Ejemplo de subneteo

Diseñar un red que cumpla con los siguientes parámetros.
La IP a desglosar es la siguiente : 192.168.10.0

TABLA DE CARACTERÍSTICAS DE LA RED A DISEÑAR

Subred	No. de host útiles
Informática	100
Ingeniería	58
Capital Humano	22
Administración	10

En este caso las subredes  ya están ordenadas de mayor a menor , respecto a los host.

Hay que identificar la clase de IP que tenemos , en este caso es:

Clase C  192-223/24 

Máscara de default 255.255.255.0

No. de bits tomados de la máscara para los host:    

((2^n) - 2 )=Nhost

Informática  n=7 ,  máscara 255.255.255.128/31

Ingeniería  n=6 ,  máscara 255.255.255.192/30

Capital Humano  n=5 ,  máscara 255.255.255.224/29

Administración   n= ,  máscara 255.255.255.240/28

TABLA DE DIRECCIONAMIENTO

SUBRED	ID de subred	IP´s útiles	Broadcast
Informática	192.168.10.0 .00000000	192.168.10.1 – 192.168.10.126	192.168.10.127 .01111111
Ingeniería	192.168.10.128 .100000000	192.168.10.129 – 192.168.10.190	192.168.10.191 .10111111
Capital Humano	192.168.10.192 .11000000	192.168.10.193 – 192.168.10.222	192.168.10.223 .11011111
Administración	192.168.10.224 .11100000	192.168.10.1224– 192.168.10.238	192.168.10.239 .11101111

De la tabla de direccionamiento podemos ver que los bits "robados" o "prestados" para cada subred están subrayados.

En el siguiente video podemos ver el ejemplo en CPT. 

Cabe señalar que todo lo utilizado en este vídeo, ya se ha abarcado en los temas del blog, con la excepción de la asignación dinámica (DHCP). 

NOTA:

Si se quiere reproducir el ejemplo del  vídeo  lo único que cambiaría ud. es la forma de direccionamiento de los dispositivos finales (servidores, laptops, PC´s , etc.), tema que ya se abordó en el blog.

Red LAN (2 Routers)

Ejemplo:

Diseñar una red LAN con las siguientes características:

Área	Red
Coordinación	192.168.10.0/24
Economía	192.168.20.0/24
Ciencias Políticas y sociales	192.168.30.0/24

Para reforzar el conocimiento acerca de  la primera forma de direccionamiento de IP´s (direccionamiento estático) , daremos solución al problema utilizando este recurso.

Temas nuevos:

- Enrutamento 

-Conexión de dispositivos de la misma capa.

SOLUCIÓN:

Pasos

1.-Abrir el software CPT

2.- Seleccionar los siguientes dispositivos y colocarlos en el entorno de trabajo:

• 2 routers
• 3 switches
• 4 dispositivos finales

3.-Unir los dispositivos de diferente capa, (véase la entrada

Construcción de una red LAN (básica) con Cisco Packet Tracer)

La siguiente figura muestra el paso 3, aún no han sido configurados los routers. 

Fig. 10 Red cableada, 3 subredes, una comparte 2 routers,que se encarga de gestionar a las otras dos, note que la nomenclatura de la IP de cada  subred (parte inferior) tiene "/24" esto hace referencia ala máscara de red, la convencional en este caso 255.255.255.0.

4.- Para generar detalles básicos (más no menos importantes) como la división de subredes por color, el nombre de la  subred y la IP cada subred, véase la fig. A de la anterior entrada.

1. En la barra de tareas (lado derecho) el tercer ícono es para recuadros de texto
2. En la barra de menú de tareas el penúltimo icono (de izq. a der) es para recuadros de colores: seleccionarlo, marcar fill color , elegir un color (select fill color)  y seleccionar el rectángulo. mantener presionado y desplazar la herramienta hasta cubrir el área deseada con el rectángulo.  

5.-Programación de los routers

(seguir los mismos pasos de la anterior entrada, hacer los mismos pasos para cada router, por defecto las entradas de cualquier router (gateways) tienen el mismo nombre fa 0/0 y fa 0/1 )

En el ejemplo anterior  los datos a considerar fueron:

Router 1

subred 192.168.10.0/24, gateway  192.168.10.1 (fa 0/0) IP host 192.168.10.2

subred 192.168.20.0/24 , gateway  192.168.20.1 (fa 0/1) IP host 192.168.20.2

Para este ejemplo serán:

Router 1

subred 192.168.10.0/24, gateway  192.168.10.1 (fa 0/0) IP host (pc1) 192.168.10.2

subred 192.168.20.0/24 , gateway  192.168.20.1 (fa 0/1) IP host (pc2) 192.168.20.3

POR LO TANTO:

router> enable
router# configure terminal
router(config)#hostname R1
R1(config)# interface fastethernet 0/0    (primer gateway)
R1(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 (ip_espacio_máscara ) 
R1(config-if)#no shutdown
R1(config-if)#exit
R1(config)#interface fastethernet 0/1 (segunda puerta de enlace)
R1(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 (ip_espacio_máscara ) 
R1(config-if)#no shutdown
R1(config-if)#exit

Router 2

subred 192.168.20.0/24, gateway  192.168.20.2 (fa 0/0)  (ya está contemplado en en router1)

subred 192.168.30.0/24 , gateway  192.168.30.1 (fa 0/1) IP host (pc1 de la subred 30) 192.168.30.2, 

IP host (pc2 de la subred 30) 192.168.30.2

router> enable
router# configure terminal
router(config)#hostname R2
R2(config)# interface fastethernet 0/0    (primer gateway)
R2(config-if)#ip address 192.168.20.2 255.255.255.0 (ip_espacio_máscara ) 
R2(config-if)#no shutdown
R2(config-if)#exit
R2(config)#interface fastethernet 0/1 (segunda puerta de enlace)
R2(config-if)#ip address 192.168.30.1 255.255.255.0 (ip_espacio_máscara ) 
R2(config-if)#no shutdown
R2(config-if)#exit

la máscara es la misma paro todos los dispositivos finales (255.255.255.0)

6.-Enrutar, 

Como se requiere que se conozca todas las subredes, es necesario hacer un enrutamiento ya que entre las subredes no se conocen más que la subred coordinación por el simple hecho de que se encuentra conectada a los 2 routers

añadir a código la siguiente instrucción (PARA CADA ROUTER) :

R1(config)# ip route destino_mascara_gateway que conoce al destino y por donde entras a ella

Ejemplo:

Para el router 2 , la subred 30.0/24 no conoce a la subred 10.0/24 , por tanto:

R2(config)# ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.20.1 (<- gateway "fa 0/1" del router 1 )

Para el router 1

R1(config)# ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 192.168.20.2 (<- gateway " fa 0/0" del router 2 )

7.-Una vez realizado el enrutamiento , porcedemos a configurar estáticamente las IP's de los dispositivos finales , las siguentes figuras muestran la forma de hacerlo.

Seleccionar cada dispositivos y entrar al escritorio(desktop), seleccionar configuración IP (IP configuration)

Fig. 11.Dispositivo final de la red 192.168.10.0/24 ( PC1 ). 

Fig. 12.Dispositivo final de la red 192.168.20.0/24 ( PC1 de la fig. 10). Note que esta subred tiene dos gateways la 192.168.20.1 del router 1 (fa 0/1) y la  192.168.20.2 del router 2 (fa 0/0), para configurar la ip se puede escoger cualquiera de las dos. 

Fig. 12.Dispositivo final 1 de la red 192.168.30.0/24 ( PC0 de la fig. 10 ). En este caso en esta subred existen dos dispositivos finales 

 Fig. 12.Dispositivo final 2 de la red 192.168.30.0/24 ( Laptop 0 de la fig. 10 ). En este caso se le asigno la IP  192.168.30.1 al gateway, por tanto la IP 192.168.30.2 al E.D.1 (end device 1)  y la 192.168.30.2 al E.D. 2.

8.-Para probar la red solo hay que enviar un mensaje (ping) de cada E.D de una subred a otra comprobando las posibles combinaciones entre las 3 subredes (de la 10 a la 20 , de la 20 a la 30 y de la 30 a la 10).

OBSERVACIONES:

Note que la configuración de las IP's de cada dispositivo final (E.D.) se va haciendo más laboriosa entre más dispositivos y subredes tengamos , de ahí que la asignación estática de IP's solo es eficaz para redes pequeñas  con pocos dispositivos finales.

Note que cuando existe más de un router ,es necesario enrutar estos dispositivos (generar caminos virtuales para comunicarse entre subredes) ya que no se conocen entre las subredes que no están conectadas directamente en el mismo router (como la subred 10 y la subred 30 del ejemplo anterior).

Construcción de una red LAN (básica) con Cisco Packet Tracer

Cisco Packet Tracer 

¿Qúe es Cisco Packet Tracer?

Es una herramienta innovadora de simulación de red gratuita para los alumnos de Networking Academy (programa de desarrollo de habilidades de TI y formación profesional para instituciones educativas y personas de todo el mundo).

Esta aplicación permite diseñar topologías de red, entrega funcionalidades de configuración real en el IOS (internetwork operating system) que provee cisco, ya que el programa dispone de interfaces de hardware genéricas y específicas de dicha empresa, lo anterior permite al usuario saber el comportamiento físico y real de una red no tenga los dispositivos de una red.


Entorno gráfico de CPT

Fig. A . Entorno de Cisco Packet Tracer con el nombre de cada área 

Características de una RED LAN

• Generalmente abarca un edificio
• se compone de un número máximo de 255 nodos
• Un nodo es un transductor entre subredes
• Los "switches" involucrados representan una red.
• El número de "routers" de una red es igual al número de "switches" menos uno.

Ejemplo.

Construir una red las con las siguientes características:

Área	IP
Jefatura	192.168.10.0/24
Aula siglo XXI	192.168.20.0/24

NOTAS

Equipos de la misma capa se conectan con cable cruzado.

Equipos de diferente capa se conecta con cable recto. 

Solución

Para el ejemplo, el modo de asignación de direcciones IP será de la forma estática, siendo dos formas las que existen de configuración de IP's : estática y dinámica.

Para configurar los dispositivos en cisco packet tracer existen dos métodos : el método de vinculo de íconos que aparecen al seleccionar cada dispositivo a configurar y el segundo ,que es programando los dispositivos.

PASOS

1.-Abrir el entorno Cisco packet tracer

2.-Inserta los siguientes dispositivos:

• 1 Router
• 2 switches (2 redes)
• 2 dispositivos finales (computadoras o laptops)

3.conectar los dispositivos como se ve en la siguiente fig. 4  ,

seleccionar el icono de connections (rayo) y seleccionar el cable Copper Straight-Through 

y conectarlo al conector fastethernet (para los end devices; laptop y computadoras, solo tiene un conector fastethernet) para los switches  tienen más de 1 conector fasethernet, los router por lo regular tienen 2 conectores de este tipo.

                          fig. 4. Red LAN básica  las subred amarilla tiene la dirección IP  192.168.10.0/24                                 y la red rosa tiene la IP 192.168.20/24  según el ejemplo.

4. Dar un clik  derecho al router , generará el siguiente recuadro

Fig. 5. Ventana  del router 

5.En la pestaña de la figura 5 , dar click en la pestaña que dice CLI para posteriormente proceder a programar el router.

El router necesita conocer las "puertas de acceso o enlace" mediante las cuales se vincula con las distintas subredes que tenga a cargo , en nuestro caso la 20.0 y la 10.0  denotadas comunmente como Fa 0/0 y Fa 0/1 , y llamadas "gateway".

6.  El siguiente paso es programar el router:

En la ventana del router una vez terminados los pasos hasta el no. 5 , presionar enter , generará  el modo de usuario (existen distintos modos al entrar en una consola de un router cisco): router>

generar el siguiente código

router> enable
router# configure terminal
router(config)#hostname NOMBRE_DE_ROUTER (ejemplo R1)
R1(config)# interface fastethernet 0/0    (primer gateway)
R1(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 (ip _espacio_  máscara ) de la 1 subred
R1(config-if)#no shutdown
R1(config-if)#exit
R1(config)#interface fastethernet 0/1 (segunda puerta de enlace)
R1(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 (ip _espacio_  máscara ) de la 2 subred
R1(config-if)#no shutdown
R1(config-if)#exit

Terminado estos pasos sin ningún problema generará la siguiente figura (figura 6)

                             Fig. 6 Puertas de enlace del router configuradas.

7. Salir o minimizar de la ventana del router .
Ahora los nodos del router se mostrarán en color verde (si te percataste, estaban en rojo antes de configurar el router).

8.-Seleccionar un dispositivo final de tu red, se abrirá la siguiente ventana (ver Fig. 7)

                                              Fig. 7 ventana de dispositivo final (laptop)

9.-Dar click en escritorio  pestaña encerrada con un ovalo rojo (ver fig. 7) y después seleccionar configuración IP, icono encerrado con un ovalo verde (ver fig. 7) , se generará la siguiente ventana (ver fig. 8).

Fig. 8  configuración IP de un dispositivo final (computadora, laptop, servidor, etc)

10. Seleccionar el modo estático. Después escribir la ip del dispositivo (no se pueden repetir las IP´s en una red NUNCA) por lo tanto si la red es la amarilla de la fig. 4 , es la 192.168.10.0/24, y si ya se ocupo la IP 192.168.10.1 en la primera puerta de enlace (gateway) , se escribirá una IP nueva y perteneciente a la red 10.0/24 , entonces escribiremos:

IP address:  192.168.10.2
subnet mask : 255.255.255.0 (al dar tabulador en IP address automáticamente de generará este núm.)
Default Gateway: 192.168.10.1 (puerta de enlace de la red 10.0)

11. Cerrar la ventana de laptop y hacer los mismo con la computadora, pero ahora con la red 20.0/24

12.En este momento todos los nodos de la red tienen que estar en verde.
Ahora de la barra de herramientas (ver fig.  A) seleccionar el sobre amarillo cerrado , después dar click en la computadora (dispositivo ubicado en la red rosa), aparecerá un sobre blanco en una esquina del dispositivo, hacer lo mismo con la laptop de la red amarilla .
Automáticamente se generará en la barra de estatus de los escenarios (ver fig. A, parte inferior derecha) el estado del envio de mensaje .

Si tu barra de escenarios aparece la siguiente  fig.  (ver fig. 9 ) habrás diseñado bien tu red LAN ,FELICIDADES, sino es así checa tus pasos. ya que generará un "failed" en lugar de "successful".

Puedes presionar el botón que se  ve el la fig. 9 debajo de fire; si es que aparecio el mensaje de "Failed" y si sigue aparenciendo ese mensaje , quere decir que omitiste algún paso o te equivocaste en uno.

Fig. 9 . Escenario completado (successful). Red conectada totalmente.

Modelo OSI

Interconexión de sistemas abiertos

Un modelo de referencia proporciona una base para mantener coherencia en todos los tipos de protocolos y servicios de red.
Un modelo de referencia no está pensado para para ser una especificación de implementación, sino para proporcionar un nivel de detalle suficiente para definir de forma precisa los servicios de arquitectura de red.

Se utiliza para diseñar redes de datos, especificaciones de funcionamiento y resolución de problemas.
Fue aprobado por ISO (organización Internacional para la estadarización)  en 1984 bajo la norma ISO-7448.

Este modelo de referencia si divide en 7 capas, que más tarde mencionaremos.

Ventajas de división por capas

• divide la comunicación de la red en partes más pequeñas y sencillas
• normalizan los componentes de red para para permitir el desarrollo y soporte de los productos de los diferentes fabricantes.
• Impide que los cambios en una capa afecte a las demás capas.

La siguiente tabla muestra las siete capas del modelo de referencia OSI y una breve reseña de la operación que efectúa cada una.

                                 Fig. 2 . Capas del modelo de referencia  OSI.

La figura 3 muestra algunos de los protocolos utilizados en cada una de las diferentes capas del modelo de referencia.

                             Fig. 3. Modelo OSI con algunos ejemplos de protocolos por cada capa

 

Métodos de acceso

Los métodos de acceso son el conjunto de reglas que definen la forma en que un equipo coloca los datos en la red (mediante protocolos).

Ayuda a regular el flujo del tráfico de la red.

Los métodos de acceso previenen que equipos accedan simultáneamente "al cable" o medio de enlace y que generen colisiones (transmisión de datos simultánea por parte de dos o más equipos de una red).
Principalmente se dividen en dos métodos que son los generalizados en redes locales.

1. Acceso aleatorio, por contención o no determinístico.
2. Acceso por detección o determinístico.

Los principales métodos de acceso son:


Esquema de paso de señal

Token passing

El nodo en posición de "token" puede transmitir datos, sólo el nodo pretendido toma la señal, los demás dispositivos la dejan pasar.

Métodos de acceso múltiple por detección de portadora

• Acceso múltiple con detección de portadora (CSMA)
• Acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD)    

Frame Relay  (Retransmisión de tramas)

Servicio orientado a la conexión para mover datos de un nodo a otro.

puede emviar tramas de hasta 1600 bytes.

ATM (Modo de transmisión asíncrono)

Conjunto de estándares para la transmisión de datos, voz y video, opera a velocidades de 1.5Mbps hasta 1.5 Gbps, incorpora parte de los estándares Ethernet, Token Ring y FDDI (Interfaz de distribución de datos por fibra óptica). 

Referencias

http://mileidyjnp.bligoo.cl/metodo-de-acceso#.VtZM_33hDIU

http://paulinaredes.blogspot.mx/2010/05/metodos-de-acceso.html

Tipos de redes

Como anteriormente se definió el concepto de redes (de computadoras), existen diversas clasificaciones de estas, referidas a  cierto criterio, primero, las clasificaremos  geográficamente.

Distancia (aprox.) entre procesadores	Tipo de Red	Ejemplo
1m	Red de área personal (PAN)	Habitación
10m -100m	Red de área local (LAN)	Habitación / Laboratorio
1km	LAN	Edificio
10km	LAN	Campus
100km	Red de área metropolitana (MAN)	Ciudad
1000km	MAN	País
10,000km	Red de área amplia (WAN)	Continente
	Red de área global (GAN)	Planeta

Tabla 1.Clasificación geográfica de las redes de computadoras.

La siguiente clasificación de las redes de computadoras es de acuerdo al la topología con la que se diseña. Cabe resaltar que la topología de una red depende tanto del presupuesto que se tenga para el proyecto, tanto como la lógica que se requiera dado el planteamiento del problema a resolver, de forma que el diseño de una red depende la aplicación que se requiera.

Una topología es un mapa, diagrama o  esquema lógico y/o matemático que muestra como está constituido un conjunto de elementos relacionados entre sí de alguna manera (comúnmente unidos con ramificaciones). Este término es común en el área de la electrónica así como en la informática.

La tabla 2 muestra dicha clasificación .

Topología	Características
MALLA	Cada dispositivo de la red tiene enlace punto a punto. Se necesita N(N-1) canales físicos para enlazar n dispositivos lo que la hace una red muy costosa.
ESTRELLA	Cada estación se enlaza de forma radial a un nodo central. Se configura lógicamente como un bus La red sólo es tan confiable como el nodo central lo es. Es una topología accesible económicamente.
ANILLO	Tiene una conexión punto a punto entre los dispositivos de la red. La señal sale del origen y pasa a lo largo del anillo hasta llegar a su destino. Cada dispositivo del anillo incorporará un repetidor. Tráfico de datos unidireccional. Una estación inactiva podría inhabilitar toda la red. *Topología de anillo bidireccional necesita un anillo dual.
ÁRBOL/GERARQUICA	Los nodos de red están conectados a un sub-concentrador central y este a su vez a un concentrador central. Permite la conexión de muchos dispositivos a uno o varios concentradores. La red sólo es tan confiable como el  concentrador central sea confiable.
BUS	Es una topología de difusión. Todos los nodos están conectados a un mismo canal. Es necesario conectar terminadores en los extremos de la red (absorben señales reflejadas). Si un segmento de cable (backbone) se rompe fallará toda la red. Solo un nodo puede transmitir datos a la vez.

Tabla 2. Tipos de topologías de red.


La siguiente imagen muestra los ejemplos de las distintas topologías de red.

Fig. 1. Topologías de red 

Referencias

Comunicaciones y redes de computadoras
William Stallings , 7a edición 
Pearson- Prentice Hall
Madrid-España, 2004.

https://es.wikipedia.org/wiki/Topolog%C3%ADa_de_red

http://es.dreamstime.com/