Como se menciona en Capítulo 1, el protocolo de red IP utiliza direcciones formadas por números de 32 bits. Se le debe asignar un número único a cada máquina del entorno de red.Si está haciendo funcionar una red local que no tiene tráfico TCP/IP con otras redes, puede asignar estos números de acuerdo con sus preferencias personales. Hay algunos rangos de direcciones IP que han sido reservadas para redes privadas. Estos rangos se listan en Tabla 2-1. De cualquier modo, los números para los sitios en Internet los asigna una autoridad central, el Network Information Center (NIC).
Para facilitar la lectura, las direcciones IP se separan en cuatro números de ocho bits llamados octetos. Por ejemplo, quark.physics.groucho.edu tiene una dirección IP 0x954C0C04, que se escribe como149.76.12.4. Este formato se denomina normalmente notación de puntos divisorios.
Otra razón para usar esta notación es que las direcciones IP se dividen en un número de red, que es contenido en el octeto principal, y un número de puesto, que es contenido en el resto. Cuando se solicita al NIC una dirección IP, no se le asignará una dirección para cada puesto individual que pretenda usar. En cambio, se le otorgará un número de red y se le permitirá asignar todas la direcciones IP válidas dentro de ese rango para albergar puestos en su red de acuerdo con sus preferencias.
El tamaño de la parte dedicada al puesto depende del tamaño de la red. Para complacer diferentes necesidades, se han definido varias clases de redes, fijando diferentes sitios donde dividir la dirección IP. Las clases de redes se definen en lo siguiente:
Clase A
La clase A
comprende redes desde 1.0.0.0 hasta 127.0.0.0. El número de red está contenido en el primer octeto. Esta clase ofrece una parte para el puesto de 24 bits, permitiendo aproximadamente 1,6 millones de puestos por red.Clase B
La clase B
La clase B
comprende las redes desde 128.0.0.0 hasta 191.255.0.0; el número de red está en los dos primeros octetos. Esta clase permite 16.320 redes con 65.024 puestos cada una.Clase C
Las redes de clase C van desde 192.0.0.0 hasta 223.255.255.0, con el número de red contenido en los tres primeros octetos. Esta clase permite cerca de 2 millones de redes con más de 254 puestos.Clases D, E, y F
Las direcciones que están en el rango de 224.0.0.0 hasta 254.0.0.0 son experimentales o están reservadas para uso con propósitos especiales y no especifican ninguna red. La IP Multicast, un servicio que permite trasmitir material a muchos puntos en una internet a la vez, se le ha asignado direcciones dentro de este rango.
Si volvemos al ejemplo del capítulo 1, encontraremos que 149.76.12.4, la dirección de quark, se refiere al puesto 12.4 en la red de clase B 149.76.0.0.
Habrá notado que no se permiten todos los valores posibles de la lista anterior para todos los octetos de la parte del puesto. Esto se debe a que los octetos 0 y 255 se reservan para propósitos especiales.
Las redes de clase C van desde 192.0.0.0 hasta 223.255.255.0, con el número de red contenido en los tres primeros octetos. Esta clase permite cerca de 2 millones de redes con más de 254 puestos.Clases D, E, y F
Las direcciones que están en el rango de 224.0.0.0 hasta 254.0.0.0 son experimentales o están reservadas para uso con propósitos especiales y no especifican ninguna red. La IP Multicast, un servicio que permite trasmitir material a muchos puntos en una internet a la vez, se le ha asignado direcciones dentro de este rango.
Si volvemos al ejemplo del capítulo 1, encontraremos que 149.76.12.4, la dirección de quark, se refiere al puesto 12.4 en la red de clase B 149.76.0.0.
Habrá notado que no se permiten todos los valores posibles de la lista anterior para todos los octetos de la parte del puesto. Esto se debe a que los octetos 0 y 255 se reservan para propósitos especiales.
Una dirección donde todos los bits de la parte del puesto son 0, se refiere a la red, y una dirección donde todos los bits de la parte del puesto son 1, se denomina dirección de difusión. Ésta se refiere simultáneamente a todos los puestos de la red específica. Así, 149.76.255.255 no es una dirección de puesto válida, pero se refiere a todos los puestos en la red 149.76.0.0.
Algunas direcciones de red se reservan para propósitos especiales. 0.0.0.0 y 127.0.0.0 son dos de estas direcciones. La primera se denomina encaminamiento por defecto, y la segunda es la dirección loopback. El encaminamiento por defecto tiene que ver con el camino por el que el IP encamina los datagramas.
La red 127.0.0.0 está reservada para el tráfico local IP del puesto. Normalmente, la dirección 127.0.0.1 se asignará a una interfaz especial del puesto, la interfaz loopback, que actúa como un circuito cerrado. Cualquier paquete IP enviado a esta interfaz por TCP o UDP le será devuelto a cualquiera de ellos como si simplemente hubiese llegado desde alguna red. Esto permite desarrollar y probar software de red aunque no se esté usando una red “real”. La red loopback también permite usar software de red en un puesto solitario. Puede que esto no sea tan infrecuente como parece; por ejemplo, muchos sitios UUCP no tienen conectividad con IP en absoluto, pero aún pueden querer ejecutar un sistema de noticias INN. Para un funcionamiento adecuado en GNU/Linux, INN requiere la interfaz loopback.
Algunos rangos de direcciones de cada una de las clases de red han sido reservados y designados como rangos de direcciones “reservadas” o “privadas”. Estas direcciones están reservadas para el uso de redes privadas y no son encaminadas en Internet. Son usadas normalmente por organizaciones con su propia intranet, pero incluso las redes pequeñas suelen encontrarlas útiles. Las direcciones de red reservadas se muestran en Tabla 2-1.
Tabla 2-1. Rangos de direcciones IP reservados para uso público
Algunas direcciones de red se reservan para propósitos especiales. 0.0.0.0 y 127.0.0.0 son dos de estas direcciones. La primera se denomina encaminamiento por defecto, y la segunda es la dirección loopback. El encaminamiento por defecto tiene que ver con el camino por el que el IP encamina los datagramas.
La red 127.0.0.0 está reservada para el tráfico local IP del puesto. Normalmente, la dirección 127.0.0.1 se asignará a una interfaz especial del puesto, la interfaz loopback, que actúa como un circuito cerrado. Cualquier paquete IP enviado a esta interfaz por TCP o UDP le será devuelto a cualquiera de ellos como si simplemente hubiese llegado desde alguna red. Esto permite desarrollar y probar software de red aunque no se esté usando una red “real”. La red loopback también permite usar software de red en un puesto solitario. Puede que esto no sea tan infrecuente como parece; por ejemplo, muchos sitios UUCP no tienen conectividad con IP en absoluto, pero aún pueden querer ejecutar un sistema de noticias INN. Para un funcionamiento adecuado en GNU/Linux, INN requiere la interfaz loopback.
Algunos rangos de direcciones de cada una de las clases de red han sido reservados y designados como rangos de direcciones “reservadas” o “privadas”. Estas direcciones están reservadas para el uso de redes privadas y no son encaminadas en Internet. Son usadas normalmente por organizaciones con su propia intranet, pero incluso las redes pequeñas suelen encontrarlas útiles. Las direcciones de red reservadas se muestran en Tabla 2-1.
Tabla 2-1. Rangos de direcciones IP reservados para uso público
Asignación de direcciones IP
El objetivo de dividir las direcciones IP en tres clases A, B y C es facilitar la búsqueda de un equipo en la red. De hecho, con esta notación es posible buscar primero la red a la que uno desea tener acceso y luego buscar el equipo dentro de esta red. Por lo tanto, la asignación de una dirección de IP se realiza de acuerdo al tamaño de la red.
| Clase | Cantidad de redes posibles | Cantidad máxima de equipos en cada una |
|---|---|---|
| A | 126 | 16777214 |
| B | 16384 | 65534 |
| C | 2097152 | 254 |
Las direcciones de clase A se utilizan en redes muy amplias, mientras que las direcciones de clase C se asignan, por ejemplo, a las pequeñas redes de empresas.
Direcciones IP reservadas
Es habitual que en una empresa u organización un solo equipo tenga conexión a Internet y los otros equipos de la red acceden a Internet a través de aquél (por lo general, nos referimos a un proxy o pasarela).
En ese caso, solo el equipo conectado a la red necesita reservar una dirección de IP con el ICANN. Sin embargo, los otros equipos necesitarán una dirección IP para comunicarse entre ellos.
Por lo tanto, el ICANN ha reservado una cantidad de direcciones de cada clase para habilitar la asignación de direcciones IP a los equipos de una red local conectada a Internet, sin riesgo de crear conflictos de direcciones IP en la red de redes. Estas direcciones son las siguientes:
- Direcciones IP privadas de clase A: 10.0.0.1 a 10.255.255.254; hacen posible la creación de grandes redes privadas que incluyen miles de equipos.
- Direcciones IP privadas de clase B: 172.16.0.1 a 172.31.255.254; hacen posible la creación de redes privadas de tamaño medio.
- Direcciones IP privadas de clase C: 192.168.0.1 a 192.168.0.254; para establecer pequeñas redes privadas.
Máscaras de subred Para entender lo que es una mascara, puede ser interesante consultar la sección “ensamblador” acerca del enmascarado en binario
Máscaras de subred Para entender lo que es una mascara, puede ser interesante consultar la sección “ensamblador” acerca del enmascarado en binario
Brevemente, una máscara se genera con números uno en la ubicación de los bits que usted quiera conservar y ceros en aquellos que quiera cancelar. Una vez que se crea una máscara, simplemente coloque un Y lógico entre el valor que quiere enmascarar y las máscara, a fin de mantener intacta la parte deseada y cancelar el resto.
Por lo tanto una máscara de red se presenta bajo la forma de 4 bytes separados por puntos (como una dirección IP), y está compuesta (en su notación binaria) por ceros en lugar de los bits de la dirección IP que se desea cancelar (y por unos en lugar de aquellos que se quiera conservar).
Usos interesantes de las máscaras de subred
El interés principal de una máscara de subred reside en que permite la identificación de la red asociada con una dirección IP.
Efectivamente, la red está determinada por un número de bytes en la dirección IP (1 byte por las direcciones de clase A, 2 por las de clase B y 3 bytes para la clase C). Sin embargo, una red se escribe tomando el número de bytes que la caracterizan y completándolo después con ceros. Por ejemplo, la red vinculada con la dirección 34.56.123.12 es 34.0.0.0 , porque es una dirección IP de clase A.
Para averiguar la dirección de red vinculada con la dirección IP 34.56.123.12, simplemente se debe aplicar una máscara cuyo primer byte esté solamente compuesto por números uno (o sea 255 en decimal), y los siguientes bytes compuestos por ceros.
La máscara es: 11111111.00000000.00000000.00000000
La máscara asociada con la dirección IP34.208.123.12 es, por lo tanto, 255.0.0.0.
El valor binario de 34.208.123.12 es: 00100010.11010000.01111011.00001100
De este modo, una operación lógica de AND entre la dirección IP y la máscara da el siguiente resultado:
La máscara es: 11111111.00000000.00000000.00000000
La máscara asociada con la dirección IP34.208.123.12 es, por lo tanto, 255.0.0.0.
El valor binario de 34.208.123.12 es: 00100010.11010000.01111011.00001100
De este modo, una operación lógica de AND entre la dirección IP y la máscara da el siguiente resultado:
00100010.11010000.01111011.00001100 AND 11111111.00000000.00000000.00000000 = 00100010.00000000.00000000.00000000O sea 34.0.0.0 Esta es la red vinculada a la dirección 34.208.123.12
Generalizando, es posible obtener máscaras relacionadas con cada clase de dirección:
- Para una dirección de Clase A, se debe conservar sólo el primer byte. La máscara tiene el siguiente formato 11111111.00000000.00000000.00000000, es decir, 255.0.0.0 en decimales;
- Para una dirección de Clase B, se deben retener los primeros dos bytes y esto da la siguiente máscara 11111111.11111111.00000000.00000000, que corresponde a 255.255.0.0en decimales;
- Para una dirección de Clase C, siguiendo el mismo razonamiento, la máscara tendrá el siguiente formato 11111111.11111111.11111111.00000000, es decir, 255.255.255.0 en decimales;
Creación de subredes
Volvamos a analizar el ejemplo de la red 34.0.0.0 y supongamos que queremos que los dos primeros bits del segundo byte indiquen la red.
La máscara a aplicar en ese caso sería: 11111111.11000000.000000.000000
La máscara a aplicar en ese caso sería: 11111111.11000000.000000.000000
11111111.11000000.00000000.00000000
Es decir, 255.192.0.0
Si aplicamos esta máscara a la dirección 34.208.123.12, obtenemos:
34.192.0.0
En realidad, existen 4 figuras posibles para el resultado del enmascaramiento de una dirección IP de un equipo en la red 34.0.0.0
- Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 00, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.0.0.0
- Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 01, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.64.0.0
- Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 10, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.128.0.0
- Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 11, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.192.0.0
Por lo tanto, este enmascaramiento divide a una red de clase A (que puede admitir 16.777.214 equipos) en 4 subredes (lo que explica el nombre máscara de subred) que pueden admitir 2 22equipos es decir 4.194.304 equipos.
Es interesante tener en cuenta que en estos dos casos la cantidad total de equipos es la misma, 16.777.214 Ordenadores (4 x 4,194,304 - 2 = 16,777,214).
La cantidad de subredes depende del número de bits adicionales asignados a la red (aquí 2). La cantidad de subredes es entonces:
| Número de bits | Número de subredes |
|---|---|
| 1 | 2 |
| 2 | 4 |
| 3 | 8 |
| 4 | 16 |
| 5 | 32 |
| 6 | 64 |
| 7 | 128 |
| 8 (imposible para la clase C) | 256 |
