Geek School Learning Windows 7 - Fundamentos de direccionamiento IP

En esta edición de Geek School, veremos cómo funciona el direccionamiento IP. También cubriremos algunos temas avanzados, como la forma en que su PC determina si el dispositivo con el que se está comunicando está en la misma red que usted. Luego terminaremos con un breve vistazo a dos protocolos de resolución de nombres: LLMNR y DNS.

Asegúrese de consultar los artículos anteriores de esta serie de Geek School en Windows 7:

Presentando How-To Geek School
Actualizaciones y Migraciones
Configurando dispositivos
Gestión de discos
Gestionando Aplicaciones
Gestionando Internet Explorer

Y estad atentos para el resto de la serie durante toda la semana..

Fundamentos de PI

Cuando envía una carta por correo postal, debe especificar la dirección de la persona a la que desea recibir el correo. De manera similar, cuando una computadora envía un mensaje a otra computadora, debe especificar la dirección a la que debe enviarse el mensaje. Estas direcciones se denominan direcciones IP y, por lo general, se parecen a esto:

192.168.0.1

Estas direcciones son direcciones IPv4 (Protocolo de Internet versión 4) y, como la mayoría de las cosas en estos días, son una simple abstracción de lo que la computadora realmente ve. Las direcciones IPv4 son de 32 bits, lo que significa que contienen una combinación de 32 unos y ceros. La computadora vería la dirección mencionada anteriormente como:

11000000 10101000 00000000 00000001

Nota: Cada octeto decimal tiene un valor máximo de (2 ^ 8) - 1, que es 255. Este es el número máximo de combinaciones que se pueden expresar utilizando 8 bits..

Si quisiera convertir una dirección IP a su equivalente binario, podría crear una tabla simple, como a continuación. Luego tome una sección de la dirección IP (técnicamente llamada octeto), por ejemplo 192, y muévase de izquierda a derecha para verificar si puede restar el número en el encabezado de la tabla de su número decimal. Hay dos reglas:

Si el número en el encabezado de la tabla es más pequeño o igual que su número, marque la columna con un 1. Su nuevo número se convertirá en el número que restó en el encabezado de la columna. Por ejemplo, 128 es más pequeño que 192, así que marco la columna de 128 con un 1. Luego me quedo con 192 - 128, que es 64.
Si el número es mayor que el número que tiene, márquelo con un 0 y continúe.

Aquí es cómo se vería usando nuestra dirección de ejemplo de 192.168.0.1

128	64	32	dieciséis	8	4	2	1
1	1	0	0	0	0	0	0
1	0	1	0	1	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	1

En el ejemplo anterior, tomé nuestro primer octeto de 192 y marqué la columna 128 con un 1. Luego me quedé con 64, que es el mismo número que la segunda columna, así que también lo marqué con un 1. Ahora me quedaba con 0 desde 64 - 64 = 0. Eso significaba que el resto de la fila era todo ceros.

En la segunda fila, tomé el segundo octeto, 168. 128 es más pequeño que 168, así que lo marqué con un 1 y me quedé con 40. 64 fue mayor que 40, así que lo marqué con un 0. Cuando me mudé a la la tercera columna, 32 era menos de 40, así que lo marqué con un 1 y me quedé con 8. 16 es mayor que 8, así que lo marqué con un 0. Cuando llegué a la columna 8 s lo marqué con 1, lo que me dejó con 0 por lo que el resto de las columnas fueron marcadas con 0.

El tercer octeto era 0, y nada puede ir a 0, por lo que marcamos todas las columnas con un cero..

El último octeto era 1 y nada puede ir en 1 excepto 1, así que marqué todas las columnas con 0 hasta que llegamos a la columna 1s donde lo marqué con 1.

Máscaras de subred

Nota: el enmascaramiento de subred puede ser muy complejo, por lo que, para el alcance de este artículo, solo discutiremos las máscaras de subred con clase..

Una dirección IP se compone de dos componentes, una dirección de red y una dirección de host. La máscara de subred es la que utiliza su computadora para separar su dirección IP en la dirección de red y la dirección del host. Una máscara de subred típicamente se parece a esto.

255.255.255.0

Que en binario se parece a esto..

11111111.11111111.11111111.00000000

En una máscara de subred, los bits de la red se indican mediante 1s y los bits del host se indican con los 0s. En la representación binaria anterior puede ver que los tres primeros octetos de la dirección IP se utilizan para identificar la red a la que pertenece el dispositivo y el último octeto se utiliza para la dirección del host..

Dada una dirección IP y una máscara de subred, nuestras computadoras pueden saber si el dispositivo está en la misma red realizando una operación AND a nivel de bit. Por ejemplo, diga:

computerOne quiere enviar un mensaje a computerTwo.
computerOne tiene una IP de 192.168.0.1 con una máscara de subred de 255.255.255.0
computerTwo tiene una IP de 192.168.0.2 con una máscara de subred de 255.255.255.0

computerOne primero calculará el AND a nivel de bits de su propia IP y máscara de subred.

Nota: cuando se utiliza una operación AND a nivel de bits, si los bits correspondientes son ambos 1, el resultado es 1, de lo contrario es 0.

11000000 10101000 00000000 00000001
11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000000 00000000

A continuación, calculará el bit a bit y para computerTwo.

11000000 10101000 00000000 00000010
11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000000 00000000

Como puede ver, los resultados de las operaciones a nivel de bits son iguales, lo que significa que los dispositivos están en la misma red..

Las clases

Como probablemente ya haya adivinado, cuantas más redes (1) tenga en su máscara de subred, menos host (0) podrá tener. La cantidad de hosts y redes que puede tener se divide en 3 clases.

	Redes	Máscara de subred	Redes	Hospedadores
Clase A	1-126.0.0.0	255.0.0.0	126	16 777 214
Clase B	128-191.0.0.0	255.255.0.0	16 384	65 534
Clase C	192-223.0.0.0	255.255.255.0	2 097 152	254

Rangos reservados

Notará que el rango 127.x.x.x se ha omitido. Esto se debe a que todo el rango está reservado para algo que se llama su dirección de bucle de retorno. Tu dirección de loopback siempre apunta a tu propia PC.

El rango 169.254.0.x también se reservó para algo llamado APIPA, que veremos más adelante en la serie..

Rangos de IP privados

Hasta hace unos años, todos los dispositivos en Internet tenían una dirección IP única. Cuando las direcciones IP comenzaron a agotarse, se introdujo un concepto llamado NAT que agregó otra capa entre nuestras redes e Internet. La IANA decidió que reservarían un rango de direcciones de cada clase de IP:

10.0.0.1 - 10.255.255.254 de la clase A
172.16.0.1 - 172.31.255.254 de la Clase B
192.168.0.1 - 192.168.255.254 de la Clase C

Luego, en lugar de asignar una dirección IP a cada dispositivo del mundo, su ISP le proporciona un dispositivo llamado enrutador NAT al que se le asigna una única dirección IP. Luego puede asignar las direcciones IP de sus dispositivos desde el rango de IP privado más adecuado. Luego, el enrutador NAT mantiene una tabla NAT y distribuye su conexión a Internet..

Nota: la IP de su enrutador NAT generalmente se asigna de manera dinámica a través de DHCP, por lo que normalmente cambia según las restricciones que tenga su ISP..

Resolución de nombres

Para nosotros es más fácil recordar nombres legibles por humanos como FileServer1 que recordar una dirección IP como 89.53.234.2. En redes pequeñas, donde no existen otras soluciones de resolución de nombres como DNS, cuando intenta abrir una conexión a FileServer1, su computadora puede enviar un mensaje de multidifusión (que es una forma elegante de decir que envíe un mensaje a cada dispositivo en la red) preguntando quién es FileServer1. Este método de resolución de nombres se llama LLMNR (Link-Lock Multicast Name Resolution), y si bien es una solución perfecta para una red doméstica o de pequeñas empresas, no se escala bien, en primer lugar porque la transmisión a miles de clientes tomará demasiado tiempo y la segunda porque las transmisiones no suelen atravesar enrutadores.

DNS (Sistema de nombres de dominio)

El método más común para resolver el problema de escalabilidad es usar DNS. El sistema de nombres de dominio es la agenda de una red determinada. Asigna nombres de máquinas legibles por humanos a sus direcciones IP subyacentes utilizando una base de datos gigante. Cuando intenta abrir una conexión a FileServer1, su PC pregunta a su servidor DNS, que usted especifica, quién es FileServer1. El servidor DNS responderá con una dirección IP a la que su PC puede conectarse. Este es también el método de resolución de nombres utilizado por la red más grande del mundo: internet.

Cambiar la configuración de su red

Haga clic con el botón derecho en el ícono de configuración de red y seleccione Abrir Centro de redes y recursos compartidos del menú contextual.

Ahora haga clic en el hipervínculo Cambiar configuración del adaptador en el lado izquierdo.

Luego haga clic derecho en su adaptador de red y seleccione Propiedades en el menú contextual.

Ahora seleccione Internet Protocol Version 4 y luego haga clic en el botón de propiedades.

Aquí puede configurar una dirección IP estática seleccionando el botón de opción "Usar la siguiente dirección IP". Con la información anterior, puede completar una dirección IP y una máscara de subred. La puerta de enlace predeterminada, a todos los efectos, es la dirección IP de su enrutador.

Cerca de la parte inferior del cuadro de diálogo puede establecer la dirección de su servidor DNS. Es probable que en casa no tenga un servidor DNS, pero su enrutador a menudo tiene un pequeño caché de DNS y reenvía las consultas a su ISP. Alternativamente, puedes usar el servidor DNS público de Google, 8.8.8.8.

Deberes

No hay tarea para hoy, pero ha sido una larga, así que léela nuevamente. Si aún está ansioso por obtener más información, puede leer sobre un tema de redes avanzadas llamado CIDR (Classless Interdomain Routing).

Si tiene alguna pregunta, puede enviarme un tweet a @taybgibb o simplemente dejar un comentario..