INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y

ELÉCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL CULHUACÁN

“DISEÑO DE DIRECCIONAMIENTO IP PARA LA EMPRESA

CYRUS WYRELES”

PRESENTADO POR:

DÍAZ QUINTERO CARLOS

HERNÁNDEZ ÁNGELES OMAR

HUERTA GARCÍA GISSEL IVETT

MEZA JIMÉNEZ TZUNAY ESLEE

RODRÍGUEZ GARRIDO JOSÉ ALEJANDRO

MÉXICO D.F. ENERO 2009

Agradecimientos:

Gracias a Dios por darme la dicha de llegar a este momento con salud, así como bendecirme con la familia que tengo.

A mis padres por su cariño, comprensión y apoyo incondicional. Sin ustedes no sería lo que soy. Han sido y seguirán siendo un ejemplo a seguir. Gracias Fer y Luz, los quiero. Mami, esto también es tuyo.

A mi esposa Elena, por su apoyo, comprensión y amor, que me ha permitido salir adelante en los momentos más difíciles. Es un logro de ambos.

A mis hijos Yaret y Jovanni por ser mi inspiración.

A mis hermanos Gricel, Janeth y Fernando por estar conmigo en las buenas y en las malas.

A mis amigos y a quienes ya no están conmigo pero fueron parte de mi vida, gracias por su compañía.

Ing. Carlos Díaz Quintero

Agradecimientos:

A Dios:

Por darme la oportunidad de vivir, por mantenerme con salud y por compartir este y otros momentos de felicidad en compañía de mis padres, familia y amigos.

A Mis padres:

Sabiendo que no existirá una forma de agradecer una vida de sacrificios y esfuerzo, quiero que sientan que el objetivo logrado también es de ustedes y que la fuerza que me ayudó a conseguirlo fue su apoyo.

A mi familia y amigos:

Porque en todo momento estaban conmigo, por soportarme en buenos y malos momentos y porque siempre supieron que lo lograría, y así fue, “lo logramos”.

Instituto Politécnico Nacional:

Mi querido Politécnico, no tendría las suficientes palabras para agradecer la gran oportunidad que me brindaron al permitirme ingresar a sus aulas, por la herramienta más valiosa que me dieron que es el estudio, por la enseñanza que a través de sus profesores me otorgaron para poder formarme como persona y porque me enseñaron a mantenerme siempre firme, seguro y con la cabeza en alto ante cualquier adversidad, soy y siempre seré con mucho orgullo Politécnico.

Para todos ustedes con cariño y admiración.

Ing. Omar Hernández Ángeles

Agradecimientos:

A mis Padres:

Jamás existirá una forma de agradecerles una vida de lucha y esfuerzos constantes, la oportunidad de existir, por su sacrificio en algún tiempo incomprendido, por su ejemplo de superación incansable y por sus desvelos. Porque a pesar de todo siempre han confiado en su niña. Su apoyo y amor son lo único que me han permitido salir adelante.

A mis hermanos:

Que me han brindado su apoyo en todo momento y han creído en mí.

A mis amigos, Profesores y a la ESIM.E. U.C.:

Que de ellos tomé sus buenos consejos y ejemplos para llegar hasta aquí.

Con cariño y Admiración, les dedico este logro como una más de mis metas.

Ing. Gissel I. Huerta García.

Agradecimientos:

Las más sinceras gracias para mi papá Luis y mi mamá Virginia por el apoyo durante mi desarrollo profesional, a mi hermana Mitzi por el apoyo moral durante todo este tiempo, a Jonathan por ser una de mis motivaciones más importantes para lograr mis metas, a todos mis amigos dentro y fuera de la escuela por seguirme apoyando, en especial a Rogelio M. y familia.

Ing. Tzunay Eslee Meza Jiménez

Agradecimientos:

Esta tesina representa un parteaguas entre una etapa muy enriquecedora y el camino que el tiempo obliga. En toda mi vida así como en la experiencia universitaria y la conclusión de este trabajo, ha habido personas que se merecen las gracias porque sin su valiosa aportación no hubiera sido posible este trabajo y también hay quien más merece por plasmar sus huellas en mi camino.

Agradezco a Dios por estar conmigo en cada paso que doy, por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente y por haber puesto en mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y compañía, gracias por llenar mi vida de dichas y bendiciones.

Agradezco a mis Padres, de todo corazón por su amor, cariño y comprensión. Porque siempre serán mi inspiración para alcanzar mis metas, por enseñarme que todo se aprende y que todo esfuerzo es al final una gran recompensa; en todo momento los llevo conmigo. Esta tesina es suya.

Agradezco a mis hermanos por la compañía y el apoyo que me brindan. Se que cuento con ellos siempre.

Agradezco haber encontrado el amor y compartir mi existencia con ella.

Agradezco a mis profesores que compartieron conmigo sus conocimientos y por su disposición y ayuda brindadas.

Agradezco a mis amigos por su confianza y su lealtad.

Agradezco a mi país porque espera lo mejor de mí.

Ing. José Alejandro Rodríguez Garrido.

ÍNDICE

I. INTRODUCCIÓN _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 11 II. OBJETIVO _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 11 III. PROBLEMA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 11 IV. JUSTIFICACIÓN _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 12 V. ALCANCE _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 12 CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN A REDES

1. REDES _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 13

1.1. Definición de redes _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 13 1.1.1. Objetivo de las redes _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 15 1.2. Estructura de una red _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 16

1.2.1. Para qué sirve una red _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 16 1.2.2. Tipos de redes _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 18

1.2.2.1. Red LAN _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 20 1.2.2.2. Red WAN _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 20 1.2.2.3. Red MAN _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 22

1.3. Topologías de red _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 23

1.3.1. Conexión tipo bus _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 23

1.3.2. Conexión tipo estrella _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 23 1.3.3. Conexión tipo anillo _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 24 1.3.4. Conexión tipo árbol _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 25

1.4. Aplicación de las redes _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 26 1.4.1. Redes de comunicación _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 27

1.4.2. Módems y empresas de servicios _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 27 1.5. Ejemplos de redes _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 27 1.5.1. Concentrador _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 28

1.5.2. Conmutador _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 28 1.6. Nodos _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 29

7

1.7. Definición de protocolos _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 29

1.7.1. Propiedades típicas _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 30 1.7.2. Estandarización _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 30

1.7.3. Especificación de protocolo _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 30 CAPÍTULO 2: TCP/IP

2. HISTORIA DE TCP/IP _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 31 2.1. TCP/IP _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 32

2.1.1. Capas TCP/IP _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 35

2.1.1.1. Nivel de aplicación _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 35 2.1.1.2. Nivel de transporte _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 36

2.1.1.3. Nivel de red _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 36 2.1.1.4. Nivel de enlace _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 38

2.1.1.5. Nivel físico _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 38

2.2. Protocolo TCP _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 38 2.3. Protocolo de internet _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 39

2.3.1. Descripción del protocolo IP _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 41 2.4. Tipos de clases _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 42 CAPÍTULO 3: RUTEO

3. RUTEO _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 45 3.1. Encaminamiento en redes de circuitos virtuales y datagramas _ _ _ _ _ _ _ _ 45 3.1.1. Determinísticos o estáticos _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 46 3.1.2. Adaptativos o dinámicos _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 46 3.1.3. Encaminamiento adaptativo con algoritmos distribuidos _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 47

3.1.4. Algoritmos por vector de distancias _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 47

3.1.5. Algoritmos de estado de enlace _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 47

3.1.6. Protocolos de encaminamiento y sistemas autónomos _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 48 3.2. Protocolo de enrutamiento RIP _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 48 3.2.1. Versiones RIP _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 49

3.2.2. Funcionamiento RIP_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 49 3.2.3. Ventajas y desventajas _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 50

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3.3. Interior Gateway Routing Protocol _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 50

3.4. Open Shortest Path First _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 51 3.4.1. Tráfico de enrutamiento _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 51

3.4.2. Interfaces en OSPF _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 52 3.5. Border Gateway Protocol _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 52

3.6. Router _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 53 3.6.1. Operación del router en la capa de red _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 54

3.6.2. Interfaces del router _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 55

3.6.3. Interfaces lógicas _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 56 3.7. Switch _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 57

3.7.1. Filtrado de tramas _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 57 CAPÍTULO 4: DIRECCIONAMIENTO

4. DIRECCIONAMIENTO _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 58

4.1. Direccionamiento IPV4 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 59 4.1.1. Direcciones IP clase A, B, C, D, Y E _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 60

4.1.2. Obtención de una dirección IP _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 61 4.2. Subredes _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 62 CAPÍTULO 5: DISEÑO DE DIRECCIONAMIENTO IP PARA LA EMPRESA CYRUS WYRELES

5. DISEÑO DE DIRECCIONAMIENTO IP _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 63

5.1. Estado actual de la empresa _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 63 5.2. Análisis del problema _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 64

5.3. Propuesta de solución _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 64

5.3.1. Procedimiento para calcular las subredes y los host _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 65 5.3.2. Cálculo de la red LAN del Distrito Federal _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 66 5.3.3. Cálculo de la red LAN de Veracruz _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 67

5.3.4. Cálculo de los enlaces WAN _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 68 5.4. Estado final de la red _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 68

VI. ANEXO A _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 69 VII. ANEXO B _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 77 VIII. CONCLUSIONES _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 81

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IX. ÍNDICE DE FIGURAS _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 82 X. ÍNDICE DE TABLAS _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 82 XI. GLOSARIO _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 83 XII. BIBLIOGRAFÍA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 86

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