Direcciones IP

Los dispositivos en una red IP (Internet Protocol) necesitan direcciones para poder recibir y transmitir información. Como además son únicas, estas direcciones sirven para identificar a los dispositivos. Una analogía es nuestra dirección postal: gracias a ella podemos intercambiar correspondencia con nuestros amigos y familiares.

Las direcciones IP consisten en números de 32 bits repartidos en cuatro bytes, y es costumbre escribirlas separando los bytes por puntos, como por ejemplo, 172.17.23.5. Los valores posibles van desde el 0.0.0.0 hasta el 255.255.255.255 (recordemos que un byte es un valor entre 0 y 255).

Una característica muy útil de las direcciones IP es que puede imponer una jerarquía en la red. Para esto se reservan algunos de los 32 bits para identificar a la red y el resto para identificar al dispositivo dentro de esa red. En la siguiente figura

tenemos dos redes. Fijémonos que dentro de cada red, las direcciones IP de las computadoras comienzan igual. Esa parte común es la dirección de red, 172.17.0.0 y 172.31.0.0 en la figura.

Una consecuencia de esta forma de organizar los bits es que dada una dirección IP podemos determinar rápidamente si pertenece o no a una red. En particular, los enrutadores - las máquinas que se encargan de mover todo el tráfico de Internet - se aprovechan de esta propiedad de las direcciones IP para enrutar los paquetes, o sea, enviarlas al siguiente enrutador que cree está más cerca de la red destino.

Pero, ¿cómo sabemos cuáles bits identifican a la red y cuáles identifican a los dispositivos? Hay dos respuestas: las clases y la máscara de red.

Clases

Tradicionalmente las direcciones IP se pueden agrupar en varias clases según los valores de los primeros bits del primer byte:

Clase A: el primer bit es 0, o sea, el primer byte puede tener valores entre 0 y 127, lo cual nos dá 128 redes y como el resto de los 32 bits sirven para identificar a los dispositivos, tenemos hasta 2^24 o más de 16 millones. Estas direcciones van del 0.0.0.0 hasta el 127.255.255.255.

Clase B: los dos primeros bits son 1 y 0, lo cual nos dá el rango 128 - 191. En este caso, se toman los dos primeros bytes para las direcciones de redes, con lo cual tenemos 2^14, o más de 16.000 redes de hasta 65536 dispositivos (2^16).

Clase C: los tres primeros bits son 1, 1 y 0, dando el rango 192 hasta 223. Para la dirección de red se toman los tres primeros bytes. Esto nos proporciona más de 2 millones de redes de hasta 256 dispositivos.

Clase D: los primeros cuatro bits son 1, 1, 1 y 0. Es utilizado para multicast.

Clase E: los primeros cuatro bits son 1, 1, 1 y 1. Reservado para un uso futuro.

La razón en utilizar los primeros bits para distinguir las clases es la de poder distinguirlas rápidamente. En los inicios de Internet, las computadoras no tenían tanta memoria ni eran tan rápidas como las actuales, por lo que cualquier artimaña para ahorrar unos cuantos milisegundos de procesamiento era muy bien recibida.

Para formar las direcciones de red solamente basta con poner ceros en la parte de dirección de dispositivo.

Máscara de red

Otra forma de determinar la dirección de red es utilizando una máscara de red. Es también un número de 32 bits que al combinarse (operación AND) con una dirección IP el resultado es la dirección de red.

Con un ejemplo: usemos la dirección 172.17.23.4 y la máscara 255.255.0.0. Recordemos que en la operación AND dá 1 como resultado solamente cuando ambos operandos son 1, en caso contrario el resultado es cero. Como 255 en decimal equivale al número binario 11111111, la dirección de red que conseguimos es 172.17.0.0.

Observemos que la máscara es una secuencia de 1 (unos) binarios seguidos de 0 (ceros) binarios. Así, para las redes clase A, como el primer byte identifica a la red, la máscara debe ser 255.0.0.0; para la clase B la máscara es 255.255.0.0 y para la clase C, la máscara es 255.255.255.0.

¿Para qué utilizar una máscara de red cuando podemos ver el valor del primer byte, determinar la clase y así deducir la dirección de red? Porque nos proporciona la habilidad de formar subredes.

Si a una empresa su proveedor de Internet le asigna una red clase C pero necesita solamente 50 direcciones IP, entonces se pierden más de 200 direcciones. Pero si el proveedor divide una red clase C en varias subredes y le asigna una de ellas a la empresa, el malgasto es menor. Para ello, se toman varios bits que pertenecen a la dirección de dispositivos, se añaden a la dirección de red y se construye la máscara apropiada.

Con un ejemplo: 192.168.55.0 es la dirección de red. Tomamos 2 de los bits de la dirección de dispositivo y tendremos cuatro subredes: 192.168.55.0, 192.168.55.64, 192.168.55.128 y 192.168.55.192 de 64 dispositivos cada una. Como la red es clase C, la máscara resultante, incluyendo los dos bits prestados, es 255.255.255.192.

Fijémonos que la primera subred tiene la misma dirección de red que la red original. Para evitar confusiones eliminamos la primera subred (también se elimina la última subred. Ver la sección Direcciones IP especiales para mayor información).

El uso de la máscara de red nos permite minimizar el malgasto de las direcciones IP así como tener mayor flexibilidad.

Para un ejemplo más detallado de subredes, ver la sección Ejemplo de subred.

Direcciones fijas y temporales

Cuando configuramos nuestra computadora con una dirección IP estamos asignándole una dirección estáticamente. Esto no es problema si tenemos pocas computadoras. Pero si tenemos 30, 50, 100 o más, cualquier cambio en la asignación se vuelve una pesadilla.

La alternativa, la asignación dinámica de direcciones, es mucho más flexible. Solamente tenemos que escoger en cada computadora la opción DHCP en vez de especificar una dirección IP manualmente. Para esto necesitamos un servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) que guarda y negocia las direcciones IP disponibles. Cada computadora se comunica con el servidor DHCP para obtener su dirección IP, la utiliza durante el tiempo que se negocie, y al cabo del cual tiene que volver a conseguir otra dirección.

DHCP no es la única manera de asignación dinámica de direcciones. También están RARP (Reverse Address Resolution Protocol) y BOOTP (Bootstrap Protocol), pero DHCP es más flexible, razón por la cual es muy utilizado por los proveedores de Internet por xDSL (Digital Subscriber Line).

 

^^^^ Volver a página principal
Direcciones IP especiales vvvv
Ejemplo de subred vvvv
DNS >>>>

 

11 de diciembre del 2001