hacer pruebas cambiando la configuración de nuestra IP.

Primero se debe tener conocimiento de la Clase de IP a la que pertenece la red, para nuestro caso tenemos una IP Clase C. Y sabiendo la Clase de IP, se ingresará 0 y 255 respectivamente, en el octeto que define el host y luego clic en “aceptar”. Como se dará cuenta no es posible ingresar 0 y 255 por razones ya explicadas en la teoría.

En las pruebas anteriores se vio que la Máscara de subred se ingresaba automáticamente por default. Pero para esta prueba se configurará la Máscara de subred borrando todo lo que está definido por default. Como se puede observar en la figura siguiente, el sistema no nos permite esta condición, se necesita especificar la máscara de subred para que la tarjeta de red pueda identificar a la red a la cual pertenece.

Para las siguientes pruebas se configurará la dirección IP y la máscara de subred con los valores correctos, la cual es necesaria para que la tarjeta de red se identifique dentro de una red.

Para comprobar que hay una correcta conexión entre PC’s de la red, hacemos un ping con una PC que se encuentra dentro de la misma red. Se puede observar que la conexión con la dirección 192.168.1.13 es correcta debido a que no hay pérdidas.

Ahora para comprobar que no puede haber conexión entre PC’s de diferentes redes, se hace ping con la siguiente dirección 192.168.2.1, la cual pertenece a otra red. Y se obtendrá ninguna respuesta, la cual quiere decir que hay cuatro pérdidas como la negativa a la conexión

Ahora se pasará a la creación de las subredes. Ya se conoce la clase de IP que pertenece a nuestra PC (IP Clase C), y por lo tanto el sistema por default asignara la Máscara de subred como 255.255.255.0.

A continuación se crearan 8 subredes, y se aprovecha éste dato para utilizar la fórmula antes mencionada, con la cual se conocerá el número de bits de mas que requiere la máscara para las 8 subredes.

Ahora se tomará el número de combinaciones que se puede hacer en el último octeto de la máscara, por lo que de 0 a 255 se tiene 256 combinaciones, a ese número lo dividimos entre el número de subredes a crear, así tendríamos:

Teniendo estos datos se procede a lo siguiente:

subred1	0	0	0	0
subred2	0	0	1	32
subred3	0	1	0	64
subred4	0	1	1	96
subred5	1	0	0	128
subred6	1	0	1	160
subred7	1	1	0	192
subred8	1	1	1	224

Y de esta manera el número que irá en el último octeto de la Máscara de subred será 224.

De esta manera se podrá conectar a cualquiera de las 8 subredes creadas, para el ejemplo se elige la subred6, la cual tendrá como direcciones IP a 192.168.1.161 y 192.168.1.190. Y se tomará 192.168.1.161 como dirección IP para la configuración de la tarjeta de red. Ingresamos tanto la nueva dirección IP como la Máscara de subred, como se muestra en la figura.

Ahora se comprueba que existe conexión con la otra PC que tiene asignado como dirección IP a 192.168.1.161, para eso se hace un ping a aquella dirección y efectivamente, como se muestra en la figura hay respuesta de la otra PC que se encuentra en la misma subred.

Y si se hace la prueba de conexión con una IP que no está dentro de la subred, no se obtiene respuesta alguna, como se muestra a continuación.

Y como última prueba, se hará ping con la dirección perteneciente a otra subred y en medio de la consulta se volverá a poner las PC’s del laboratorio en una sola red, y este cambio se podrá observar en la ventana de símbolo, como se muestra en la figura.

Conclusiones:

• La Dirección IP nos brinda dos informaciones muy importantes, tales como la red en donde la tarjeta de red se encuentra y el número de host dentro de la red.
• No se pueden usar los host 0 y 255 por ser reservados.
• Las subredes son importantes para empresas que contienen un número muy grande de usuarios.
• Redes diferentes no se pueden ver, asi compartan el mismo switch.

Bibliografía:

• Dirección IP. http://es.wikipedia.org/wiki/Dirección_IP. 04/04/10.
• Creación de Subredes. http://ubv2006.galeon.com/Programas/Subnetting.pdf. 05/04/10.
• Familias de Protocolo IP. http://es.wikipedia.org/wiki/Familia de protocolos de internet. 05/04/10.