TODO SOBRE LAS DIRECCIONES IP, TEORÍA, PRÁCTICA Y REDES.

Qué es la dirección IP

Toda computadora conectada a Internet (o a cualquier red) posee una identificación única, llamada dirección IP (en inglés, Internet Protocol), compuesta por cuatro combinaciones de números (p.ej. 187.25.14.190). 

Que es la dirección IP?

La dirección IP es el identificador de cada host dentro de su red de redes. Cada host conectado a una red tiene una dirección IP asignada, la cual debe ser distinta a todas las demás direcciones que estén vigentes en ese momento en el conjunto de redes visibles por el host. En el caso de Internet, no puede haber dos ordenadores con 2 direcciones IP (públicas) iguales. Pero sí podríamos tener dos ordenadores con la misma dirección IP siempre y cuando pertenezcan a redes independientes entre sí (sin ningún camino posible que las comunique).

Estos números, llamados octetos, pueden formar más de cuatro billones de direcciones diferentes. Cada uno de los cuatro octetos tiene una finalidad específica. Los dos primeros grupos se refieren generalmente al país y tipo de red (clases). Este número es un identificador único en el mundo: en conjunto con la hora y la fecha, puede ser utilizado, por ejemplo, por las autoridades, para saber el lugar de origen de una conexión.

Para que entendamos mejor el IP debemos conocer primero el TCP. Un protocolo de red es como un idioma, si dos personas están conversando en idiomas diferentes ninguna entenderá lo que la otra quiere decir. Con las computadoras ocurre una cosa similar, 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 standariza el cambio de informacion entre las computadoras y hace posible la comunicación entre ellas. Es el protocolo más conocido actualmente pues es el protocolo standard de Internet. 

El protocolo TCP contiene las bases para la comunicación de computadoras dentro de una red, pero así como nosotros cuando queremos hablar con una persona tenemos que encontrarla e identificarla, las computadoras de una red también tienen que ser localizadas e identificadas. En este punto entra la dirección IP. La dirección IP identifica a una computadora en una determinada red. A través de la dirección IP sabemos en que red está la computadora y cual es la computadora. Es decir verificado a través de un número único para aquella computadora en aquella red específica.

Como funciona?

Los IPs pueden ser fijos o dinámicos: actualmente, los IPs fijos son raros, hasta por una cuestión de seguridad ya que los ataques son más fáciles cuando el número es siempre el mismo. La rotación de direcciones IPs (IP dinámicos) funciona de la siguiente forma: un determinado proveedor de acceso a Internet (Ej. Arnet), posee X números IPs para usar. Cada vez que una máquina se conecta a internet, el proveedor le asigna una dirección IP aleatoria, dentro de una cantidad de direcciones IPs disponibles. El proceso más utilizado para esta distribución de IPs dinámicos es el Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP). Para acceder a las URLs, o direcciones IPs públicos como conocemos (p.ej. www.informatica-hoy.com.ar), existen los servidores DNS (Domain Name Server, en inglés), una base de datos responsable por la traducción de nombres alfanuméricos a direcciones IP, fundamentales para el funcionamiento de Internet tal cómo la conoces hoy. 

Existen direcciones IPs que, por norma, están reservadas para usos específicos. El IP 0.0.0.0 es un número de red estándar; cómo la dirección IP 127.0.0.1 es usada para probar una conexión local, durante diagnósticos de problemas de la red.

Clasificación de las direcciones IP:

Direcciones IP públicas. Son visibles en todo Internet. Un ordenador con una IP pública es accesible (visible) desde cualquier otro ordenador conectado a Internet. Para conectarse a Internet es necesario tener una dirección IP pública.

Direcciones IP privadas (reservadas). Son visibles únicamente por otros hosts de su propia red o de otras redes privadas interconectadas por routers. Se utilizan en las empresas para los puestos de trabajo. Los ordenadores con direcciones IP privadas pueden salir a Internet por medio de un router (o proxy) que tenga una IP pública. Sin embargo, desde Internet no se puede acceder a ordenadores con direcciones IP privadas.

A su vez las direcciones IP pueden ser:

Direcciones IP estáticas (fijas). Un host que se conecte a la red con dirección IP estática siempre lo hará con una misma IP. Las direcciones IP públicas estáticas son las que utilizan los servidores de Internet con objeto de que estén siempre localizables por los usuarios de Internet. Estas direcciones hay que contratarlas.

Direcciones IP dinámicas. Un host que se conecte a la red mediante dirección IP dinámica, cada vez lo hará con una dirección IP distinta. Las direcciones IP públicas dinámicas son las que se utilizan en las conexiones a Internet mediante un módem. Los proveedores de Internet utilizan direcciones IP dinámicas debido a que tienen más clientes que direcciones IP (es muy improbable que todos se conecten a la vez).

Clases de direcciones IP

La dirección IP consiste en un número de 32 bits que en la práctica vemos siempre segmentado en cuatro grupos de 8 bits cada uno (xxx.xxx.xxx.xxx). Cada segmento de 8 bits varía de 0-255 y estan separados por un punto.

 

Esta división del número IP en segmentos posibilita la clasificación de las direcciones IPs en 5 clases: A, B, C, D e Y.
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.


Una dirección IP de clase A permite la existencia de 126 redes y 16.777.214 computadoras por red. Esto pasa porque para las redes de clase A fueron reservados por la IANA (Internet Assigned Numbers Authority) los IDs de "0" hasta "126".

Direcciones IP Clase A

En las redes de clase B los primeros dos segmentos de la dirección son usados para identificar la red y los últimos dos segmentos identifican las computadoras dentro de estas redes.

Una dirección IP de clase B permite la existencia de 16.384 redes y 65.534 computadoras por red. El ID de estas redes comienza con "128.0" y va hasta "191.255".

Direcciones IP Clase B

Redes de clase C utilizan los tres primeros segmentos de dirección como identificador de red y sólo el último segmento para identificar la computadora.
Una dirección IP de clase C permite la existencia de 2.097.152 redes y 254 computadoras por red. El ID de este tipo de red comienza en "192.0.1" y termina en "223.255.255".

Direcciones IP Clase C

En las redes de clase D todos los segmentos son utilizados para identificar una red y sus direcciones van de " 224.0.0.0" hasta "239.255.255.255" y son reservados para los llamados multicast.

Las redes de clase Y, así como las de clase D, utilizan todos los segmentos como identificadores de red y sus direcciones se inician en "240.0.0.0" y van hasta "255.255.255.255". La clase Y es reservada por la IANA para uso futuro.

Debemos hacer algunas consideraciones sobre las direcciones de clase ID "127" que son reservados para Loopback, o sea para pruebas internas en las redes. Todo ordenador equipado con un adaptador de red posee una dirección de loopback, la dirección 127.0.0.1 lo cual sólo es vista solamente por él mismo y sirve para realizar pruebas internas.

IP Estático e IP Dinámica:

IP estático 

El IP estático (o fijo) es un número IP asignado permanentemente a una computadora, o sea, su dirección IP no cambia, excepto si dicha acción se fuera realizada manualmente. Por ejemplo, hay casos de proveedores de acceso a internet por ADSL, que le asignan un IP estático a algunos de sus clientes. Así, siempre que un cliente esté conectado, usará el mismo IP en Internet. Esa práctica es cada vez menos frecuente entre los proveedores de acceso, por una serie de factores, que incluye problemas de seguridad

 IP dinámico 

El IP dinámico, por su parte, es un número que es asignado a una computadora cuando esta se conecta a la red, pero que cambia cada vez que se establece la conexión. Por ejemplo, supón que te conectaste con tu computadora a internet hoy. Cuando te conectes mañana, te será asignada otra IP. Para entender mejor, imagina la siguiente situación: una empresa tiene 40 computadoras conectadas en red. Usando IPs dinámicos, la empresa pone a disposición 40 direcciones IP para tales computadoras. Como ninguna IP es fija, cuando una computadora "entra" en la red, le es asignada una IP de esas 40 que no esté siendo usada por ninguna otra computadora. Es más o menos así que los proveedores de internet trabajan. Cada vez que te conectas a internet, tu proveedor le da a tu computadora una IP que esté libre. 

El método más usado para la distribución de IPs dinámicas es el protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

Convertir Bits en Números Decimales

Como sería casi imposible trabajar con direcciones de 32 bits, es necesario convertirlas en números decimales. En el proceso de conversión cada bit de un intervalo (8 bits) de una dirección IP, en caso de ser "1" tiene un valor de "2" elevado a la posición que ocupa ese bit en el octeto y luego se suman los resultados. Explicado parece medio engorroso pero con la tabla y los ejemplos se va a entender mejor.

Difusión (broadcast) y multidifusión (multicast).

El término difusión (broadcast) se refiere a todos los hosts de una red; multidifusión (multicast) se refiere a varios hosts (aquellos que se hayan suscrito dentro de un mismo grupo). Siguiendo esta misma terminología, en ocasiones se utiliza el término unidifusión para referirse a un único host.