Final direcciones ip

CORPORACIÓN UNIVERSITARIA MINUTO DE DIOS REDES Y COMUNICACIÓN

NRC- 20617

LAS DIRECCIONES IP

Revisado por: Wladimir Valdés Ávila

Presentado por: Nini Johana Rojas Cumaral

Mayda Lucia Martínez Sarmiento Gustavo Rojas Hernández

Bogotá, 07 marzo del 2011

LLAASS DDIIRREECCCCIIOONNEESS IIPP La dirección IP es un número único que identifica a una computadora o dispositivo conectado a una red que se comunica a través del protocolo de redes TCP (Transmission Control Protocol [1]. Dos computadoras que están conectadas físicamente por una red deben "hablar" el mismo idioma para que una entienda los requisitos de la otra. El protocolo TCP estandariza el cambio de información entre las computadoras y hace posible la comunicación entre ellas. Es el protocolo más conocido actualmente pues es el protocolo standard de Internet. [2][3].

En este orden de ideas, el protocolo TCP abarca las bases para la comunicación de computadoras dentro de una red, así como cuando un ser humano quiere hablar con otro necesita encontrarlo e identificarlo, las computadoras de una red también tienen que ser localizadas e identificadas. Es aquí donde entra la dirección IP, la dirección IP identifica a una computadora en una determinada red. A través de la dirección IP se sabe en qué red está la computadora y cuál es la computadora. [4][5].

La dirección IP consiste en un número de 32 bits que en la práctica se ve siempre segmentado en cuatro grupos de 8 bits cada uno (xxx.xxx.xxx.xxx). Cada segmento de 8 bits varía de 0-255 y están separados por un punto [6]. Esta división del número IP en segmentos posibilita la clasificación de las direcciones IPs en 5 clases: A, B, C, D y E. Esta asignación se llamó direccionamiento con clase (classful addressing), cada clase de dirección permite un cierto número de redes y de computadoras dentro de estas redes. En las redes de clase A los primeros 8 bits de la dirección son usados para identificar la red, mientras los otros tres segmentos de 8 bits cada uno son usados para identificar a las computadoras (Tanenbaum, 2003 ).

Imagen Tomada de: Redes de Computadoras. Tanenbaum, 2003, p.437

Finalmente, cabe decir que todas las direcciones IP son de 32 bits de longitud y se usan en los campos de Dirección de origen y de destino de los paquetes IP. En importante mencionar que una dirección IP realmente no se refiere a un host. En realidad se refiere a una interfaz de red, por lo que si un host está en dos redes, debe tener dos direcciones IP. Sin embargo, en la práctica, la mayoría de los hosts se encuentran en una red y, por lo tanto, tienen una dirección IP (Tanenbaum, 2003 ).

HHiissttoorriiaa En 1969 DARPA (Defense Advanced Research Projects Agence de E.E.U.U.) fundó ARPANET, red experimental formada por una serie de computadores que se conectaban mediante la utilización de un sistema de conmutación de paquetes experimental, funcionando en principio los sistemas en una relación cliente-servidor, pero se decidió más tarde implementar un protocolo de igual a igual, que recibió el nombre de protocolo de control de red (NCP Network Control Protocolo). A medida que ARPANET fue creciendo surgió la necesidad de simplificar el proceso de interconectar muchos tipos diferentes de ordenadores por lo que se planteó el objetivo de desarrollar un método de interconexión que cumpliese dos premisas fundamentales: pudiese conectar muchos tipos diferentes de ordenadores y que pudiese funcionar sobre muchos medios de transmisión diferentes. En 1973, Bob Kahn de DARPA y Vinton Cerf de la Universidad de Stanford empezaron el desarrollo del grupo de protocolos “Protocolos de control de transmisión” (TCP Transmisión Control Protocol), completado en su mayor parte hacia 1978 cuando recibió el nombre actual TCP/IP (Transmisión Control Protocol / Internet Protocol) debido a la necesidad de dividir el protocolo TCP en dos: uno orientado a la conexión (TCP) y otro no (IP). A finales de los años 70 hubo un intento fallido para integrar TCP/IP dentro de los protocolos OSI (Modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos, Open System Interconnection), pero la gran difusión que logró dio lugar a que se convirtiera en el estándar de interconexión en lugar del OSI [7].

CCllaasseess ddee RReeddeess La IP trabaja con casi todos los protocolos de redes de área local y extensa, usando un esquema de direccionamiento independiente del esquema de direcciones de la red. Cada nodo en una red IP tiene una dirección numérica de 4 bytes (32 bit). Esta dirección se suele representar por cuatro números entre 0 y 255 separados por puntos, y tiene dos partes, la primera comenzando por la izquierda representa la red, y la segunda representa al nodo en ella. La longitud de cada una de las partes no es fija sino que depende de la dirección. Atendiendo a esta diferencia las direcciones IP se clasifican en cinco clases A, B, C, D y E, tal y como se mencionó anteriormente, a esto se le llama direccionamiento con clase (classful addressing), donde cada clase de dirección permite un cierto número de redes y de computadoras dentro de estas redes. Vale decir que dentro del número de nodo, hay dos especiales, el que tiene todos los bits a 0 que representa a la red y el que tiene todos los bits a 1 que representa a todos los nodos [8] [9].

Los formatos de clase A, B, C y D permiten hasta 128 redes con 16 millones de hosts cada una, 16,382 redes de hasta 64K hosts, 2 millones de redes (por ejemplo, LANs) de hasta 256 hosts cada una (aunque algunas son especiales). También soportan la multidifusión, en la cual un data-grama es dirigido a múltiples hosts. Las direcciones que comienzan con 1111 se reservan para uso futuro. Hay cerca de 500,000 redes conectadas a Internet, y la

cifra se duplica cada año. Los números de redes son manejados por una corporación no lucrativa llamada ICANN (Corporación de Internet para la Asignación de Nombres y Números) para evitar conflictos. A su vez, ICANN ha delegado partes del espacio de direcciones a varias autoridades regionales, las cuales han repartido direcciones IP a los ISPs y a otras compañías. (Tanenbaum, 2003, p. 123 ).

De acuerdo con Tanenbaum (2003), las direcciones de red, que son números de 32 bits, generalmente se escriben en notación decimal con puntos. En este formato, cada uno de los 4 bytes se escribe en decimal, de 0 a 255. Por ejemplo, la dirección hexadecimal C0290614 se escribe como 192.41.6.20. La dirección IP menor es 0.0.0.0 y la mayor 255.255.255.255.

CCllaassee AA 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 27 (00000000 a 01111111) posibilidades de red, que son 128 posibilidades, por lo que hay 128 redes de clase A que ya están todas asignadas en INTERNET. La red 10 está reservada para crear redes ocultas dentro de las organizaciones, redes que no son visibles para el resto de la INTERNET (Tanenbaum, 2003 ). Además, la red 0 (bits con valores 00000000) no existe y el número 127 está reservado para indicar su equipo [10].

Las redes disponibles de clase A son, por lo tanto, redes que van desde 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. [11]

En binario, una dirección IP de clase A se ve así :

0 Xxxxxxx Xxxxxxxx Xxxxxxxx Xxxxxxxx

Red Equipos

CCllaassee BB 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. La gran mayoría de estas 16.384 redes están ya asignadas por lo que es difícil conseguir una. Dentro de este rango, desde la 172.16.0.0 a la 172.31.0.0 están reservadas para la construcción de redes ocultas (Tanenbaum, 2003, p.437 ).

Los dos bytes de la izquierda representan los equipos de la red. La red puede entonces contener una cantidad de equipos equivalente a: Por lo tanto, la red puede contener una cantidad de equipos igual a: 216-21 = 65.534 equipos. [12]

En binario, una dirección IP de clase B es así:

10 Xxxxxx Xxxxxxxx Xxxxxxxx Xxxxxxxx

Red Ordenadores

CCllaassee CC

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. [13]. Las direcciones correspondientes van de la 192.0.0.0 a la 223.255.255.255 de las que de la 192.168.0.0 a la 192.168.255.0 están reservadas para redes ocultas. Por tanto de clase C existen 2.097.152 redes. (Tanenbaum, 2003, p.437 ).

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 es así: [14]

110 Xxxxx Xxxxxxxx Xxxxxxxx Xxxxxxxx

Red Ordenadores

CCllaassee DD Se caracterizan porque su dirección comienza con la secuencia de bit 1110 y corresponden a las direcciones desde la 224.0.0.0 a la 239.255.255.255. Estas direcciones reciben el nombre de “multicast” y en ellas desaparecen el concepto de red. Cada una no designa a un nodo sino a un grupo de nodo. Un paquete dirigido a una dirección “multicast” en entregado a todas las máquinas que componen el grupo. (Ramos, 2009).

CCllaassee EE Se caracterizan porque su dirección comienza con la secuencia 1111 y van de la 240.0.0.0 a la 255.255.255.255. Son direcciones especiales, reservadas por la IANA y solo está asignada la 255.255.255.255 que corresponde a todas las máquinas conectada a un soporte físico. De lo indicado anteriormente se podría deducir que una dirección IP identifica a una máquina lo que no es verdad siempre. Si tenemos un erutador que está conectado a dos redes, cada una de las puertas tiene una dirección IP distinta y perteneciente a cada una de las redes. Aquí la dirección IP identifica a la puerta del nodo en la red. Por tanto pueden existir nodos con muchas direcciones IP. (Ramos, 2009).

DDiirreecccciioonneess IIPP EEssppeecciiaalleess

Imagen Tomada de: Redes de Computadoras.Tanenbaum, 2003, p. 438

Los valores 0 y −1(todos 1s) tienen significado especial, como se muestra en la figura 2. El valor 0 significa esta red o este host. El valor −1 se usa como dirección de difusión para indicar todos los hosts de la red indicada. La dirección IP 0.0.0.0 es usada por los hosts cuando están siendo arrancados, pero no se usa después. Las direcciones IP con 0 como número de red se refieren a la red actual. Estas direcciones permiten que las máquinas se refieran a su propia red sin saber su número (pero tiene que saber su clase para saber cuántos 0s hay que incluir). La dirección que consiste solamente en 1s permite la difusión en la red local, por lo común una LAN. Las direcciones con un número de red propio y solamente unos en el campo de host permiten que las máquinas envíen paquetes de difusión a LANs distantes desde cualquier parte de Internet [15]. Por último, todas las direcciones de la forma 127.xx.yy.zz se reservan para direcciones locales de prueba (loopbacks). Los paquetes enviados a esa dirección no se colocan en el cable; se procesan localmente y se tratan como paquetes de entrada. Esto permite que los paquetes se envíen a la red local sin que el transmisor conozca su número. (Tanenbaum, 2003 ).

PPrroobblleemmaass yy aaddaappttaacciióónn De acuerdo con Ramos (2006), el método de direccionamiento de Internet asigna a cada red física una red IP de alguna de las clases anteriores. Este tipo de asignación tiene dos problemas: el primero ocasionado por el crecimiento espectacular de Internet que da lugar a que no haya suficientes número de redes para asignar. Por otro lado, si a una red de sólo cinco equipos le asignamos una red de clase C completa estamos desperdiciando 250 direcciones.

Para resolver estos dos problemas se utilizan las subredes. Las subredes nacen de modificar conceptualmente el formato de la dirección ip que pasa de ser <dirección de red><dirección del nodo> a ser <dirección de red><dirección de subred><dirección de nodo> donde el campo subred se obtiene tomando una parte de la dirección del nodo. Esta división, en la que se altera sólo la parte local de la dirección permite establecer un direccionamiento jerárquico, permitiendo la gran flexibilidad de este método que cada red física pueda escoger su propia subred, que deberá ser la misma para todos los nodos conectados. Veamos un ejemplo de cómo se realiza esta división: Consideremos un enrutador con cuatro puertas a cada una de las cuales está conectada la subred 3.1.0.0,

3.2.0.0, 3.3.0.0, 3.4.0.0. Si consideramos la red de clase A 3.0.0.0 la dirección 3.1.0.1 tendría como parte de red [00000011] y de nodo [000000010000000000000001]. En cambio si consideramos la misma dirección como parte de la subred 3.1.0.0 la parte de red es ahora [00000011 00000001] y la de nodo es [00000000 00000001]. De manera análoga funciona para las otras subredes.

En el ejemplo anterior se observa que la división en subredes se hace tomando el primer byte de la parte de dirección de nodo como dirección de subred, pero esto no es necesario hacerlo siempre así: podemos dividir en dos trozos cualesquiera el campo de dirección de nodo. Hay que tener en cuenta que de cada una de las subredes que se obtienen perdemos dos direcciones, las que tiene nodos los bit a cero que identifica a la subred, y la que tiene todos los bit a 1.

Las posibilidades de partición explicada anteriormente hacen necesario un método para que los algoritmos de encaminamiento puedan distinguir las dos partes de la dirección. Este mecanismo, llamado máscara, es un campo de 32 bit que se añada a la dirección IP que siempre está formado por un grupo de bit a 1 que identifica la parte de red de la dirección IP y otro grupo de bit a 0 que representa la parte de nodo de la dirección IP. En el ejemplo anterior las máscaras para la red 3.0.0.0 considerada como una red de clase A es 11111111 00000000 00000000 00000000 mientras que si la consideramos dividida en subredes la máscara es 11111111 11111111 0000000000000000.[16] A continuación se ampliara con mayor detalle la máscara de subred.

MMáássccaarraa ddee ssuubbrreedd 1177

La máscara de subred es una máscara de bits que determina la parte de sistema principal y la parte de red de una dirección IP (Protocolo Internet). La máscara de subred no es otra cosa que un entero de 32 bits exclusivo que define la parte de la red donde se conecta una interfaz. La máscara debe especificarse siempre conjuntamente con una dirección de red (IP). Esta máscara tiene el formato xxx.xxx.xxx.xxx, en el que cada campo es la representación decimal de 1 byte (8 bits) de la máscara. Por ejemplo, la máscara de subred cuya representación hexadecimal es X'FFFFFF00', en notación decimal es 255.255.255.0. Los bits de la máscara que se establecen en 1 determinan las partes de red y subred de la dirección. Los bits que se establecen en 0 determinan la parte de sistema principal de la dirección.

La máscara de subred y la dirección IP permiten a IP determinar dónde debe enviar los datos que recibe. IP correlaciona lógicamente la máscara de subred con una 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. Además. La máscara de subred permite dividir una red entre varias redes más pequeñas denominadas subredes. Las subredes representan una red dentro de otra red. Todas las direcciones IP que están en la misma subred, o red, tienen la misma máscara de subred. Estas direcciones incluyen el sistema principal y las direcciones de red o subred.

El Asesor calculador de subred le ayuda a determinar las direcciones IP de las nuevas subredes. Todo lo que debe hacer es teclear la dirección de la red y especificar cuántas subredes desea crear. El Asesor calculador de subred visualiza la dirección IP de la red y del primer y último sistema principal de cada subred. [18]

EEll DDNNSS oo DDoommaaiinn NNaammee SSyysstteemm El servicio de DNS es indispensable para que un nombre de dominio pueda ser encontrado en Internet. Para registrar un dominio es imprescindible disponer de servicio de DNS, para que una persona o empresa sean visibles en Internet deben tener nombres de dominio instalados en dos ordenadores que estén conectados a la red y que se denominan servidores de DNS. La principal tarea de un servidor de DNS es traducir el nombre de dominio (p.ej. midominio.com) en una dirección IP. El servicio de DNS permite, una vez configurado, que cada web y correo electrónico sea localizado desde cualquier lugar del mundo mediante un nombre de dominio.

No es otra cosa que una base de datos distribuida, con información que se usa para traducir los nombres de dominio, fáciles de recordar y usar por las personas, en números de protocolo de Internet (IP) que es la forma en la que las máquinas pueden encontrarse en Internet. Cabe decir que hay personas en todo el mundo manteniendo una parte de la base de datos, y esta información se hace accesible a todas las máquinas y usuarios de Internet. Finalmente, el Domain Name System (DNS), o Sistema de Nombres de Dominio, comprende personas, instituciones reguladoras, archivos, máquinas y software trabajando conjuntamente. [19]

IIPP -- FFii jjaass La IP Fija es un identificador único que permite disponer de una dirección exclusiva y reconocible en Internet como si de un número de teléfono se tratara. [20]

Las aplicaciones que requieren el uso de una IP Fija son:

• Servidor de correo propio • Servidor para alojar una Web o Intranet • Servidor FTP para ficheros • Aplicaciones on line • Servicios de Voz IP (VoIP) • Conexiones seguras en una Red Privada Virtual • Pasarelas de pago • Servicios interactivos: Videoconferencia • Servicios de vigilancia: Telealarma o Televigilancia

IIPP -- DDIINNÁÁMMIICCAASS Una dirección IP dinámica es una IP que es asignada mediante un servidor DHCP al usuario. La IP que se obtiene tiene una duración máxima determinada. Las IPs dinámicas son las que actualmente ofrecen la mayoría de operadores sin gasto adicional. Éstas suelen cambiar cada vez que el usuario reconecta por cualquier causa. 21

VVeennttaajjaass � Es más difícil identificar al usuario que está utilizando esa IP.

� Reduce los costos de operación a los proveedores de servicios internet (conocidos como ISPs por sus siglas en Inglés).

� Para los ISP los equipos son más simples.

DDeessvveennttaajjaass.. � Obliga a depender de servicios que redirigen un host a una IP.

� Es inlocalizable; en unas horas puede haber varios cambios de IP.

IIPPVV 44 Versión 4 del protocolo IP (Internet Protocol). Es el estándar actual de Internet para identificar dispositivos conectados a esta red. Utiliza direcciones IP de 32 bits, lo cual limita la cantidad de direcciones a 4.294.967.296 (2 elevado a 32). Esto crea un evidente problema, la escasez de direcciones en el futuro. Se espera que sea reemplazado por la versión 6 (IPv6) que permite muchísimas más direcciones. [22]

IIPPVV 66 Versión 6 del protocolo de internet (IP). Es un protocolo encargado de dirigir los paquetes a través de una red, especialmente Internet. Fue diseñado por Steve Deering de Xerox PARC y Craig Mudge. IPv6 fue diseñada para sustituir la versión actual (IPv4) que tiene grandes limitaciones, especialmente un limitado número de direcciones de red posibles. IPv6 soporta 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 (2 elevado a 128) de direcciones, mientras que IPv4 sólo 4.294.967.296 (2 elevado a 32). [23].

El uso de IPv6 ha sido frenado parcialmente por el uso de la traducción de direcciones de red (NAT), que alivia parcialmente el problema del faltante de direcciones IP. El problema es que NAT hace difícil o imposible el uso de voz sobre IP (VoIP), los juegos multiusuarios y las aplicaciones P2P. Se estima que IPv4 seguirá funcionando hasta 2025, por la falta de renovación de dispositivos que sólo funcionan con este protocolo. Un ejemplo de una dirección IP en versión 6 es: 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334 [24].

CCOONNCCLLUUSSIIOONNEESS

La investigación y elaboración del presente documento nos permitió una visión más clara de lo que son las direcciones IP, de donde vienen, lo que son y cómo funcionan, además nos llevó a reconocer problemas de base como que el método de direccionamiento de Internet donde se asigna a cada red física una red IP (de alguna de las clases A,B,C,D o E.), posibilito el crecimiento desproporcionado y desordenado de Internet dando lugar a una insuficiencia en el número de redes para asignar. Además, nos hizo ver que si a una red de sólo cinco equipos le asignamos una red de clase C completa se desperdician 250 direcciones, lo cual además es muy frecuente e ineficiente.

Más allá de estos problemas, gracias al recorrido por cada uno de los apartes de este texto confrontamos los beneficios de que cada host y enrutador de Internet tengan una dirección IP, que codifica su número de red y su número de host y donde la combinación es única, logrando que no haya dos máquinas que tengan la misma dirección IP, permitiendo una comunicación efectiva y mucho más eficiente que las de los estándares OSI que la precedieron.

En últimas, pudimos darnos cuenta que el IP ha estado en uso de manera intensiva por dos decadas, y aunque ha funcionado extremadamente bien, como lo muestra el crecimiento exponencial de la Internet. Aun así, se convierte rapidamente en víctima de su propia popularidad; se le están acabando las direcciones y es innegablemente insuficiente para las necesidades comunicativas actuales y futuras.

RREEFFEERREENNCCIIAASS [1] Introduccion al IP: Clases de direcciones IP. Recuperado el 6 de marzo de 2011. En http://www.info-ip.net/ip/Clases-de-direcciones-IP.php

[2] Tanenbaum, A. (2003) Redes de Computadoras. (4ª Ed). México. Pearson Educación.

[3] Introduccion al IP: Clases de direcciones IP. Recuperado el 6 de marzo de 2011. En http://www.info-ip.net/ip/Clases-de-direcciones-IP.php












[15] Dirección IP. Recuperado el 6 de marzo de 2011. En http://es.kioskea.net/contents/internet/ip.php3 Creative Commons de Kioskea.net.

[16] El Protocolo IP (2006) . IP.pdf Recuperado el 6 de marzo de 2011. En https://www.sci.uma.es/wwwscidoc/ip .pdf Ramos J.

[17] Máscara de Subred. Recuperado el 6 de marzo de 2011. En http://publib.boulder.ibm.com/html/as400/v4r5/ic2931/info/RZAI2SUBNETMASK.HTM AS/400 Information Center IBM.

[18] Máscara de Subred. Recuperado el 6 de marzo de 2011. En http://publib.boulder.ibm.com/html/as400/v4r5/ic2931/info/RZAI2SUBNETMASK.HTM AS/400 Information Center IBM.

[19] ¿Qué es el DNS?. Recuperado el 6 de marzo de 2011. En http://www.desarrolloweb.com/faq/50.php Equens

[20] IP Fija. Recuperado el 6 de marzo de 2011. En http://ayudaempresas.orange.es/internet/ip_fija/63.html#listado Ayuda Empresas.

[21] ¿Que es una IP, IP fija y una IP dinamica?. Recuperado el 6 de marzo de 2011. En http://foros.softonic.com/documentacion/ip-ip-fija-ip-dinamica-17775 Rixy_3

[22] Diccionario De Informática. Qué significa IPv4 - Información y significado de IPv4. Recuperado el 6 de marzo de 2011. En http://www.alegsa.com.ar/Dic/ipv4.php Equipo ALEGSA.



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