educatica!

educación, informática y demás

6. Direccionamiento IP

Se trata de un elemento básico del protocolo IP, fundamental para las redes TCP/IP.

Destacan dos versiones del protocolo IP: IPv4 y la versión IPv6. La versión IPv4 es la que más extendida y conocida hoy en día, aunque la versión IPv6 viene a suplir los problemas de la versión 4 y poco a poco se va implantando sobre todo en la espina dorsal de Internet.

Vamos a estudiar la versión 4 y al final se presentará la versión 6.

Una dirección IP es un número de 32 bits. Se usa como identificador lógico y jerárquico en redes IP para identificar uno de los siguientes elementos:

  • Host o equipo. Es lo más habitual, identifica un solo host en una red. Por ejemplo, una interfaz de red de un ordenador o de un teléfono móvil.
  • Red o subred. Una dirección IP puede identificar a toda una red de ordenadores.
  • Difusión o broadcast. Identifica a todos los equipos de una red o subred.

Para facilitar a los operadores humanos trabajar con ellas, se representan con números en decimal separados por punto. Se divide la dirección en cuatro bloques de 8 bits que se representan en decimal. Algunos ejemplos:

192.168.1.1 154.45.100.15 8.8.8.8 172.23.26.190 10.0.0.1

Se trata de un identificador lógico puesto que no tiene porque ser fija. Es decir, un equipo puede tener asignada una dirección IP u otra dependiendo de necesidades de la red o si se conecta a varias redes distintas. Por ejemplo, un teléfono móvil o un portátil.

En contraposición la dirección física o MAC de una interfaz de red es una dirección que está asociada físicamente a la interfaz de red y no se puede cambiar.

Es una dirección jerárquica porque permite identificar la red a la que pertence. Las direcciones IP están dividas en dos partes: parte de red y parte de host. La parte de red se utiliza para hacer llegar el paquete a la red en la que se encuentra el destinatario. La parte de host permite identificar al destinatario concreto dentro de la red.

Clases de direcciones IP

Existen cinco clases de direcciones IP v4, aunque las más utilizadas son las tres primeras clases.

Clase Intervalo (*) Red y Host Máscara de red
A 0.0.0.0 (**) – 127.255.255.254 8b + 24b 255.0.0.0
B 128.0.0.0 – 191.255.255.254 16b + 16b 255.255.0.0
C 192.0.0.0 – 223.255.255.254 24b + 8b 255.255.255.0
D 224.0.0.0 – 239.255.255.254
E 240.0.0.0 – 255.255.255.254

Máscara de red (subred)

Se trata de un número de 32 bits que permite conocer que parte de la dirección IP representa a la red a la que pertenece y que parte identifica al host en la red. Está asociada a una dirección IP.

La máscara tendrá los bits de red a 1 y los bits de host a 0.

255 11111111 El bloque completo es de red.
0 00000000 El bloque completo es de host.
Otro XXXXXXX Habría que pasar el valor decimal a binario.

Si no hay subredes, que son divisiones de una red, las máscaras de red por defecto son las de la tabla anterior.

Dirección de red

La dirección de red es una dirección IP que identifica a una red completa. Se utiliza para enrutar los paquetes de datos para que lleguen a los host de dicha red.

La dirección de red tiene la particularidad de tener los bits reservados para host a 0. Esto es lógico, puesto que no identifica a ningún host de la red.

Dada una dirección IP y su máscara de red o conociendo su clase (si no hay subredes) se puede obtener su dirección de red. Para ello:

  1. Los bits de red se mantienen a modo de prefijo. Si no hay subredes, serán bloques completos.
  2. Los bits de host se establecen a 0. Si no hay subredes, serán bloques enteros.

Si no hay subredes es bastante sencillo, dependiendo de la clase de la dirección IP.

Clase Máscara Bits de Red-Host Dirección Red
Clase A 255.0.0.0 R.H.H.H R.0.0.0
Clase B 255.255.0.0 R.R.H.H R.R.0.0
Clase C 255.255.255.0 R.R.R.H R.R.R.0

Direcciones IP estáticas o dinámicas

Esto tiene que ver con como se asignan una dirección IP a un equipo. Si la dirección IP asignada no cambia, se asigna de forma manual por el administrador, estamos frente a una dirección IP estática. Se utilizan en equipos que están fijos o cuya IP debe ser conocida por otros equipos, como impresoras, servidores u ordenadores sobremesa en una empresa.

Las direcciones IP dinámicas se asignan cuando el equipo se quiere conectar a la red. Existe un equipo especial en la red, un servidor, cuya función es proporcionar dirección IP a los equipos que se quieren conectar a la red. Para ello se utiliza un protocolo de nivel de aplicación llamado DHCP. El servidor tiene una lista de direcciones IP disponibles y las asigna cuando son solicitadas.

Las direcciones IP dinámicas se utilizan en equipos móviles, como portátiles, teléfonos o tablets que suelen cambiar de red. También se suelen utilizar por los ISPs al proporcionar dirección IP a sus clientes.

Direcciones privadas y públicas

Se reservaron ciertos rangos de direcciones IP de las clases A, B y C para permitir su uso interno o privado en redes de área local (LAN) como por ejemplo las de una casa o una oficina.

Direcciones privadas

Clase A 10.0.0.0 10.255.255.255 (8 bits red, 24 bits hosts)
Clase B 172.16.0.0 172.31.255.255 (16 bits red, 16 bits hosts).
Clase C 192.168.0.0 192.168.255.255 (24 bits red, 8 bits hosts).

De esta forma, se utiliza una dirección IP pública que debe de ser única en todo Internet que es compartida por los equipos internos de la red local. Estos equipos utilizan direcciones privadas, que también podrán ser utilizadas en redes locales de otras oficinas.

Con esto se consigue estirar el uso de direcciones IP, puesto que el número de equipos conectados a Internet es muy amplio, tanto que con solo 32bits no se podrían identificar todos los equipos conectados.

Direcciones reservadas

Se reservan unos rangos de direcciones IP para usos particulares. Estas direcciones IP no son direcciones públicas ni se utilizan como direcciones IP privadas, son reservadas.

0.0.0.0 0.0.0.255 Uso interno para tablas de enrutamiento.
127.0.0.0 127.255.255.255 Red loopback o de bucle interno.
169.254.0.0 169.254.255.255 Reservada para direcciones IP dinámicas que no fueron correctamente asignadas.

Explicación y actividades – Vídeos

Explicación sobre direcciones IP

Ejercicios resueltos

Actividad 01

Actividad 2

Actividad 3

Tema creado por Anders Norén