1.1  Antecedentes

1.1.1  Internet                                                                                      

1.1.2  Historia de Internet                                                                  

1.1.3  Direcciones IP                                                                           

1.1.4  Formato de direcciones IP                                                     

1.1.5  Clases de direcciones IP                                                 

1.1.6 Redes y subredes de TCP/IP                                           

1.1.7  Protocolo IP                                                                        

1.1.7.1  El Datagrama IP                                                

1.1.7.2  Formato del Datagrama IP                            

             Las redes de comunicaciones han evolucionado con el paso del tiempo ante la necesidad de satisfacer las demandas de los diferentes servicios de telecomunicaciones, que día a día necesitan un mayor ancho de banda y una mejor calidad de servicio para las nuevas aplicaciones que se han venido desarrollando hasta la actualidad. La tecnología de redes ha incrementado su complejidad generándose la necesidad de contar con una mejor administración de los recursos de estos sistemas. Es de esto que surgió la necesidad de el uso de la gestión de redes.

 Según la ISO (Internacional Organization for Standarization u Organización Internacional para la Estandarización) define la gestión de red como: “El conjunto de elementos de control y supervisión de los recursos que permiten que la comunicación tenga lugar sobre la red”.

 La gestión de red provee de herramientas necesarias para realizar las funciones de configuración, detección de fallas, prestaciones, seguridad y  contabilidad. Siendo esta última la sección a la que se enfoca este documento, debido al surgimiento de la necesidad de controlar el tráfico en una red con altos niveles de tráfico.

 Este proyecto va enfocado al desarrollo de un sistema gestor de contabilidad para la red interna de CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada). Ya que se ha detectado el uso inconveniente del servicio de internet por parte de los usuarios de la red. Con este sistema se pretende detectar a los usuarios que estén haciendo mal uso de los recursos de la red, así como una posible tarificación por el uso de ella.

1.1  Antecedentes

1.1.1  Internet 

Internet es una de las palabras más nombradas en los últimos tiempos por quienes se aproximan a la tecnología, a la informática, reúne un gran conjunto de denotaciones y connotaciones, de acuerdo a la época, a los grupos de usuarios, y a los servicios cambiantes y en continua evolución. Con más de 80 millones de usuarios en todo el mundo, Internet se ha convertido en el medio de comunicación más extendido en toda la historia de la humanidad. 

Hace no muchos años la palabra Internet pertenecía al vocabulario de un selecto grupo de personas que tenían el privilegio de poder acceder a esta red global de información. Estos personajes, normalmente profesionales o estudiantes de informática, disponían de conexiones bastante lentas y una gama de servicios mucho más reducida que la actual, y desde luego mucho menos amistosa para el usuario. 

Internet constituye una fuente de recursos de información y conocimientos compartidos a escala mundial. Es también la vía de comunicación que permite establecer la cooperación y colaboración entre gran número de comunidades y grupos de interés por temas específicos, distribuidos por todo el planeta. 

En Internet es posible encontrar toda clase de software para una gran variedad de computadoras y sistemas operativos. De modo sencillo se puede establecer una conexión con algunos de los miles de computadoras dedicados a proveer, de forma gratuita, los archivos que poseen. Así pueden copiarse programas de uso público, de software gratuito (shareware) y aplicaciones comerciales para evaluación, incluidos juegos de computadora.

Los fabricantes de hardware suelen tener servidores donde es posible obtener actualizaciones de los controladores (drivers) de sus productos. 

A través de Internet pueden consultarse los catálogos de las bibliotecas más importantes del mundo, acceder a bases de datos con los temas más diversos y transferir copias de los documentos encontrados, es posible visualizar y copiar archivos de imágenes con fotografías de todo tipo o reproducciones de cuadros, pueden hacerse cosas como conversar a tiempo real dos personas, separadas por miles de kilómetros de distancia, pueden comunicarse a través de Internet escribiendo en la computadora. 

Por definición, un paradigma es un ejemplo que sirve como un modelo, muchas personas conectadas a sistemas de información o computadoras han notado que la industria de la computación o tecnología realiza cambios a diarios, nuevas tendencias o modelos están siendo constantemente desarrolladas, pero muchas de ellas meramente proveen mejoras en la manera de hacer las cosas, que siempre las han hecho pero que están cambiando sin pedirle permiso a las personas. 

1.1.2  Historia de Internet 

Internet fue creado para uso de los científicos e investigadores de Universidades por una agencia del Ministerio de la Defensa de los Estados Unidos "ARPA" (Advanced Reserch Project Agency) que su traducción quiere decir Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada, en su evolución encontramos los siguientes hechos importantes: 

 1.1.3  Direcciones 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 IP 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 gubernamentales 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 IP. 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. 

1.1.4  Formato de direcciones IP 

Como se muestra en la Figura 1.1, 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.  

Figura 1.1  Formato de una dirección IP 

1.1.5  Clases de Direcciones IP

Toda organización que planee conectarse a internet debe conseguir un bloque de direcciones IP únicas. Las direcciones se consiguen de la autoridad de registro apropiada. 

Por conveniencia, los NIC (Centro de Información de Red, Network Information Center) 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:  

En la Figura 2.1 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 1.2  Clases de direcciones IP  

Es sencillo adivinar la clase de una dirección de IP. Basta con mirar el primer número de la dirección en formato de puntos. Los intervalos de números para cada una de las clases se pueden ver en la Tabla 1.1 y en la Figura 1.2. 

Tabla 1.1  Intervalos de números IP de las clases de redes. 

Además de las Clases A, B y C, existen dos formatos especiales de direcciones, la Clase D y la Clase E. Las direcciones de Clase D se usan para multienvío de IP. El multienvío permite distribuir un mismo mensaje a un grupo de computadoras dispersas por una red. Las direcciones de multienvío, permiten realizar aplicaciones de conferencia. 

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.

 1.1.6  Redes y Subredes de TCP/IP

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 1.3. 

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 1.4.  

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. 

Figura 1.3 Estructura de un IP de acuerdo con la subred y el numero de host. 

Figura 1.4  Estructura de un IP usando el ultimo byte para subred y host. 

1.1.7  Protocolo IP 

El protocolo IP es el software que implementa el mecanismo de entrega de paquetes sin conexión y no confiable (técnica del mejor esfuerzo). El protocolo IP cubre tres aspectos importantes:

Define la unidad básica para la transferencia de datos en una red, especificando el formato exacto de un Datagrama IP. 

Realiza las funciones de enrutamiento. 

Define las reglas para que los Host y Routers procesen paquetes, los descarten o generen mensajes de error.

1.1.7.1  El Datagrama IP 

El esquema de envío de IP es similar al que se emplea en la capa Acceso a red. En esta última se envían Tramas formadas por un Encabezado y los Datos. En el Encabezado se incluye la dirección física del origen y del destino.  

En el caso de IP se envían Datagramas, estos también incluyen un Encabezado y Datos, pero las direcciones empleadas son Direcciones IP. 

Figura 1.5  Datagrama básico IP

 1.1.7.2  Formato del Datagrama IP 

Los Datagramas IP están formados por Palabras de 32 bits. Cada Datagrama tiene un mínimo (y tamaño más frecuente) de cinco palabras y un máximo de quince. 

Figura 1.6  Formato del datagrama IP 

Figura 1.7  Tipo de servicio

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