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LA DIRECCIÓN IP: DEFINICIÓN, CLASES DE REDES, IPV4 VS IPV6 Y CIDR

Cualquier equipo que se conecta a Internet en cualquier parte del mundo hace uso de la dirección IP. La dirección IP es imprescindible para permitir el envío y recepción de datos a través de cualquier red. Por ello es muy importante saber qué es una dirección IP y para qué sirve.

A continuación te resumo todo lo que debes saber acerca de la dirección IP. Es mucho más sencillo de lo que aparenta, no te desanimes y sigue adelante.

1. Definición y estructura de la dirección IP

2. Clases de redes

3. La dirección de red

4. La dirección de broadcast

5. La dirección de bucle local o loopback

6. CIDR (Classless Inter-Domain Routing)

7. La máscara de red

8. Direcciones IPv4 e IPv6

9. Direcciones IP privadas y públicas

10. Direcciones IP estáticas y dinámicas

1. DEFINICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA DIRECCIÓN IP

 

La dirección IP (Internet Protocol) es un número que permite identificar y localizar de forma inequívoca a cualquier equipo o dominio que esté conectado a una red. Es como la matrícula de un coche o nuestro DNI.

 

Según lo anterior, nunca encontraremos en la misma red dos equipos o dominios con la misma IP. Esto permite que todos los equipos de una red sepan exactamente quién es quién en todo momento.

Otra manera de entender qué es una dirección IP es comparándola con la dirección de nuestra casa. Si pedimos un producto a través de Amazon, es vital que indiquemos correctamente nuestra dirección. Si no es así, el paquete no llegará nunca. De igual modo, cuando un equipo quiere enviar información a otro necesita conocer su dirección IP. Es por este motivo que un dispositivo no puede hacer absolutamente nada en una red si no dispone de dirección IP.

Detrás de cada IP puede haber un ordenador, un ordenador portátil, un smartphone, una televisión o cualquier equipo con conexión. Como puedes imaginar, se trata de miles de millones de equipos en todo el mundo. Veamos como se estructura una dirección IP para dar servicio a un número tan alto de dispositivos.

Una dirección IP está formada por 4 bloques numéricos de  1, 2 o 3 cifras cada uno. Estos 4 bloques están separados por un punto. Los valores de cada bloque oscilan entre 0 y 255 en numeración decimal. Veamos un ejemplo de dirección IP:

Ejemplo de dirección IPv4 | El manitas del PC

Vemos los 4 bloques de números separados por un punto. El primer bloque es un "172", expresado en notación decimal o un "10101100" en notación binaria. Lógicamente se utiliza más la notación decimal por ser más breve. Cada bloque está formado por 8 bits de datos, equivalente a 1 byte.

En los inicios de Internet el primer byte se usaba siempre para identificar la red y los otros tres bytes para identificar cada ordenador en la red. El problema salta a la vista: con 8 bits sólo se pueden codificar 2^8=256 redes distintas. Con el vertiginoso crecimiento de Internet esta codificación quedó rápidamente obsoleta.

En 1981 se creó la llamada "arquitectura de clases" con el objetivo principal de disponer de más bits para poder codificar un mayor número de redes. Para lograrlo, se crearon las llamadas "clases de redes". A continuación te lo resumo.

2. CLASES DE REDES

REDES CLASE A

Las redes clase A utilizan el primer byte para identificar la red y los otros tres bytes para identificar los equipos conectados. Si la IP del ejemplo anterior fuera de un equipo conectado a una red clase A, podríamos decir que se trata de la red “172” y del equipo “16.254.1”.

REDES CLASE B

Las redes clase B utilizan los dos primeros bytes para identificar la red y los dos últimos bytes para identificar los equipos conectados. Si la IP del ejemplo fuera de un equipo conectado a una red clase B, se trataría de la red “172.16” y del equipo “254.1”.

REDES CLASE C

Las redes clase C utilizan los tres primeros bytes para identificar la red y el último byte para identificar a los equipos conectados. Si la IP del ejemplo fuera de un equipo conectado a una red clase C, se trataría de la red “172.16.254” y del equipo “1”.

3. LA DIRECCIÓN DE RED

 

La dirección de red es aquella IP en la que todos los bits utilizados para designar equipos son “0”. Veamos tres ejemplos con la IP anterior 172.16.254.1:

- Si fuese una red de clase A, la dirección de red sería "172.0.0.0".

- Si fuese una red de clase B, la dirección de red sería "172.16.0.0".

- Si fuese de clase C, la dirección de red sería "172.16.254.0".

Esta dirección sirve para definir la red en que se ubica el equipo. Esto permite identificar rápidamente el camino para llegar hasta ella. No se puede utilizar para identificar a ningún equipo.

4. LA DIRECCIÓN DE BROADCAST

La dirección de broadcast es aquella IP en la que todos los bits utilizados para designar equipos son “1”. Es importante saber que "11111111" en binario es "255" en decimal. Veamos tres ejemplos nuevamente con la IP anterior 172.16.254.1:

- Si fuese una red clase A, la dirección de broadcast en decimal sería "172.255.255.255". En binario sería "10101100.11111111.11111111.11111111".

- Si fuese una red clase B, la dirección de broadcast sería "172.16.255.255".

 

- Si fuera una red clase C, la dirección de broadcast sería 172.16.254.255".

Esta dirección sirve para enviar paquetes a todos los equipos conectados de forma simultánea. No se puede usar para identificar ningún equipo.

5. LA DIRECCIÓN DE BUCLE LOCAL O LOOPBACK

 

La dirección de bucle local es la 127.0.0.1, y la utiliza el PC para hablar consigo mismo. Se puede utilizar para resolver algún problema, realizar pruebas de red o acceder a un servicio web que se haya instalado en el PC.

6. CIDR (CLASSLESS INTER-DOMAIN ROUTING)

CIDR

La codificación de direcciones IP mediante clases de redes también se vio pronto superada en los años 90 por el fulgurante avance de Internet. El problema es que la cantidad de bits utilizados para designar equipos es muy rígida. Las opciones son 8, 16 o 24 bits, correspondientes a 1, 2 o 3 bytes respectivamente.

Por ejemplo, ¿Qué ocurre si nuestra red tiene 260 equipos? Sabiendo que con 8 bits podemos codificar 254 equipos, tendremos que pasar a utilizar 16 bits. Sabiendo que con 9 bits tendríamos suficiente, podemos decir que estamos desperdiciando 7 bits.

 

Acabo de decir que con 8 bits se pueden codificar 254 equipos. ¿Y por qué no (2^8) = 256? Esto es así porque la dirección de red y la de broadcast no se pueden usar.

Para flexibilizar el uso de los 32 bits de la dirección IP se creó el CIDR (Classless Inter-Domain Routing), basado en el VLSM (Variable Length Subnet Mask). La clave de VLSM es que permite asignar libremente el número de bits utilizados para identificar la red y los equipos conectados.

La dirección es igual que la que hemos visto antes, pero se añade al final cuántos bits se usan para identificar la red. Para comprenderlo mejor, veamos la siguiente tabla:

CIDR | El manitas del PC

Por ejemplo, en la quinta dirección de la tabla vemos la IP "192.168.1.0/28".  El "28" detrás de la barra indica que los 28 primeros bits se corresponden a la identificación de la red. Sabiendo que la IP tiene un total de 32 bits, quedan 4 para identificar equipos. Con 4 bits se pueden codificar 2^4=16 equipos o hosts. Puedes comprobar esto en la tabla.

7. LA MÁSCARA DE RED

 

La máscara de red o subred permite saber de forma rápida qué bits de la dirección IP identifican a la red (bits de la máscara=1) y qué bits identifican a equipos (bits de la máscara=0).

En el mismo ejemplo anterior, vemos que al lado de la dirección IP 192.168.1.0/28 tenemos la máscara 255.255.255.240, que en binario sería:

11111111 11111111 11111111 11110000

Vemos que los 28 bits que identifican a la red están a “1” y los 4 bits que identifican a equipos están a “0”. Para saber más sobre la máscara de red, haz clic en el siguiente link:

La máscara de red | El manitas del PC

8. DIRECCIONES IPv4 e IPv6

 

Si volvemos a la dirección IP utilizada como ejemplo en el párrafo anterior:

IPv4 e IPV6
Ejemplo de dirección IPv4 | El manitas del PC

 

Vemos en la parte superior de la imagen que se trata de trata de una dirección IPv4 (Internet Protocol version 4). Al estar formada por 32 bits existen 2^32 = 4300 millones de direcciones IP diferentes. Este número es menor que dispositivos conectables a la red en el mundo, por lo que existe un problema evidente. Por suerte, nunca se conectan todos los equipos a la vez. Por otro lado, todos los equipos que se conectan a Internet a través del router lo hacen con la misma IP, lo que supone un importante ahorro.

A pesar de esto, los 32 bits pronto no serán suficientes, motivo por el que ya se ha creado el protocolo IPv6. Este protocolo utiliza 128 bits para codificar la dirección IP, permitiendo identificar a más de 3,4e+38 equipos. Esta cifra es astronómica y cubrirá todas las necesidades futuras de asignación de direcciones IP sin ningún problema.

Los 128 bits de las direcciones IPv6 se codifican en código hexadecimal, utilizando 8 bloques de 4 bits. Veamos un ejemplo:

Dirección IPv6 en binario y hexadecimal | El manitas del PC

Del mismo modo que en protocolo IPv4, no se escriben todos los bits, sino que se agrupan en 8 bloques de 16 bits en código hexadecimal y separados por “:”. Para simplificar aún más, se puede omitir cualquier bloque de ceros y sustituirlo por “:”, tal y como se ve en la imagen. En IPv6 también se utiliza CIDR, con la diferencia de que el número que se escribe después de la “/” llega hasta 128 en lugar de hasta 32 como en IPv4.

9. DIRECCIONES IP PRIVADAS Y PÚBLICAS

 

Una dirección IP privada es aquella que está reservada exclusivamente para uso interno en una red local, como por ejemplo la red del hogar. Las direcciones IP privadas no pueden repetirse dentro de la misma red, pero si pueden estar duplicadas en otras redes privadas, con las que no pueden comunicarse de forma directa.

Una dirección IP pública es aquella que se muestra al resto de dispositivos fuera de nuestra red privada, independientemente de si lo hacemos con el portátil, con el PC de sobremesa o con el móvil: todos los dispositivos de la red interna comparten la misma IP pública.

Para saber más detalles haz clic en el siguiente enlace:

IP privada vs IP pública | El manitas del PC

10. DIRECCIONES IP ESTÁTICAS Y DINÁMICAS

 

Las direcciones IP pueden ser dinámicas o estáticas (fijas). Veamos en qué se diferencian cuándo estas direcciones IP son privadas:

Una IP privada es dinámica cuando el protocolo de asignación de direcciones IP (DHCP) está activo. Cuando esto es así, el rúter asigna la IP privada de forma automática cada vez que arrancamos el PC o cualquier otro dispositivo que se conecte. 

Una IP privada es estática o fija cuando la establecemos nosotros manualmente. La direccion IP siempre será la misma. No importa si reseteamos el PC o el router, nunca cambiará.

 

Si quieres saber más sobre este apartado, clica en el siguiente enlace:

IP estática vs IP dinámica | El manitas del PC

Si quieres hacer fija la IP privada de tu PC, usa el siguiente enlace: 

Cómo hacer fija la IP de mi PC | El manitas del PC

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