Dirección IP

Una dirección IP es una etiqueta numérica que identifica de manera lógica y jerárquica, a una interfaz de un dispositivo dentro de una red que utilice el protocolo IP, que corresponde al nivel de red del Modelo OSI. Dicho número no se ha de confundir con la dirección MAC, que es un identificador de 48 bits para identificar de forma única la tarjeta de red y no depende del protocolo de conexión utilizado ni de la de red. La dirección IP puede cambiar muy a menudo por cambios en la red o porque el dispositivo encargado dentro de la red de asignar las direcciones IP decida asignar otra IP.
A esta forma de asignar otra IP se denomina también dirección IP dinámica.

Las computadoras se conectan entre sí mediante sus respectivas direcciones IP. Sin embargo, a los seres humanos nos es más como utilizar otra notación más fácil de recordar, como los nombres de dominio, la traducción entre unos y otros ser resuelve mediante los servidores de nombres de dominio DNS y el resto de las personas no se enterarán, ya que seguirán accediendo por el nombre de dominio.

Direcciones IPv4
Las direcciones IPv4 se expresan por un número binario de 32 bits, permitiendo un espacio de direcciones de hasta 4.294.967.296 (2^32) direcciones posibles. Las direcciones IP se pueden expresar como números de notación decimal: se dividen los 32 bits de la dirección en cuatro octetos. El valor decimal de cada octeto está comprendido en el intervalo de 0 a 255 [el número binario de 8 bits más alto es 11111111 y esos bits, de derecha a izquierda, tienen valores decimales de 1,2,4,8,16,32,56 y 128, lo que suma 255].

En la expresión de direcciones IPv4 en decimal se separa cada octeto por un carácter único ".". Cada uno de estos octetos puede estar comprendido entre 0 y 255.

• Un ejemplo de representación de direccionamiento IPv4: 10.128.1.253

En las primeras etapas del desarrollo del Protocolo de Internet, los administradores de Internet interpretan las direcciones IP en dos partes, los primeros 8 bits para designar la dirección de red y el resto para visualizar la computadora dentro de la red.

Éste método pronto probó ser inadecuado, cuando se comenzaron a agregar nuevas redes a las ya asignadas. En 1981 el direccionamiento Internet fue revisao y se introdujo la arquitectura de clases.

En esta arquitectura hay tres clases de direcciones IP que una organización puede recibir de parte de la Internet Corpration for Assigned Names and Numbers (ICANN): clase A, clase B y clase C.

• En una red de clase A, se asignan el primer octeto para identificar la red, reservando los tres últimos octetos (24 bits) para que sean asignados a los host, de modo que la cantidad máxima de hosts es 2^24 - 2 y de red, es decir, 16777214 hosts.
• En una red de clase B, se asignan los dos primeros octetos para identificar la red, reservando los dos octetos finales (16 bits) para que sean asignados a los hosts,  de modo que la cantidad máxima de hosts por cada red es de 2^16 - 2, o 65534 hosts.
• En una red de clase C, se asignan los tres primeros octetos para identificar la red, resevando el octeto final (8 bits) para que sea asignado a los hosts, de modo que la cantidad máxima de hosts por cada red es de 2^8 - 2, o 254 hosts.

El diseño de redes de clases sirvió durante la expansión de Internet, sin embargo este diseño no era escalable y frente a una gran expansión de las redes en la década de los noventa, el sistema de espacio de direcciones de clases fue reemplazado por una arquitectura de redes sin clases Classless Inter-Domain Routing (CIDR) en el año 1993. CIDR está basada en redes de longuitud de máscara de subred variable que permite asignar redes de longitud de prefijo arbitrario. Permitiendo una distribución de direcciones más fina y granulada, calculando las direcciones necesarias y "dependiendo" de las mínimas posibles.

Direcciones privadas
Existen ciertas direcciones en cada clase de dirección IP que no están asignadas y que se denominan direcciones privadas. Estas direcciones pueden ser utilizadas por los hosts que usan traducción de dirección de red (NAT) para conectarse a una red pública o por los hosts que no se conectan a Internet. En una misma red no pueden existir dos direcciones iguales, pero sí pueden repetir dos redes privadas que no tengan conexión entre sí o que se conecten mediante el protocolo NAT. Las direcciones privadas son:

• Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (8 bits red, 24 bits hots)
• Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (16 bits red, 16 bits host). 16 redes de clase B contiguas, uso en universidades y grandes compañias.
• Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (24 bits red, 8 bits host) 256 redes clase C continuas, uso de compañías y pequeños proveedores de Internet (ISP).

Muchas aplicaciones requieren conectividad dentro de una sola red, y no necesitan conectividad externa. En las redes de gran tamaño a menudo se usan TCP/IP. Por ejemplo, los bancos que pueden utilizar TCP/IP para conectar los cajeros automáticos que no se conectan a la red pública, de manera que las direcciones privadas son ideales para estas circunstancias. Las direcciones privadas también se pueden utilizar en una red en la que no hay suficientes direcciones públicas disponibles.

Las direcciones privadas se pueden utilizar junto con un servidor de traducción de direcciones de red (NAT) para suministrar conectividad a todos los hosts de una red que tiene relativamente pocas direcciones públicas disponibles. Según lo acordado, cualquier tráfico que posea una dirección destino dentro de uno de los intervalos de direcciones privadas no se enrutará a través de Internet.

Máscara de subred
La máscara permite distinguir los bits que identifica la red y los que identifica el host de una dirección IP. Dada la dirección de clase A 10.2.1.2 sabemos que pertenece a la red 10.0.0.0 y el host al que se refiere es el 2.1.2 dentro de la misma. La máscara se forma poniendo a 1 los bits que identifica la red y a 0 los bits que identifica el host. De sta forma una dirección de clase A tendrá como máscara 255.0.0.0. Los dispositivos de red realizan un AND entre la dirección IP y la máscara para obtener la dirección de red a la que pertenece el host identificado por la dirección IP dada. Por ejemplo, un router necesita saber cuál es la red a la que pertenece la dirección IP del datagrama destino para poder consultar la interfaz de salida. Para esto necesita tener cables directos. La 10.2.1.2/8 donde el /8 inica que los 8 bits más significativos de máscara están destinados a redes, es decir, /8 = 255.0.0.0. Analógicamente (/16 = 255.255.0.0) y (/24 = 255.255.255.0).

Creación de subredes
El espacio de direcciones de una red puede ser subdividido a su vez creando subredes autónomas separadas. Un ejemplo de uso es cuando necesitamos agrupar todos los empleados pertenecientes a un departamento de una empresa. En este caso crearíamos una subred que englobará las direcciones IP de éstos. PAra conseguirlo hay que reservar bits del campo host para identificar la subred estableciendo a uno los bits de red-subred en la máscara. Por ejemplo la dirección 172.16.1.1 con máscara 255.255.255.0 nos indica que los dos primeros octetos identifica la red (por ser una dirección de clase B), el tercer octeto identifica la subred (a 1 los bits en la máscara) y el cuarto identifica el host (a 0 los bits correspondientes dentro de la máscara).
Hay dos direcciones de cada subred que quedan reservadas: aquella que identifica la subred (campo host a 0) y la dirección para realizar broadcast en la subred (todos los bits del campo host en 1).

IP dinámica
Una dirección IP dinámica es una IP asiganada mediante un servidor DHCP al usuario. La IP que se obtiene tiene una duración máxima determinada. El servidor DHCP provee parámetros de configuración específicos para cada cliente que desee participar en la red IP. Entre estos parámetros se encuentra la dirección IP del cliente.
DHCP apareció como protocolo estándar en octubre del 1993. El estándar RFC 2131 especifica la última definición de DHCP. DHCP sustituye al protocolo BOOTP, que es más antigua. Debid a la compatibilidad retroactiva de DHCP, muy pocas redes continúan usando BOOTP puro.
Las direccones IP dinámicas son las que actualmente ofrecen la mayoría de operadores. El servidor DHCP puede ser configurado para que renueve las direcciones asignadas cada tiempo determinado.

IP fija
Una dirección IP fija es una dirección IP asiganada por el usuario de manera manual, o por el servidor de la red con base en la Dirección MAC del cliente. Muchas personas confunden IP Fija con IP pública en IP dinámica con IP privada.
Una IP puede ser privada ya sea dinámica o fija como puede ser pública dinámica o fija.
Una Ip pública se utiliza generalmente para montar servidores en Internet y necesariamente se desea que la IP no cambie. Por eso IP pública se la configura, habitualmente, de manera fija y no dinámica.
En el caso de la IP privada es, generalmente, dinámica y está asignada por un servidor DHCP, pero en algunos casos se configura IP privada fija para poder controlar el acceso a internet o a la red local, otorgando ciertos privileigios dependiendo del número de IP que tenemos. Si esta cambiara sería más complicado controlar estos privilegios.

Direcciones IPv6
La  función de la dirección IPv6 es exactamente la misma que la de su predecesor IPv4, pero dentro del protocolo IPv6. Está compuesto por 128 bits y se expresa en una notación hexadecimal de 32 digitos. IPv6 permite actualmente que cada persona en la Tierra tenga asignados varios millones de IPs, ya que puede implementar con 2^128. La ventaja con respecto a la dirección IPv4 es obvia en cuanto a su capacidad de direccionamiento.

Su representación suele ser hexadecimal de 32 digitos. IPv6 permite actualmente que cada persona en la Tierra tenga asignados varios millones IPs, ya que puede implemetarse con 2^128. La ventaja con respecto a la dirección IPv4 es obvia en cuanto a su capacidad de direccionamiento.

Su representación suele ser hexadecimal y para la separación de cada par de octetos se emplea el simbolo ".". Un bloque abarca desde 0000 hasta FFFF. Algunas reglas de notación acerca de la representación de direcciones IPv6 son:

• Los ceros iniciales se pueden obviar.

Ejemplo: 2001:0123:0004:00ab:0cde:3403:0001:0063 --> 2001:123:4:ab:cde:3403:1:63

• Los bloques contiguos de ceros se pueden comprimir empleando "::".

Esta operación solo se puede hacer una vez.
Ejemplo: 2001:0:0:0:0:0:0:4 --> 2001::4

Ejemplo no valido: 2001:0:0:0:2:0:0:1 (debería ser 2001::2:0:0:1 o 2001:0:0:0:2::1).