Para que dos sistemas se
comuniquen, se deben poder
identificar y localizar entre sí. Aunque las direcciones
de la Figura no son direcciones de red reales, representan el
concepto de
agrupamiento de las direcciones.
Este utiliza A o B para identificar la red y la
secuencia de números para identificar el host
individual.
Un computador
puede estar conectado a más de una red. En este caso, se le
debe asignar al sistema
más de una dirección. Cada dirección
identificará la conexión del computador a una red
diferente. No se suele decir que un dispositivo tiene una
dirección sino que cada uno de los puntos de
conexión (o interfaces) de dicho dispositivo tiene una
dirección en una red. Esto permite que otros computadores
localicen el dispositivo en una determinada red.
La combinación de letras (dirección de
red) y el número (dirección del host) crean una
dirección única para cada dispositivo conectado a
la red. Cada computador conectado a una red TCP/IP debe
recibir un identificador exclusivo o una dirección
IP. Esta
dirección, que opera en la Capa 3, permite que un
computador localice otro computador en la red.
Todos los computadores también cuentan con una
dirección física exclusiva,
conocida como dirección MAC. Estas son asignadas por el
fabricante de la tarjeta de interfaz de la red. Las direcciones
MAC operan en la Capa 2 del modelo
OSI.
Una dirección IP es una secuencia de unos y ceros
de 32 bits. La Figura muestra un
número de 32 bits de muestra.
Para que el uso de la dirección IP sea más
sencillo, en general, la dirección aparece escrita en
forma de cuatro números decimales separados por puntos.
Por ejemplo, la dirección IP de un computador es
192.168.1.2. Otro computador podría tener la
dirección 128.10.2.1. Esta forma de escribir una
dirección se conoce como formato decimal
punteado.
En esta notación, cada dirección IP se
escribe en cuatro partes separadas por puntos. Cada parte de la
dirección se conoce como octeto porque se compone de ocho
dígitos binarios.
Por ejemplo, la dirección IP 192.168.1.8
sería 11000000.10101000.00000001.00001000 en una
notación binaria. La notación decimal punteada es
un método
más sencillo de comprender que el método binario de
unos y ceros.
Esta notación decimal punteada también
evita que se produzca una gran cantidad de errores por
transposición, que sí se produciría si
sólo se utilizaran números binarios. El uso de
decimales separados por puntos permite una mejor
comprensión de los patrones numéricos.
Tanto los números binarios como los decimales de
la Figura representan a los mismos valores, pero
resulta más sencillo apreciar la notación decimal
punteada.
Este es uno de los problemas
frecuentes que se encuentran al trabajar directamente con
números binarios. Las largas cadenas de unos y ceros que
se repiten hacen que sea más probable que se produzcan
errores de transposición y omisión.
Resulta más sencillo observar la relación
entre los números 192.168.1.8 y 192.168.1.9, mientras que
11000000.10101000.00000001.00001000 y
11000000.10101000.00000001.00001001 no son
fáciles de reconocer. Al observar los binarios, resulta
casi imposible apreciar que son números
consecutivos.
Un Router
envía los paquetes desde la red origen a la red destino
utilizando el protocolo IP. Los
paquetes deben incluir un identificador tanto para la red origen
como para la red destino.
Utilizando la dirección IP de una red destino, un
Router puede enviar un paquete a la red correcta. Cuando un
paquete llega a un Router conectado a la red destino, este
utiliza la dirección IP para localizar el computador en
particular conectado a la red.
Este sistema funciona de la misma forma que un sistema
nacional de correo. Cuando se envía una carta, primero
debe enviarse a la oficina de
correos de la ciudad destino, utilizando el código
postal. Dicha oficina debe entonces localizar el destino final en
la misma ciudad utilizando el domicilio. Es un proceso de dos
pasos.
De igual manera, cada dirección IP consta de dos
partes. Una parte identifica la red donde se conecta el sistema y
la segunda identifica el sistema en particular de esa
red.
Como muestra la Figura, cada octeto varía de 0 a
255. Cada uno de los octetos se divide en 256 subgrupos y
éstos, a su vez, se dividen en otros 256 subgrupos con 256
direcciones cada uno. Al referirse a una dirección de
grupo
inmediatamente arriba de un grupo en la jerarquía, se
puede hacer referencia a todos los grupos que se
ramifican a partir de dicha dirección como si fueran una
sola unidad.
Este tipo de dirección recibe el nombre de
dirección jerárquica porque contiene diferentes
niveles. Una dirección IP combina estos dos
identificadores en un solo número. Este número debe
ser un número exclusivo, porque las direcciones repetidas
harían imposible el enrutamiento.
La primera parte identifica la dirección de la
red del sistema. La segunda parte, la parte del host, identifica
qué máquina en particular de la red.
Las direcciones IP se dividen en clases para definir las
redes de
tamaño pequeño, mediano y grande. Las direcciones
Clase A se
asignan a las redes de mayor tamaño. Las direcciones Clase
B se utilizan para las redes de tamaño medio y las de
Clase C para redes pequeñas.
El primer paso para determinar qué parte de la
dirección identifica la red y qué parte identifica
el host es identificar la clase de dirección
IP.
DIRECCIONES IP CLASE A, B, C, D, Y E
Para adaptarse a redes de distintos tamaños y
para ayudar a clasificarlas, las direcciones IP se dividen en
grupos llamados clases.
Esto se conoce como direccionamiento classful. Cada
dirección IP completa de 32 bits se divide en la parte de
la red y parte del host.
Un bit o una secuencia de bits al inicio de cada
dirección determinan su clase. Son cinco las clases de
direcciones IP como muestra la Figura
La dirección Clase A se diseñó para
admitir redes de tamaño extremadamente grande, de
más de 16 millones de direcciones de host
disponibles.
Las direcciones IP Clase A utilizan sólo el
primer octeto para indicar la dirección de la red. Los
tres octetos restantes son para las direcciones host.
El primer bit de la dirección Clase A siempre es
0. Con dicho primer bit, que es un 0, el menor número que
se puede representar es 00000000, 0 decimal.
El valor
más alto que se puede representar es 01111111, 127
decimal. Estos números 0 y 127 quedan reservados y no se
pueden utilizar como direcciones de red. Cualquier
dirección que comience con un valor entre 1 y 126 en el
primer octeto es una dirección Clase A.
La red 127.0.0.0 se reserva para las pruebas de
loopback. Los Routers o las máquinas
locales pueden utilizar esta dirección para enviar
paquetes nuevamente hacia ellos mismos. Por lo tanto, no se puede
asignar este número a una red.
La dirección Clase B se diseñó para
cumplir las necesidades de redes de tamaño moderado a
grande. Una dirección IP Clase B utiliza los primeros dos
de los cuatro octetos para indicar la dirección de la red.
Los dos octetos restantes especifican las direcciones del
host.
Los primeros dos bits del primer octeto de la
dirección Clase B siempre son 10. Los seis bits restantes
pueden poblarse con unos o ceros. Por lo tanto, el menor
número que puede representarse en una dirección
Clase B es 10000000, 128 decimal. El número más
alto que puede representarse es 10111111, 191 decimal. Cualquier
dirección que comience con un valor entre 128 y 191 en el
primer octeto es una dirección Clase B.
El espacio de direccionamiento Clase C es el que se
utiliza más frecuentemente en las clases de direcciones
originales. Este espacio de direccionamiento tiene el
propósito de admitir redes pequeñas con un
máximo de 254 hosts.
Una dirección Clase C comienza con el binario
110. Por lo tanto, el menor número que puede representarse
es 11000000, 192 decimal. El número más alto que
puede representarse es 11011111, 223 decimal. Si una
dirección contiene un número entre 192 y 223 en el
primer octeto, es una dirección de Clase C.
La dirección Clase D se creó para permitir
multicast en una dirección IP. Una dirección
multicast es una dirección exclusiva de red que dirige los
paquetes con esa dirección destino hacia grupos
predefinidos de direcciones IP. Por lo tanto, una sola
estación puede transmitir de forma simultánea una
sola corriente de datos a
múltiples receptores.
El espacio de direccionamiento Clase D, en forma similar
a otros espacios de direccionamiento, se encuentra limitado
matemáticamente. Los primeros cuatro bits de una
dirección Clase D deben ser 1110. Por lo tanto, el primer
rango de octeto para las direcciones Clase D es 11100000 a
11101111, o 224 a 239. Una dirección IP que comienza con
un valor entre 224 y 239 en el primer octeto es una
dirección Clase D.
Se ha definido una dirección Clase E. Sin
embargo, la Fuerza de
tareas de ingeniería de Internet (IETF) ha reservado
estas direcciones para su propia investigación. Por lo tanto, no se han
emitido direcciones Clase E para ser utilizadas en Internet. Los
primeros cuatro bits de una dirección Clase E siempre son
1s. Por lo tanto, el rango del primer octeto para las direcciones
Clase E es 11110000 a 11111111, o 240 a 255.
INTRODUCCIÓN
A LA DIVISIÓN EN SUBREDES
La división en subredes es otro
método para administrar las direcciones IP. Este
método, que consiste en dividir las clases de direcciones
de red completas en partes de menor tamaño, ha evitado el
completo agotamiento de las direcciones IP.
Resulta imposible hablar sobre el TCP/IP sin mencionar
la división en subredes. Como administrador de
sistemas, es importante comprender que la división en
subredes constituye un medio para dividir e identificar las redes
individuales en toda la LAN. No
siempre es necesario subdividir una red pequeña. Sin
embargo, en el caso de redes grandes a muy grandes, la
división en subredes es necesario.
Dividir una red en subredes significa utilizar una
máscara de subred para dividir la red y convertir una gran
red en segmentos más pequeños, más
eficientes y administrables o subredes. Un ejemplo sería
el sistema telefónico de los EE.UU. que se divide en
códigos de área, códigos de intercambio y
números locales.
El administrador del sistema debe resolver estos
problemas al agregar y expandir la red. Es importante saber
cuántas subredes o redes son necesarias y cuántos
hosts se requerirán en cada red. Con la división en
subredes, la red no está limitada a las máscaras de
red por defecto Clase A, B o C y se da una mayor flexibilidad en
el diseño
de la red.
Las direcciones de subredes incluyen la porción
de red más el campo de subred y el campo de host. El campo
de subred y el campo de host se crean a partir de la
porción de host original de la red entera. La capacidad
para decidir cómo se divide la porción de host
original en los nuevos campos de subred y de host ofrece
flexibilidad en el direccionamiento al administrador de
red.
Para crear una dirección de subred, un
administrador de red pide prestados bits del campo de host y los
designa como campo de subred.
El número mínimo de bits que se puede
pedir es dos. Al crear una subred, donde se solicita un
sólo bit, el número de la red suele ser red .0. El
número de broadcast entonces sería la red .255. El
número máximo de bits que se puede pedir prestado
puede ser cualquier número que deje por lo menos 2 bits
restantes para el número de host.
CÓMO OBTENER UNA
DIRECCIÓN IP?
Un host de red necesita obtener una dirección
exclusiva a nivel global para poder funcionar en Internet. La
dirección MAC o física que posee el host
sólo tiene alcance local, para identificar el host dentro
de la red del área local. Como es una dirección de
Capa 2, el Router no la utiliza para realizar transmisiones fuera
de la LAN.
Las direcciones IP son las direcciones que más
frecuentemente se utilizan en las comunicaciones
en la Internet. Este protocolo es un esquema de direccionamiento
jerárquico que permite que las direcciones individuales se
asocien en forma conjunta y sean tratadas como grupos. Estos
grupos de direcciones posibilitan una eficiente transferencia de
datos a través de la Internet.
Los administradores de redes utilizan dos métodos
para asignar las direcciones IP. Estos métodos son el
estático y el dinámico.
Más adelante, en esta lección, se
tratará el direccionamiento estático y las tres
variantes del direccionamiento dinámico.
Independientemente del esquema de direccionamiento elegido, no es
posible tener dos interfaces con la misma dirección IP.
Dos hosts con la misma dirección IP pueden generar
conflictos que
hacen que ambos no puedan operar correctamente. Como muestra la
Figura, los hosts tienen una dirección física ya
que cuentan con una tarjeta de interfaz de red que les permite
conectarse al medio físico.
EDSEL ENRIQUE URUEÑA
LEÓN
ING. ELECTRÓNICO
ESPECIALISTA EN REDES Y TELECOMUNICACIONES
MANTENIMIENTO DE HARDWARE
2005.