Direcciones IP

Una dirección IP (Protocolo Internet) es una serie de cuatro números que se utilizan para identificar exclusivamente un cliente o sistema principal. El formato de la dirección es xxx.xxx.xxx.xxx, en la que cada campo es un número decimal en el rango de 1 a 255. Las direcciones IP también se indican en varios formatos distintos. Una dirección IP con el formato xxx.xxx.xxx.xxx a veces recibe el nombre de formato decimal con puntos. Los números de cada campo del formato decimal con puntos representan 1 byte (8 bits) de la dirección. El sistema convierte la notación decimal con puntos en un número hexadecimal. Posteriormente utilizará una máscara de subred para descomponer la dirección en dos partes. Por ejemplo, la dirección IP binaria 10000010 01100011 10000000 00000001 se representa como 130.99.128.1 y la máquina la representa internamente con el formato hexadecimal X'82638001'.

Cada dirección IP contiene una parte de red y una parte de sistema principal. La parte de la dirección correspondiente a la red direcciona un datagrama a la red correcta. Una vez vez llega el datagrama a la red, IP utiliza la parte de sistema principal para direccionar el datagrama al sistema principal correcto.

La dirección IP siempre se especifica conjuntamente con su máscara de subred. El protocolo IP realiza un AND lógico en la máscara de subred y la dirección IP. Esta acción permite determinar qué bits de la dirección pertenecen a la parte de red y qué bits de la dirección pertenecen a la parte de sistema principal. Todos los sistemas principales de la misma subred o red tienen la misma máscara de subred.

Las subredes proporcionan un modo de dividir una red grande con muchos sistemas principales entre un número de redes más pequeñas. Cada una de estas redes más pequeñas tiene sólo unos pocos sistemas principales. Cuando se utilizan subredes, el sistema utiliza algunos de los bits de sistema principal de las direcciones para expandir la parte de red de la dirección. Una dirección de subred es una extensión de una dirección IP que representa una red dentro de otra red.

Dentro de sus propias redes, puede asignar sus direcciones IP propias basándose en la máscara de subred. En un esquema de direccionamiento orientado a clase, el valor del primer byte especifica el modo en que debe dividirse la dirección entre las partes de red y sistema principal:

En las redes de clase A, el primer byte va de 0 a 126. En consecuencia, la dirección de red está formada por el primer byte y la dirección de sistema principal por los 3 últimos bytes. El número máximo de sistemas principales es de 16777214. Las redes de clase A son muy grandes. Las direcciones de sistema principal van de 0.0.1 a 255.255.254.
En las redes de clase B, el primer byte va de 128 a 191. En consecuencia, la dirección de red está formada por los 2 primeros bytes y la dirección de sistema principal por los 2 últimos bytes. El número máximo de sistemas principales es de 65534. Las direcciones de sistema principal van de 0.1 a 255.254.
En las redes de clase C, el primer byte va de 192 a 223. En consecuencia, la dirección de red está formada por los 3 primeros bytes y la dirección de sistema principal por el último byte. El número máximo de sistemas principales es de 254. Las redes de clase C son relativamente pequeñas. Las direcciones de sistema principal van de 1 a 254.

Direcciones IP especiales

Las direcciones IP con todos sus bits 1 y con todos sus bits 0 son reservadas. Son direcciones en las que la parte de la red y la parte de sistema principal de la dirección son todos unos binarios (todos bits 1) o todos ceros binarios (todos bits 0). Esto significa que los valores 0 y 255 se reservan como direcciones IP especiales. Todos los bits 1 significa todas las redes o todos los sistemas principales. Por ejemplo, 128.2.255.255 (una dirección de clase B con un número de sistema principal 255.255) significa todos los sistemas principales de la red 128.2. Todos los bits 0 significa la propia red o sistema principal. Este formato se utiliza cuando el sistema principal intenta determinar sus direcciones IP a partir de un servidor remoto.
Una dirección de bucle de retorno es la dirección con 127.0.0.1. La información que se envía a esta dirección nunca abandona el sistema principal. Si se utiliza el mandato ping en esta dirección se comprobará la capacidad de respuesta del procesador de entrada/salida y de la pila TCP del AS/400.
Algunos rangos de direcciones se separan como direcciones Internet privadas. Estas direcciones no son exclusivas y no se definen en los direccionadores Internet externos. La utilización de estas direcciones evita el acceso no autorizado desde máquinas externas a la red. Estos rangos son los siguientes:
- 10.0.0.0 -- 10.255.255.255
- 172.16.0.0 -- 172.31.255.255
- 192.168.0.0 -- 192.168.255.255
Una dirección de difusión limitada es una dirección IP en la que se establecen en 1 todos sus bits (255.255.255.255). Las difusiones limitadas sólo son aplicables a la red física. Los paquetes que se dirigen a la dirección de difusión limitada no se reenvían.
Una dirección de difusión dirigida es una dirección IP con un ID de red y un ID de sistema principal válidos que tienen todos sus bits establecidos (son todos 1). Por ejemplo, 192.192.192.255 es una dirección de difusión dirigida a la red 192.192.192.0.

Clases de subredes Direcciones en Redes IP
El protocolo de IP usa direcciones de IP para identificar los HOST y encaminar los datos hacia ellos. Todos los host o nodos deben tener una dirección IP única para poder ser identificados en la red. El nombre de host se traduce a su dirección de IP consultando el nombre en una base de datos de pares nombre – dirección.

Cuando se diseñaron las direcciones de IP, nadie se imaginó que llegase a existir millones de computadores en el mundo y que muchas de éstas requerirían una dirección IP para ser identificadas. Los diseñadores pensaron que tenían que satisfacer las necesidades de un modesto puñado de universidades, entidades gubernamentales e instituciones militares.

Eligieron un diseño que les parecía razonable para aquel entonces. Una dirección de IP es un numero 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 232 (4294.967.296) números. La notación punto se invento para leer y escribir fácilmente las direcciones de IP. Cada octeto (8bits) de una dirección IP se convierte a su número decimal y los números se separan por puntos. Por ejemplo; la dirección de solont.com es un numero binario de 32 bits que en la notación punto es: 10000010 10000100 00010011 00011111 (130.132.19.31).

Formatos de direcciones IP

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 comunica.

Clases de direcciones

Toda organización que planee una red LAN basada en protocolo IP o conectarse a la Internet debe conseguir un bloque de direcciones de IP únicas. Las direcciones se reservan en la autoridad de registro apropiada por ejemplo la Internic.

Por conveniencia, las NIC delegan esta función a los IPS asignándoles grandes bloques de direcciones de IP. 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 boques de direcciones, grande, mediano y pequeño. Existían tres formatos diferentes de direcciones de red para cada uno de los tamaños de bloques. Los formatos de direcciones eran:

Clase A para redes muy grandes.
Clase B para redes de tamaño medio.
Clase C para redes pequeñas.

En la siguiente figura se muestran los formatos de las clases A, B y C.

Características de las clases de direcciones

Clase Tamaño de la dirección Primer número Nº de direcciones locales

A 1 0 -127 16.777.216

B 2 128 -191 65.536

C 3 192 -223 256

En los inicios de la Internet, a las organizaciones con redes muy grandes, como la marina de los Estados Unidos o Digital Equipament Corporation, se les concedía rangos de direcciones IP 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 IP 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 mas 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 usan para asignar números a los nodos. Es muy sencillo adivinar o identificar la clase de una dirección IP. Basta con mirar el primer numero de la dirección en formato de puntos.

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 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.

Direcciones sin conexión a la Internet

Se han reservado varios bloques de direcciones para su uso en redes LAN que no se van a conectar a Internet y que aparte no se enrrutaran hacia otros emplazamientos de la organización, es decir, redes que se mantendrán aisladas. Estas direcciones son:

(Desde > 10.0.0.0) (Hasta > 10.255.255.255)

(Desde > 172.16.0.0) (Hasta > 172.31.255.255)

(Desde > 192.168.0.0) (Hasta > 192.168.255.255)

En la RFC 1918 (Asignación de direcciones en Internet Privadas) se tratan las ventajas e inconvenientes al usar estas direcciones IP reservadas.

Ejemplos de Direcciones

Asignación de direcciones clase (A)

En este caso, la autoridad de registro asigna un valor fijo en el primer octeto de la dirección IP los tres octetos restantes los gestiona la organización.

15.0.0.0 = IP asignada por la autoridad de registro.

Rangos de IP establecidos por la organización:

15.1.0.1 > 15.1.0.255

15.0.1.1 > 15.0.1.255

Es decir desde: (15.0.0.0 > 15.255.255.255)

Por ejemplo:

15.254.48.2
15.255.152.2

Asignación de direcciones clase (B)

La autoridad de registro asigna un valor fijo para los primeros dos (2) octetos de una dirección clase (B) y la organización se encarga de gestionar los dos octetos restantes.

128.121.0.0 = IP asignada por la autoridad de registro.

Rangos de IP establecidos por la organización:

128.121.1.1 > 128.121.1.255
128.121.5.1 > 128.121.5.255

Es decir; desde (128.121.0.0 > 128.121.255.255)

Por ejemplo:

128.121.50.140
128.121.200.1

Asignación de direcciones clase (C)

La autoridad de registro asigna los tres primeros octetos y la organización se encarga de gestionar el último octeto. Este es el caso más numeroso ya que en la actualidad existen millones de compañías pequeñas que no exceden el numero de 254 espacios reservados en la Internet.

192.216.46.0 = IP asignada por la autoridad de registro.

Rangos de IP establecidos por la organización:

192.216.46.0 > 192.216.46.255

por ejemplo:

192.216.46.2
192.216.46.3
192.216.46.4, 5, 6, 7, 8, 9 ... 255

Ineficiencias Debidas a clases de Direcciones IP

Una red clase A dispone de un máximo de 16.777.216 direcciones IP, mientras que una red clase B dispone de 65.536 y una clase C sólo dispone de 256. Estas diferencias tan grandes entre estos números conllevan a cierta ineficacia en la asignación de rangos de IP y han contribuido a que el espacio de direcciones IP se termine.

Redes y subredes en TCP/IP
Las direcciones de subred suelen dividirse en bytes, es decir, una organización con un rango de IP clase (B) como por ejemplo: 128.121. usara el tercer bytes para identificar las subredes, por ejemplo;

128.121.1
128.121.2
128.121.3
128.121.4

Entonces el cuarto byte se emplea para identificar los host correspondientes a esa subred.

Por otro lado, una organización con un rango de IP clase (C) sólo dispondrá del cuarto byte para identificar sus nodos.

Máscaras de Subred

En una red bajo TCP/IP, el tráfico se encamina hacia un host consultando las partes de red y subred de una dirección de IP. La parte de red de una dirección de clase A, B o C tiene un tamaño fijo. Pero las organizaciones están en libertad de elegir sus propios tamaños de subred.

Ahora ¿cómo pueden conocer los encaminadores el tamaño de estos campos? La respuesta es simple, es necesario configurar los sistemas para que conozcan el tamaño de la parte de subred de la dirección y puedan crear sus tablas de enrutamiento para realizar los respectivos saltos.

El tamaño del campo de subred se almacena realmente en un parámetro de configuración llamado máscara de subred. La máscara de subred es una secuencia de 32 bits. Los bits que corresponden a los campos de red y subred de una dirección se ponen a (1) y los bits para el campo del sistema se ponen a (0).

Por ejemplo:
Si se usa el tercer byte de las direcciones que empiezan por 128.121.(xxx) para identificar las subredes, la máscara es;

11111111 11111111 11111111 00000000

lo que es igual a notación decimal con puntos:

255.255.255.0

en hexadecimal quedaría como;

X FF-FF-FF-00

Los host y los encaminadores conectados a una subred se deben configurar con la mascara de la subred.

Identificación de Redes y Subredes.

Resulta apropiado y más práctico usar el formato de notación con puntos para referirse a una red. Por convención, se hace completando la parte local de la dirección rellenándola con ceros, por ejemplo; 5.0.0.0 identifica una red clase A, 131.18.0.0 identifica una red clase B y 201.49.16.0 se refiere a una red de clase C.

Este mismo tipo de notación se usa para identificar las subredes. Por ejemplo, si la red 131.18.0.0 usa una máscara de red de 8 bits , 131.18.5.0 y 131.18.6.0 se refieren a subredes. Esta notación se usa para representar redes y subredes de destino en las tablas de encaminamiento IP. El precio por usar esta notación es que las direcciones de esta forma no se pueden asignar a ningún host ni encaminador. Además, el uso de un cero como número de subred hace que sea ambiguo el identificador 131.18.0.0. Por esta razón, en las normas se olvida el campo de subred cero.+ O + O +

SUBNETEO Que es subnetear (subnetting)? Subnetear es la acción de tomar un rango de direcciones IP donde todas las IPS sean locales unas con otras y dividirlas en diferentes rangos, o subnets, donde las direcciones IPS de un rango serán remotas de las otras direcciones. Si tú quieres determinar cuantos hosts tú tienes en un rango IP, primero debes determinar cuantos hosts bits tenemos. Vamos a tomar el ejemplo anterior de 131.107.2.4 y 255.255.255.0. Ya establecimos anteriormente que el network ID es 131.107.2 y el host ID es 4. En otras palabras, tenemos 3 octetos para el Network ID y uno – un octeto – para el Host ID. Ahora que hemos determinado la cantidad de hosts bits que tenemos, aplicar este número a la siguiente formula: (2^N)‐2)=numero de hosts, donde N es el numero de Host bits Esto nos da: ((2^8)‐2)=254 hosts. La división en subredes permite crear múltiples redes lógicas de un único bloque de direcciones. Como usamos un router para conectar estas redes, cada interfaz en un router debe tener un ID único de red. Cada nodo en ese enlace está en la misma red. Creamos las subredes utilizando uno o más de los bits del host como bits de la red. Esto se hace ampliando la máscara para tomar prestado algunos de los bits de la porción de host de la dirección, a fin de crear bits de red adicionales. Cuanto más bits de host se usen, mayor será la cantidad de subredes que puedan definirse. Para cada bit que se tomó prestado, se duplica la cantidad de subredes disponibles. Por ejemplo: si se toma prestado 1 bit, es posible definir 2 subredes. Si se toman prestados 2 bits, es posible tener 4 subredes. Sin embargo, con cada bit que se toma prestado, se dispone de menos direcciones host por subred. El RouterA en la figura posee dos interfaces para interconectar dos redes. Dado un bloque de direcciones 192.168.1.0 /24, se crearán dos subredes. Se toma prestado un bit de la porción de host utilizando una máscara de subred 255.255.255.128, en lugar de la máscara original 255.255.255.0. El bit más significativo del último octeto se usa para diferenciar dos subredes. Para una de las subredes, este bit es "0" y para la otra subred, este bit es "1".

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