Capitulo 5: Direccionamiento IP

Para participar en Internet, un host necesita una dirección IP. La dirección IP es una dirección de red lógica que identifica un host en particular. Para poder comunicarse con otros dispositivos en Internet, dicha dirección debe estar adecuadamente configurada y debe ser única.

La dirección IP es asignada a la conexión de la interfaz de red para un host. Esta conexión es una tarjeta de interfaz de red (NIC) instalada en el dispositivo. Algunos ejemplos de dispositivos de usuario final con interfaces de red incluyen las estaciones de trabajo, los servidores, las impresoras de red y los teléfonos IP. Algunos servidores pueden tener más de una NIC, y cada uno de ellas tiene su propia dirección IP. Las interfaces de routers que proporcionan conexiones a una red IP también tendrán una dirección IP.

Una dirección IP es simplemente una serie de 32 bits binarios (unos y ceros). Los 32 bits están agrupados en cuatro bytes de 8 bits llamados octetos.

La dirección IP lógica de 32 bits tiene una composición jerárquica y consta de dos partes. La primera parte identifica la red, y la segunda parte identifica un host en esa red. En una dirección IP, ambas partes son necesarias.

Cuando se configura un host IP, se asigna una máscara de subred junto con una dirección IP. La máscara de subred tiene una longitud de 32 bits. La máscara de subred identifica qué parte de la dirección IP corresponde a la red y cuál al host.

La máscara de subred se compara con la dirección IP, de izquierda a derecha, bit por bit. Los 1 en la máscara de subred representan la porción de red, los 0 representan la porción de host. En el ejemplo que se muestra, los primeros tres octetos pertenecen a la red y el último octeto representa el host.

Cuando un host envía un paquete, compara su máscara de subred con su propia dirección IP y la dirección IP de destino. Si los bits de la red coinciden, tanto el host de origen como el de destino se encuentran en la misma red, y el paquete puede ser enviado localmente. Si no coinciden, el host emisor envía el paquete a la interfaz del router local para que sea enviado a otra red.

Para calcular la cantidad de hosts que esa red puede albergar, eleve el número 2 a la potencia del número de bits de host (2 ^ 8 = 256). A este número debemos restarle 2 (256 - 2). El motivo por el que restamos 2 es porque todos los 1 dentro de la porción de host de la dirección IP conforman una dirección de broadcast para esa red y no pueden ser asignados a un host específico. Todos los 0 dentro de la porción de host indican la identificación de la red y, nuevamente, no pueden ser asignados a un host específico. Se pueden calcular fácilmente con la calculadora las potencias de 2 que incluyen todos los sistemas operativos Windows.

Otra forma de determinar la cantidad de hosts disponibles es sumar los valores de los bits de host disponibles (128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255). A este número se le debe restar 1 (255 - 1 = 254), debido a que los bits de host no pueden ser todos 1. No es necesario restar 2, ya que el valor de todos los 0 es 0 y no se incluye en la suma.

Las direcciones IP se agrupan en 5 clases. Las clases A, B y C son direcciones comerciales que se asignan a hosts. La Clase D está reservada para uso de multicast, y la Clase E es para uso experimental.

Las direcciones de Clase C tienen tres octetos para la porción de red y uno para los hosts. La máscara de subred por defecto tiene 24 bits (255.255.255.0). Las direcciones Clase C generalmente se asignan a redes pequeñas.

Las direcciones de Clase B tienen dos octetos para representar la porción de red y dos para los hosts. La máscara de subred por defecto tiene 16 bits (255.255.0.0). Estas direcciones generalmente se utilizan para redes medianas.

Las direcciones de Clase A sólo tienen un octeto para representar la porción de red y tres para representar los hosts. La máscara de subred por defecto tiene 8 bits (255.0.0.0). Estas direcciones generalmente se asignan a grandes organizaciones.

Todos los hosts que se conectan directamente a Internet requieren una dirección IP pública exclusiva. Debido a la cantidad finita de direcciones de 32 bits disponibles, existe la posibilidad de que se acaben las direcciones IP. Una solución para este problema fue reservar algunas direcciones privadas para utilizarlas exclusivamente dentro de una organización. Esto permite que los hosts dentro de una organización se comuniquen entre sí sin necesidad de contar con una dirección IP pública única.

Las direcciones privadas pueden ser utilizadas internamente por los hosts de una organización, siempre y cuando los hosts no se conecten directamente a Internet. Por lo tanto, múltiples organizaciones pueden utilizar el mismo conjunto de direcciones privadas. Las direcciones privadas no se envían a Internet y son bloqueadas rápidamente por un router de ISP.

las direcciones IP también se categorizan en unicast, broadcast o multicast. Los hosts pueden utilizar las direcciones IP para comunicaciones de uno a uno (unicast), de uno a varios (multicast) o de uno a todos (broadcast).

Multicast

Las direcciones multicast permiten a un dispositivo de origen enviar un paquete a un grupo de dispositivos.

A los dispositivos que participan de un grupo multicast se les asigna una dirección IP de grupo multicast. El rango de direcciones multicast va de 224.0.0.0 a 239.255.255.255. Debido a que las direcciones multicast representan un grupo de direcciones (a menudo denominado grupo de hosts), sólo pueden ser utilizadas como destino de un paquete. El origen siempre será una dirección unicast.

El protocolo DHCP proporciona un mecanismo para la asignación automática de información de direccionamiento, como una dirección IP, una máscara de subred, una gateway por defecto y otra información de configuración.