¿Qué es una dirección IP? Definición y funcionamiento en Internet

Supongamos que uno de nuestros amigos quiere reunirse con nosotros pero no sabe nuestra dirección. Él pregunta por nuestra dirección y entonces le damos nuestra dirección como 02, Vidyapuri Road, Supaul, Bihar, India. Después de dar la dirección, él o ella puede localizar fácilmente nuestra dirección. Lo mismo se hace en el caso de Internet. Cada red tiene asignada una dirección.

IANA (Internet Assigned Numbers Authority) asigna la dirección IP. La IANA es responsable del sistema de direcciones IP

Una dirección IP es un número binario largo, formado por unos y ceros. Una dirección IPv4 tiene 32 dígitos binarios (o bits). Una IPv6 tiene 128 bits, lo que permite utilizar muchas más direcciones IP. Las direcciones IP suelen estar escritas de forma legible para el ser humano, con 8 bits agrupados en un octeto. Las direcciones IPv4 suelen escribirse como un grupo de cuatro números. Cada número puede tener un valor de 0 a 255. Las direcciones IPv6 se escriben como un grupo de ocho números hexadecimales. Muchas direcciones Ipv6 contienen muchos ceros. Hay reglas especiales que dicen que en ciertos casos, estos ceros no necesitan ser escritos.

Algunas direcciones IP pueden asignarse libremente en la red de área local. Como no son únicas, no se enrutan en Internet. Las direcciones que se pueden asignar libremente se llaman direcciones IP privadas, las que son únicas se llaman públicas. Para ser enrutada, una dirección privada necesita ser traducida a una pública. Este proceso de traducción entre direcciones privadas y públicas se llama traducción de direcciones de red, o NAT. Los routers y los cortafuegos también suelen realizar esta tarea.

Hay tres tipos diferentes de direcciones:

• Direcciones Unicast: La dirección se asigna a un dispositivo específico. Este es el caso más común, la mayoría de las direcciones son direcciones unicast.
• Direcciones de difusión: dirigen a todos los ordenadores de la misma red. Hay ciertos casos en los que esto es útil, por ejemplo para obtener una nueva dirección automáticamente. El emisor envía los datos una vez, y los dispositivos utilizados para enrutar los datos hacen copias, según sea necesario.
• Direcciones de multidifusión: Este caso es similar al de la difusión anterior: Algunos dispositivos están interesados en recibir ciertos datos, y la red copia los datos según sea necesario. La gran diferencia con el caso de difusión anterior es que todos los dispositivos conectados a la red de difusión ven los datos enviados mediante difusión. Con la multidifusión, los dispositivos tienen que suscribirse para ver un determinado contenido. Los dispositivos de la misma red que no estén suscritos no verán el contenido.

Hay diferentes maneras de obtener una nueva dirección IP y no ser bloqueado por vandalismo. Una de ellas se llama Bootstrap Protocol (normalmente abreviado como BOOTP). El dispositivo que necesita una nueva dirección, no sabe en qué red se encuentra, por lo que utiliza una dirección IP de todos los ceros (0.0.0.0) que envía como broadcast a la red actual, en un puerto especial. Además, envía la dirección MAC de la tarjeta de red, más un número aleatorio de 4 bytes. El servidor BOOTP enviará una respuesta, también como broadcast, dirigida a un puerto diferente. La respuesta contendrá la dirección mac del cliente, el número aleatorio y la dirección IP del cliente. Cuando el cliente reciba los datos, establecerá la dirección especificada. Si el servidor BOOTP está configurado así, también enviará la dirección IP y el nombre de host del servidor BOOTP, el nombre y la ruta de un archivo que debe cargarse para arrancar el cliente (usando TFTP) o el nombre de un directorio, que el cliente debe montar usando NFS.

DHCP amplía BOOTP, y permite enviar más información, como la dirección de un servidor de tiempo, o información útil para el enrutamiento.

Las direcciones IP obtenidas automáticamente pueden ser dinámicas o estáticas. El direccionamiento estático significa que la misma máquina obtendrá siempre la misma dirección IP. Con las direcciones dinámicas, un dispositivo obtendrá la siguiente dirección que no se utilice. Las direcciones dinámicas que se utilizan deben ser revisadas de vez en cuando. Si no se renuevan, pueden utilizarse para otros dispositivos.

Con IPv4, cada dirección consta de cuatro números binarios de 8 dígitos, llamados octetos. Una dirección IPv4 tiene 32 bits en total. El mayor número que se puede hacer con 8 dígitos normales es 99.999.999, pero el mayor número que se puede hacer con 8 dígitos binarios es 255 (11111111 en binario), por lo que cada octeto puede ser cualquier número del 0 al 255.

Una dirección IPv4 podría ser algo así:

198.51.100.137

Cada octeto se convierte a su forma decimal y se separa con un punto.

Además, hay significados especiales asociados a dos números finales diferentes. En general, un último número de 0 representa la red (llamada dirección base), y un último número de 255 representa todos los hosts de esa red (llamada dirección de difusión). Los ordenadores que están en la misma red local comparten 3 de los 4 números. Un ordenador puede estar en más de una red. También puede tener varios nombres.

Direcciones públicas/privadas

El problema de IPv4 es que sólo permite 4.300 millones de direcciones, y casi las hemos utilizado todas. Para retrasar esto, se creó la Traducción de Direcciones de Red (NAT). La traducción de direcciones de red hace que una red comparta una dirección IP pública y da a cada ordenador de la red una dirección IP privada. Todos los que viven en la misma casa utilizan la misma dirección, pero el correo puede estar destinado a varias personas diferentes que viven en la casa.

Direcciones IP especiales

Hay algunas direcciones IP que están reservadas para fines especiales. Por ejemplo, la dirección 127.0.0.1 se denomina Dirección Loopback y "devolverá en bucle" cualquier paquete enviado a esta dirección al ordenador que lo ha enviado, como el envío de correo a uno mismo. Aunque no parezca útil, se utiliza para probar servidores.

Puede definir como la identifica la clase de red

Se puede definir como el que identifica el host en la red

Es una dirección de Internet permanente. No se puede cambiar en este tenemos que configurar manualmente. Se utiliza en redes pequeñas, todos los servidores utilizan IPs estáticas. Es una forma sencilla de comunicación.

(Dinámico significa que cambia constantemente)

Es una dirección de Internet temporal. La asigna un servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) a partir de un rango específico de direcciones IP.

Subredes IPv4

Para que una red funcione más rápido, se divide en subredes. Para ello, una dirección IP contiene un ID de red, un ID de subred y un ID de host. Se utiliza un número binario especial llamado máscara de subred para determinar el tamaño de los ID de red, subred y host.

El IPv4 original sólo admitía 254 redes, por lo que en 1981 se cambió la especificación de direccionamiento de Internet por una arquitectura de red de clases. El diseño de redes de clase permitía un mayor número de redes individuales. Los tres primeros bits de una dirección IP determinaban su clase. Se definieron tres clases (A, B y C) para la comunicación informática normal (Unicast). El tamaño del ID de la red se basaba en la clase de la dirección IP. Cada clase utilizaba más octetos para el ID de red, lo que hacía que el ID de host fuera más pequeño y reducía el número de hosts posibles.

Las redes con clase han sido sustituidas por el enrutamiento entre dominios sin clase (CIDR) desde 1993. CIDR también proporciona una dirección de red y una dirección de host. CIDR no tiene clases, lo que significa que los tamaños de las direcciones de red y de host no tienen que estar en octetos.

Una dirección IPv4 en notación CIDR tiene el siguiente aspecto

192.168.0.14/24

La barra y el número representan la cantidad de bits que utiliza el identificador de red, en este caso 24 o 3 octetos.

Como IPv4 sólo tiene 32 bits, el número de direcciones disponibles se agotará. Para evitarlo, una organización llamada Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) creó la versión 6 de IP (IPv6), que acabará sustituyendo a IPv4.

La versión 6 de IP utiliza 16 octetos, es decir, 128 bits en total. Los octetos en IPv6 se escriben en hexadecimal y se separan con dos puntos (:). Una dirección IPv6 puede tener este aspecto:

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

Una dirección IPv6 puede ser larga y esto puede dar lugar a errores al teclearla en el ordenador o escribirla. Hay dos formas de acortar una dirección IPv6 sin omitir nada:

• Se pueden omitir los ceros iniciales: 2001:0db8:00b8:0008:0000:0000:0000:0001 becomes 2001:db8:b8:8:0:0:0:1
• Cualquier número de "chunks" secuenciales y totalmente nulos puede comprimirse simplemente en ::. Esto sólo puede hacerse una vez en la misma dirección: 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0001 podría escribirse como 2001:db8::1

DNS significa Sistema de Nombres de Dominio

También se denomina servidor de servicios. Se basa en una arquitectura de red cliente-servidor. Contiene una base de datos de direcciones IP públicas. El DNS es como una agenda telefónica.

Las versiones anteriores a la IPv4 eran experimentales y nunca se utilizaron ampliamente. La versión 5 se utilizó exclusivamente para el Protocolo de Flujo de Internet, que tampoco se utilizó nunca de forma generalizada.