Dirección IP: qué es, partes, clases de redes...
Los equipos se comunican a través de Internet mediante el protocolo IP (Internet Protocol). Este protocolo utiliza direcciones numéricas denominadas direcciones IP compuestas por cuatro números enteros (4 bytes) entre 0 y 255, y escritos en el formato xxx.xxx.xxx.xxx. Por ejemplo, 194.153.205.26 es una dirección IP.
¿Qué es una dirección IP?
Los equipos de una red utilizan estas direcciones para comunicarse, de manera que cada equipo de la red tiene una dirección IP exclusiva. El organismo a cargo de asignar direcciones públicas IP, es decir, direcciones IP para los equipos conectados directamente a la red pública de Internet, es el ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) que reemplaza al IANA desde 1998 (Internet Assigned Numbers Agency).
¿Cómo descifrar una dirección IP?
Una dirección IP es una dirección de 32 bits, escrita generalmente con el formato de 4 números enteros separados por puntos. Una dirección IP tiene dos partes diferenciadas: los números de la izquierda indican la red y se les denomina netID (identificador de red) y los números de la derecha indican los equipos dentro de esta red y se les denomina host-ID (identificador de host).
Veamos el siguiente ejemplo:
La red 194.28.12.0 (la de la izquierda) contiene equipos con direcciones IP que van de 194.28.12.1 a 194.28.12.4. La red 178.12.0.0 (la de la derecha) incluye equipos con direcciones IP que van de 178.12.77.1 a 178.12.77.6. En este caso, las redes se escriben 194.28.12 y 178.12.77, y cada equipo dentro de la red se numera de forma incremental.
Imaginemos una red escrita 58.0.0.0. Los equipos de esta red podrían tener direcciones IP que van de 58.0.0.1 a 58.255.255.254. Por lo tanto, se trata de asignar los números de forma que haya una estructura en la jerarquía de los equipos y los servidores. Así, cuanto menor sea el número de bits reservados en la red, mayor será el número de equipos que puede contener.
De hecho, una red escrita 102.0.0.0 puede contener equipos cuyas direcciones IP varían entre 102.0.0.1 y 102.255.255.254 (256*256*256-2=16.777.214 posibilidades), mientras que una red escrita 194.24 puede contener solamente equipos con direcciones IP entre 194.26.0.1 y 194.26.255.254 (256*256-2=65.534 posibilidades); este es el concepto de clases de direcciones IP.
¿Cuáles son las direcciones IP especiales?
- Cuando se cancela el identificador de host, es decir, cuando los bits reservados para los equipos de la red se reemplazan por ceros (por ejemplo, 194.28.12.0), se obtiene lo que se llama la dirección de red. Esta dirección no se puede asignar a ninguno de los equipos de la red.
- Cuando se cancela el identificador de red, es decir, cuando los bits reservados para la red se reemplazan por ceros, se obtiene una dirección de equipo. Esta dirección representa el equipo especificado por el identificador de host que se encuentra en la red actual.
- Cuando todos los bits del identificador de host están en 1, la dirección que se obtiene es la denominada dirección de difusión. Es una dirección específica que permite enviar un mensaje a todos los equipos de la red especificados por el netID.
- Por el contrario, cuando todos los bits del identificador de red están en 1, la dirección que se obtiene se denomina dirección de multidifusión.
- Por último, la dirección 127.0.0.1 se denomina dirección de bucle de retorno porque indica el host local.
¿Cuáles son las clases de redes?
Las direcciones IP se dividen en clases, de acuerdo a la cantidad de bytes que representan la red.
Clase de red A
En una dirección IP de clase A, el primer byte representa la red. El bit más importante (el primer bit a la izquierda) está en cero, lo que significa que hay 2 7 (00000000 a 01111111) posibilidades de red, que son 128 posibilidades. Sin embargo, la red 0 (bits con valores 00000000) no existe y el número 127 está reservado para indicar tu equipo.
Las redes disponibles de clase A son, por lo tanto, redes que van de 1.0.0.0 a 126.0.0.0 (los últimos bytes son ceros que indican que se trata seguramente de una red y no de equipos).
Los tres bytes de la izquierda representan los equipos de la red. Por lo tanto, la red puede contener una cantidad de equipos igual a: 224-2 = 16.777.214 equipos.
En binario, una dirección IP de clase A luce así:
| 0 | Xxxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx |
| Red | Equipos | |||
Clase de red B
En una dirección IP de clase B, los primeros dos bytes representan la red. Los primeros dos bits son 1 y 0; esto significa que existen 214 (10 000000 00000000 a 10 111111 11111111) posibilidades de red, es decir, 16.384 redes posibles. Las redes disponibles de la clase B son, por lo tanto, redes que van de 128.0.0.0 a 191.255.0.0.
Los dos bytes de la derecha representan los equipos de la red. La red puede entonces contener una cantidad de equipos equivalente a: 216-21 = 65.534 equipos.
En binario, una dirección IP de clase B luce así:
| 10 | Xxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx |
| Red | Ordenadores | |||
Clase de red C
En una dirección IP de clase C, los primeros tres bytes representan la red. Los primeros tres bits son 1,1 y 0; esto significa que hay 221 posibilidades de red, es decir, 2.097.152. Las redes disponibles de la clases C son, por lo tanto, redes que van de 192.0.0.0 a 223.255.255.0.
El byte de la derecha representa los equipos de la red, por lo que la red puede contener: 28-21 = 254 equipos.
En binario, una dirección IP de clase C luce así:
| 110 | Xxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx |
| Red | Ordenadores | |||
¿Cómo se realiza la asignación de direcciones IP?
El objetivo de dividir las direcciones IP en tres clases (A, B y C) es facilitar la búsqueda de un equipo en la red. De hecho, con esta notación es posible buscar primero la red a la que uno desea tener acceso y luego buscar el equipo dentro de esta. Por lo tanto, la asignación de una dirección IP se realiza de acuerdo al tamaño de la red.
| Clase | Cantidad de redes posibles | Cantidad máxima de equipos en cada una |
|---|---|---|
| A | 126 | 16.777.214 |
| B | 16.384 | 65.534 |
| C | 2.097.152 | 254 |
Las direcciones de clase A se utilizan en redes muy amplias, mientras que las direcciones de clase C se asignan, por ejemplo, a las pequeñas redes de empresas.
¿Cuáles son las direcciones IP reservadas?
Es habitual que en una empresa u organización un solo equipo tenga conexión a Internet y los otros equipos de la red acceden a Internet a través de él (por lo general, nos referimos a un proxy o pasarela). En este caso, solo el equipo conectado a la red necesita reservar una dirección IP con el ICANN. Sin embargo, los otros equipos necesitarán una dirección IP para comunicarse entre ellos.
Por lo tanto, el ICANN reserva una cantidad de direcciones de cada clase para poder asignar direcciones IP a los equipos de una red local conectada a Internet, sin riesgo de crear conflictos de direcciones IP en la red de redes. Estas direcciones son las siguientes:
Direcciones IP privadas de clase A: de 10.0.0.1 a 10.255.255.254; permiten la creación de grandes redes privadas que incluyen miles de equipos.
Direcciones IP privadas de clase B: de 172.16.0.1 a 172.31.255.254; permiten la creación de redes privadas de tamaño medio.
Direcciones IP privadas de clase C: de 192.168.0.1 a 192.168.0.254; permiten la implementación de pequeñas redes privadas.
¿Qué son las máscaras de subred?
En resumen, una máscara de red se genera con números uno en la ubicación de los bits que se quiera conservar y ceros en aquellos que se quiera cancelar. Una vez que se ha creado la máscara, simplemente se coloca un Y lógico entre el valor que se quiere enmascarar y la máscara, a fin de mantener intacta la parte deseada y cancelar el resto.
Por lo tanto una máscara de red se presenta bajo la forma de 4 bytes separados por puntos (como una dirección IP), y está compuesta (en su notación binaria) por ceros en lugar de los bits de la dirección IP que se desea cancelar (y por unos en lugar de aquellos que se quiera conservar).
Cuál es el interés de una mascara de subred
El principal interés de una máscara de subred reside en la posibilidad de identificar la red asociada con una dirección IP. Efectivamente, la red está determinada por un número de bytes en la dirección IP (1 byte por las direcciones de clase A, 2 por las de clase B y 3 bytes para la clase C). Sin embargo, una red se escribe tomando el número de bytes que la caracterizan y completándolo después con ceros. Por ejemplo, la red vinculada con la dirección 34.56.123.12 es 34.0.0.0, porque es una dirección IP de clase A.
Para averiguar la dirección de red vinculada con la dirección IP 34.56.123.12, simplemente se debe aplicar una máscara cuyo primer byte esté solamente compuesto por números uno (o sea 255 en decimal), y los siguientes bytes compuestos por ceros. La máscara es 11111111.00000000.00000000.00000000. Por lo tanto, la máscara asociada con la dirección IP 34.208.123.12 es 255.0.0.0. El valor binario de 34.208.123.12 es: 00100010.11010000.01111011.00001100. De este modo, una operación lógica de AND entre la dirección IP y la máscara da el siguiente resultado:
00100010.11010000.01111011.00001100 AND 11111111.00000000.00000000.00000000 = 00100010.00000000.00000000.00000000
O sea 34.0.0.0. Esta es la red vinculada a la dirección 34.208.123.12. De un modo general, es posible obtener máscaras relacionadas con cada clase de dirección:
Para una dirección de Clase A, se debe conservar sólo el primer byte. La máscara tiene el siguiente formato 11111111.00000000.00000000.00000000, es decir, 255.0.0.0 en notación decimal;
Para una dirección de Clase B, se deben retener los primeros dos bytes y esto da la siguiente máscara 11111111.11111111.00000000.00000000, que corresponde a 255.255.0.0 notación decimal;
Para una dirección de Clase C, siguiendo el mismo razonamiento, la máscara tendrá el siguiente formato 11111111.11111111.11111111.00000000, es decir, 255.255.255.0 en notación decimal.
Cómo crear subredes
Volvamos a analizar el ejemplo de la red 34.0.0.0 y supongamos que queremos que los dos primeros bits del segundo byte indiquen la red. La máscara a aplicar en este caso sería:
11111111.11000000.00000000.00000000
Es decir, 255.192.0.0
Si aplicamos esta máscara a la dirección 34.208.123.12, obtenemos:
34.192.0.0
En realidad, existen 4 posibles casos para el resultado del enmascaramiento de una dirección IP de un equipo en la red 34.0.0.0
Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 00, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.0.0.0 Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 01, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.64.0.0 Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 10, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.128.0.0 Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 11, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.192.0.0
Por lo tanto, este enmascaramiento divide a una red de clase A (que puede admitir 16.777.214 equipos) en 4 subredes (lo que explica el nombre máscara de subred) que pueden admitir 2 22 equipos es decir 4.194.304 equipos.
Es interesante tener en cuenta que en estos dos casos la cantidad total de equipos es la misma, 16.777.214 ordenadores (4 x 4.194.304 - 2 = 16.777.214).
La cantidad de subredes depende del número de bits adicionales asignados a la red (aquí 2). La cantidad de subredes es entonces:
| Número de bits | Número de subredes |
|---|---|
| 1 | 2 |
| 2 | 4 |
| 3 | 8 |
| 4 | 16 |
| 5 | 32 |
| 6 | 64 |
| 7 | 128 |
| 8 (imposible para la clase C) | 256 |