01.- Redes - Direccionamiento ("Internet Protocol" - IPV4)

Uno de los principales parámetros que es necesario configurar en cualquier dispositivo conectado a una red es su dirección IP (protocolo internet).  La dirección IP es el identificador del dispositivo dentro de una red y debe ser único dentro de los límites de dicha red.

En la actualidad, cada vez es mayor el número y tipos diferentes de dispositivos que se conectan a redes de datos, todos ellos necesitan su propia dirección IP.

El agotamiento de las direcciones públicas utilizadas en la versión actual, la versión 4, del protocolo IP ha ocasionado el desarrollo de una nueva versión del protocolo llamada IPv6. Este nuevo protocolo lleva bastantes años desarrollado y ya ha comenzado el periodo de transición al mismo. Sin embargo, dicha transición está siendo muy lenta por lo que se espera que IPv4 se siga utilizando durante algunos años más.

Vamos a establecer los conceptos sobre el direccionamiento IPv4.

Todos los dispositivos conectados a una red que utilice los protocolos TCP/IP (en la práctica todas las redes lo hacen) DEBEN tener una dirección IP asignada, haciendo una analogía es la cédula de identidad del dispositivo o sea una dirección IP es un NÚMERO, que sirve para identificar de forma única a un dispositivo dentro de la red.

 

La ASIGNACIÓN de la dirección IP a un dispositivo se puede hacer de dos formas:

• Estática. En este caso, alguien (yo, el administrador de la red, etc) debe configurar manualmente todos los parámetros de red, incluyendo la dirección IP.
• Dinámica. En este caso, en la red donde se conecta el dispositivo debe haber un equipo que se encargue de asignar de forma automática (sin nuestra intervención) una dirección IP válida.

En cuanto a su alcance podemos distinguir dos tipos de direcciones:

• Direcciones públicas. Son las direcciones asignadas a dispositivos conectados a Internet y cuya dirección IP debe ser única para toda la Internet. Hay organismos que se encargan de gestionar dichas asignaciones.
• Direcciones privadas. Son direcciones asignadas a dispositivos dentro de una red que no tiene “visibilidad” con Internet. Los dispositivos que tienen asignada una dirección privada no pueden acceder a Internet con su dirección y necesitan un dispositivo que les “preste” una dirección pública.

Formato de una dirección IPv4

Como hemos apuntado, la dirección IP es un número. En el caso de la versión 4 de IP, es un número formado por 32 dígitos binarios, es decir, 32 “unos” o “ceros”:

 

11000000101010000000000000000001

 

El sistema de representación de una dirección IPv4 se podría denominar punto-decimal. Consiste en dividir el número de 32 bits en cuatro grupos de 8 bits, llamados octetos, separando cada grupo por un punto:

 

11000000.10101000.00000000.00000001

 

Para luego pasar cada octeto al sistema de numeración decimal, con lo que, para el ejemplo anterior quedaría:

  

Este formato es bastante más fácil de manejar. En definitiva, para nosotros, una dirección IPv4 será un identificador numérico que representamos con cuatro grupos de números entre 0 (00000000) y 255 (11111111) separados con un punto.

Significado de cada octecto

Una parte de la dirección IP identifica la red (prefijo de red) y otra parte identifica a los dispositivos  dentro de esa red.

 

Todos los dispositivos conectados a la misma red tendrán sus primeros bits (prefijo de red) iguales. El número de bits que forman el prefijo de red y el número de bits que identifican los dispositivos lo establece el administrador de la red para el caso de redes privadas, o el organismo de gestión de direcciones públicas para el caso de direcciones públicas.

Redes Clase A

Las redes que utilizan los 8 primeros bits para identificarse se denominan redes de clase A. Una red de clase A, solo puede haber 126 redes Clase A, sin embargo puede identificar equipos con los 24 bits restantes (2 elevado a la 24 direcciones de equipos disponibles)  = 16.777.216 direcciones IP.

 

Todas las direcciones IP cuyo primer  octeto sea un número entre 1 y 126 son direcciones que pertenecen a una red de clase A. Es decir, puede haber 126 redes de clase A. Por ejemplo:

 

14.35.246.12

110.52.162.70

10.11.6.2

 

Redes Clase B

 

Las redes que utilizan los 16 primeros bits para identificarse se denominan redes de clase B. Una red de clase B puede identificar equipos con los 16 bits restantes (2 elevado a la 16 direcciones de equipos disponibles)  = 65.536 direcciones IP.

 

Todas las direcciones IP cuyo primer  octeto sea un número entre 128 y 191 son direcciones que pertenecen a una red de clase B. Es decir, puede haber 64 * 255 = 16320 redes de clase B. Por ejemplo:

 

128.234.226.12

190.45.122.90

133.14.7.7

 

Redes Clase C

 

Las redes que utilizan los 24 primeros bits para identificarse se denominan redes de clase C. Una red de clase C puede identificar equipos con los 8 bits restantes (2 elevado a la 8 direcciones de equipos disponibles)  = 256 direcciones IP.

 

Todas las direcciones IP cuyo primer  octeto sea un número entre 192 y 223 son direcciones que pertenecen a una red de clase C. Es decir, puede haber 32*255*255= 2.080.800 redes de clase C. Por ejemplo:

 

192.168.0.13

200.45.25.122

223.14.14.7

Redes Clase D y E

Son reservadas por el protocolo. (Se indican de forma informativa)

 

 

Todas las direcciones IP cuyo primer  octeto sea un número entre 224 y 239 son direcciones que pertenecen a una red de clase D y todas las direcciones IP cuyo primer  octeto sea un número entre 240 y 255 son direcciones que pertenecen a una red de clase E.

Máscara de subred

 

Debido a que la dirección IP está realmente formada por dos partes y que, además, estas dos partes tienen una longitud variable y complementaria, es necesario utilizar algún método que permita delimitar cada una de dichas partes. Este método se basa en la utilización de un parámetro de red conocido como máscara de subred.

 

Su uso es bastante simple. Se verá con unos ejemplos, en redes privadas de clase C se utilizan los 24 primeros bits para definir el prefijo de red y los 8 últimos bits para definir los dispositivos dentro de la red. Por tanto la máscara de subred para este tipo de redes privadas sin subredes tendrá siempre los primeros 24 bits a “uno”:

 

Dirección IP Clase C: 192.168.0.14

Mascara de Sub Red Asociada a una Red Clase C: 255.255.255.0 (11111111.11111111.11111111.00000000)

 

En redes privadas de clase B se utilizan los 16 primeros bits para definir el prefijo de red y los 16 últimos bits para definir los dispositivos dentro de la red. Por tanto la máscara de subred para este tipo de redes privadas sin subredes tendrá siempre los primeros 16 bits a “uno”:

 

Dirección IP Clase B: 168.16.10.112

Mascara de Sub Red Asociada a una Red Clase B: 255.255.0.0 (11111111.11111111.00000000.00000000)

 

En redes privadas de clase A se utilizan los 8 primeros bits para definir el prefijo de red y los 24 últimos bits para definir los dispositivos dentro de la red. Por tanto la máscara de subred para este tipo de redes privadas sin subredes tendrá siempre los primeros 8 bits a “uno”:

 

Dirección IP Clase A: 12.168.15.111

Mascara de Sub Red Asociada a una Red Clase A: 255.0.0.0 (11111111.00000000.00000000.00000000)

 

Direcciones Reservadas (Excepciones)

Existe un grupo de direcciones que los desarrolladores del protocolo reservaron para mejoras futuras:

 

0.0.0.0 – 0.255.255.255

Rango reservado para uso local utilizado en tablas de enrutamiento para referirse al propio hosts o a la propia red. Realmente la única dirección utilizada para este propósito es la primera: 0.0.0.0.

 

127.0.0.1

La dirección 127.0.0.1 se utiliza como bucle local (loopback). Dicha dirección se utiliza normalmente para la realización de pruebas de servicios de red.

 

169.254.0.0 – 169.254.255.255

Rango reservado como direcciones Local Link utilizado para establecer direcciones locales en un proceso de autoconfiguración. Normalmente las direcciones IP de este rango se asignan a equipos que están configurados para obtener su dirección IP de forma dinámica (DHCP) pero que por algún motivo no la obtienen. Este mecanismo se emplea especialmente en equipos que utilizan alguna versión del sistema operativo Windows.

 

Los detalles técnicos se describen en los documentos RFC 3927 y RFC5735.

 

240.0.0.0 – 240.255.255.255

Direcciones reservadas. En el protocolo IP se reservó este rango, conocido como clase E, para hacer pruebas y para futuros usos aunque nunca se ha llegado a utilizar.