Práctica de laboratorio: Uso de la calculadora de Windows con direcciones
de red
Objetivos
Parte
1: Acceder a la calculadora de Windows
Parte
2: Convertir entre sistemas de numeración
Parte
3: Convertir direcciones de host y máscaras de subred IPv4 al sistema binario
Parte 4: Determinar la cantidad de hosts en una red mediante potencias
de 2 Parte 5: Convertir direcciones MAC y direcciones IPv6 al sistema binario
Información básica/Situación
Los técnicos de red usan números
binarios, decimales y hexadecimales cuando trabajan con PC y dispositivos de
red. Microsoft proporciona la aplicación Calculadora incorporada como parte del
sistema operativo. La versión de Windows 7 de la calculadora incluye una vista
estándar que se puede utilizar para realizar tareas básicas de aritmética, como
suma, resta, multiplicación y división. La aplicación Calculadora también tiene
capacidades avanzadas de programación, calculadora científica y estadística.
En esta práctica de laboratorio, utilizará la vista
Programador de la aplicación Calculadora de Windows 7 para la conversión entre
sistemas numéricos binarios, decimales y hexadecimales. También usará la
función de potencia de la vista Científica para determinar la cantidad de hosts
que se pueden asignar según la cantidad de bits disponibles.
Recursos necesarios
•
1 PC (Windows 7, Vista o XP)
Nota: si se
utiliza un sistema operativo distinto de Windows 7, las vistas de la aplicación
Calculadora y las funciones disponibles pueden variar de las que se muestran en
esta práctica de laboratorio. No obstante, debería poder realizar los cálculos.
Parte 1:
Acceder a la calculadora de Windows.
En la parte 1, se familiarizará con la aplicación
Calculadora incorporada de Microsoft Windows y verá los modos disponibles.
Paso 1: Haga clic en el botón Inicio
de Windows y seleccione Todos los programas.
Paso 2: Haga clic en la carpeta
Accesorios y seleccione Calculadora.
Paso 3: Una vez que se abra la
calculadora, haga clic en el menú Ver.
¿Cuáles son los cuatro modos disponibles?
Estándar, sientífica, programador
y estadística.
Nota: en esta
práctica de laboratorio, se utilizan los modos Programador y Científica.
Parte 2: Convertir entre sistemas de numeración
En la vista Programador de la calculadora de Windows, se
encuentran disponibles varios modos de sistemas de numeración: Hex (hexadecimal
o de base 16), Dec (decimal o de base 10), Oct (octal o de base 8) y Bin
(binario o de base 2).
Estamos acostumbrados a usar el sistema de numeración
decimal que emplea los dígitos del 0 al 9. El sistema de numeración decimal se
utiliza en la vida diaria para todas las transacciones contables, de dinero y
financieras. Las PC y otros dispositivos electrónicos utilizan el sistema de
numeración binario con los dígitos 0 y 1 únicamente para el almacenamiento de
datos, la transmisión de datos y los cálculos numéricos. Todos los cálculos de
las PC se realizan, en última instancia, internamente en forma binaria
(digital), independientemente de cómo aparecen.
Una desventaja de los números binarios es que el
equivalente en números binarios de un número decimal grande puede ser muy
largo. Esto dificulta su lectura y escritura. Una manera de solucionar este
problema es ordenar los números binarios en grupos de cuatro, como números
hexadecimales. Los números hexadecimales son de base 16, y se usa una
combinación de números del 0 al 9 y de letras de la A a la F para representar
el equivalente binario o decimal. Los caracteres hexadecimales se utilizan
cuando se escriben o se muestran direcciones IPv6 y MAC.
El sistema de numeración octal es muy similar en principio
al hexadecimal. Los números octales representan números binarios en grupos de
tres. Este sistema de numeración utiliza los dígitos del 0 al 7. Usar números
octales también es una manera práctica de representar un número binario grande
en grupos más pequeños, pero este sistema de numeración no es muy común.
En esta práctica de laboratorio, se utiliza la calculadora
de Windows 7 para realizar conversiones entre distintos sistemas de numeración
en el modo Programador.
a. Haga
clic en el menú Ver y seleccione Programador para cambiar al modo de
programador.
Nota: en
Windows XP y Windows Vista, solo hay dos modos disponibles: Estándar y
Científica. Si utiliza uno de estos sistemas operativos, puede utilizar el modo
Científica para realizar esta práctica de laboratorio.
¿Qué sistema
numérico está activo? Dec (Decimal).
¿Qué números del teclado numérico están activos en el modo
decimal? 0 al 9
b. Haga
clic en el botón de opción Bin
(Binario). ¿Qué números están activos ahora en el teclado numérico? 0 y 1
¿Por qué considera que los otros números se muestran en
color gris? Por los otros números no se utilizan en el
sistema binario, sólo 0 y 1.
c. Haga
clic en el botón de opción Hex
(Hexadecimal). ¿Qué caracteres están activos ahora en el teclado numérico? Del 0 al 9 y A, B, C, D, E y F.
d. Haga
clic en el botón de opción Dec
(Decimal) Con el mouse, haga clic en el número 1 y luego en el número 5
del teclado numérico. Se introdujo el número decimal 15.
Nota: también se
pueden usar los números y las letras del teclado para introducir los valores.
Si utiliza el teclado numérico, escriba el número 15. Si el número no se introduce en la calculadora, presione la
tecla Bloq Num para habilitar el
teclado numérico.
Haga clic en el botón de opción Bin (Binario). ¿Qué sucedió con el número 15? Se convirtió en un número binario 1111.
e. Los
números se convierten de un sistema de numeración a otro al seleccionar el modo
de numeración deseado. Vuelva a hacer clic en el botón de opción Dec. El número vuelve a convertirse a
decimal.
f. Haga
clic en el botón de opción Hex para cambiar al modo hexadecimal.
¿Qué carácter hexadecimal (del 0 al 9 o de la A a la F) representa el 15
decimal? F
g. Al
cambiar entre los sistemas de numeración, es posible que haya observado que el
número binario 1111 se mostraba durante la conversión. Esto lo ayuda a
relacionar los dígitos binarios con otros valores del sistema de numeración.
Cada conjunto de 4 bits representa un carácter hexadecimal o varios caracteres
decimales potencialmente.
h. Haga
clic en la C que está encima del
número 9 en el teclado de la calculadora para borrar los valores de la ventana.
Convierta los siguientes números entre los sistemas de numeración binario,
decimal y hexadecimal.
|
Decimal
|
Binario
|
Hexadecimal
|
|
86
|
0101 0110
|
56
|
|
175
|
1010 1111
|
AF
|
|
204
|
1100 1100
|
CC
|
|
19
|
0001 0011
|
13
|
|
77
|
0100 1101
|
4D
|
|
42
|
0010 1010
|
2A
|
|
56
|
0011 1000
|
38
|
|
147
|
1001 0011
|
93
|
|
228
|
1110 0100
|
E4
|
i. A
medida que registra los valores en la tabla anterior, ¿observa un patrón entre
los números binarios y hexadecimales? Sí, que se pueden
convertir cada dígito de 16 bits en 1 números binarios por separado.
Parte 3: Convertir direcciones de host y máscaras de subred IPv4 al sistema binario
Las direcciones del protocolo de
Internet versión 4 (IPv4) y las máscaras de subred se representan en un formato
decimal punteado (cuatro octetos), por ejemplo, 192.168.1.10 y 255.255.255.0,
respectivamente. Esto permite que estas direcciones sean más fáciles de leer
para los usuarios. Cada uno de los octetos decimales de la dirección o de una
máscara se puede convertir en 8 bits binarios. Un octeto equivale siempre a 8 bits
binarios. Si los 4 octetos se convirtieran al sistema binario, ¿cuántos bits
habría? 32
a. Utilice
la aplicación Calculadora de Windows para convertir la dirección IP
192.168.1.10 a número binario y registre los números binarios en la tabla
siguiente:
|
Decimal
|
Binario
|
|
192
|
1100 0000
|
|
168
|
1010 1000
|
|
1
|
0000 0001
|
|
10
|
0000 1010
|
b. Las
máscaras de subred, como 255.255.255.0, también están representadas en formato
decimal punteado. Una máscara de subred siempre consta de cuatro octetos de 8
bits, cada uno representado como un número decimal. Con la calculadora de
Windows, convierta los 8 valores posibles de octetos de la máscara de subred
decimal a números binarios y registre dichos números en la tabla siguiente:
|
Decimal
|
Binario
|
|
0
|
0000 0000
|
|
128
|
1000 0000
|
|
192
|
1100 0000
|
|
224
|
1110 0000
|
|
240
|
1111 0000
|
|
248
|
1111 1000
|
|
252
|
1111 1100
|
|
254
|
1111 1110
|
|
255
|
1111 1111
|
c. Con
la combinación de la dirección IPv4 y la máscara de subred, se puede determinar
la porción de red y también se puede calcular la cantidad de hosts disponibles
en una subred IPv4 determinada. El proceso se examina en la parte 4.
Parte 4: Determinar la cantidad de hosts en una red mediante potencias de 2
Dada una dirección de red IPv4 y una máscara de subred, se
puede determinar la porción de red junto con la cantidad de hosts disponibles
en la red.
a. Para calcular la cantidad de hosts en una red, debe
determinar la porción de red y de host de la dirección.
Si se aplica el ejemplo de 192.168.1.10 con una
subred 255.255.248.0, la dirección y la máscara de subred se convierten a
números binarios. Alinee los bits a medida que registra las conversiones a números
binarios.
|
Dirección IP y máscara de subred
decimales
|
Dirección IP y máscara de subred binarias
|
|
192.168.1.10
|
11000000.10101000.00000001.00001010
|
|
255.255.248.0
|
11111111.11111111.11111000.00000000
|
Dado que los primeros 21 bits en la máscara de subred son
números 1 consecutivos, los primeros 21 bits correspondientes en la dirección
IP en sistema binario son 110000001010100000000, que representan la porción de
red de la dirección. Los 11 bits restantes son 00100001010 y representan la
porción de host de la dirección.
¿Cuál es el número de red decimal y binario para esta
dirección?
·
Red decimal: 192.168.0.0
·
Binario:
11000000.10101000.00000000.00000000
¿Cuál es la porción de host decimal y binaria para esta
dirección?
·
Host decimal: 1.10
·
Binario:
00000000.00000000.00000001.00001010
Dado que el número de red y la dirección de broadcast
utilizan dos direcciones fuera de la subred, la fórmula para determinar la
cantidad de hosts disponibles en una subred IPv4 es el número 2 elevado a la
cantidad de bits de hosts disponibles, menos 2:
Cantidad
de hosts disponibles = 2 (cantidad de bits de hosts) – 2
b. Con
la aplicación Calculadora de Windows, cambie al modo Científica; para eso, haga
clic en el menú Ver y, a
continuación, seleccione Científica.
c. Introduzca
2. Haga clic en la tecla xy. Esta tecla eleva un
número a una potencia.
d. Introduzca
11. Haga clic en = o presione Entrar en el teclado para
obtener la respuesta.
e. Utilice
la calculadora, si lo desea, para restar
2 a la respuesta.
f. En
este ejemplo, hay 2046 hosts disponibles en esta red (211 -2).
g. Dada
la cantidad de bits de hosts, determine la cantidad de hosts disponibles y
registre el número en la tabla siguiente.
|
Cantidad de bits de host disponibles
|
Cantidad de hosts disponibles
|
|
5
|
30
|
|
14
|
16382
|
|
24
|
16777214
|
|
10
|
1022
|
h. Para
una máscara de subred dada, determine la cantidad de hosts disponibles y
registre la respuesta en la tabla siguiente.
|
Máscara de subred
|
Máscara
de subred binaria
|
Cantidad
de bits de host disponibles
|
Cantidad de hosts disponibles
|
|
255.255.255.0
|
11111111.11111111.11111111.00000000
|
8
|
254
|
|
255.255.240.0
|
11111111.11111111.11110000.00000000
|
12
|
4094
|
|
255.255.255.128
|
11111111.11111111.11111111.10000000
|
7
|
126
|
|
255.255.255.252
|
11111111.11111111.11111111.11111100
|
2
|
2
|
|
255.255.0.0
|
11111111.11111111.00000000.00000000
|
16
|
65534
|
Parte 5: Convertir direcciones MAC y direcciones IPv6 al sistema binario
Tanto las direcciones de control de acceso al medio (MAC)
y del protocolo de Internet versión 6 (IPv6) se representan como dígitos
hexadecimales para facilitar la lectura. Sin embargo, las PC solo comprenden
los dígitos binarios y los utilizan para los cálculos. En esta parte,
convertirá estas direcciones hexadecimales a direcciones binarias.
Paso 1: Convertir direcciones MAC a
dígitos binarios
a. La dirección MAC o física
normalmente se representa como 12 caracteres hexadecimales, agrupados en pares
y separados por guiones (-). Las direcciones físicas en un equipo Windows se muestran
en un formato xx-xx-xx-xx-xx-xx, donde cada x es un número del 0 al 9 o una
letra de la A a la F. Cada uno de los caracteres hexadecimales en la dirección
puede convertirse en 4 bits binarios, que es lo que la PC comprende. Si los 12
caracteres hexadecimales se convirtieran al sistema binario, ¿cuántos bits
habría? La dirección MAC es 48 bits, 12 caracteres
hexadecimales y 4 bits por carácter.
b.
Registre la dirección MAC de la PC. CC-12-DE-4A-BD-88
c. Convierta la dirección MAC a dígitos binarios mediante
la aplicación Calculadora de Windows.
1100 1100, 0001 0010, 1101 1110, 0100 1010, 1011 1101, 1000 1000.
Paso 2: Convertir una dirección IPv6
a dígitos binarios
Las direcciones IPv6 también se escriben en caracteres
hexadecimales por cuestiones de practicidad. Estas direcciones IPv6 pueden
convertirse a números binarios para el uso de la PC.
a. Las
direcciones IPv6 son números binarios representados en notaciones legibles para
los usuarios: 2001:0DB8:ACAD:0001:0000:0000:0000:0001 o en un formato más
corto: 2001:DB8:ACAD:1::1.
b. Las
direcciones IPv6 tienen una longitud de 128 bits. Utilice la aplicación
Calculadora de Windows para convertir la dirección IPv6 del ejemplo a números
binarios y regístrela en la tabla siguiente.
|
Hexadecimal
|
Binario
|
|
2001
|
0010 0000 0000 0001
|
|
0DB8
|
0000 1101 1011 1000
|
|
ACAD
|
1010 1100 1010 1101
|
|
0001
|
0000 0000 0000 0001
|
|
0000
|
0000 0000 0000 0000
|
|
0000
|
0000 0000 0000 0000
|
|
0000
|
0000 0000 0000 0000
|
|
0001
|
0000 0000 0000 0001
|
Reflexión
1. ¿Puede
realizar todas las conversiones sin la ayuda de la calculadora? ¿Qué puede
hacer para lograrlo?
2. Para
la mayoría de las direcciones IPv6, la porción de red de la dirección suele ser
de 64 bits. ¿Cuántos hosts están disponibles en una subred donde los primeros
64 bits representan la red? Sugerencia: todas las direcciones host están
disponibles en la subred para los hosts. Hay 64 bits
para direcciones de hosts, que serían 2^64 – 2 de hosts disponibles en una
subred de 64 bits.
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