IPv4

Una direccin IP es una etiqueta numrica que identifica, de manera lgica y jerrquica, a un interfaz (elemento de comunicacin/conexin) de un dispositivo (habitualmente una ordenador) dentro de una red que utilice el protocolo IP (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red del protocolo TCP/IP. Dicho nmero no se ha de confundir con la direccin MAC que es un identificador de 48bits para identificar de forma nica a la tarjeta de red y no depende del protocolo de conexin utilizado ni de la red. La direccin 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 (por ejemplo, con el protocolo DHCP), a esta forma de asignacin de direccin IP se denomina direccin IP dinmica (normalmente abreviado como IP dinmica).

ElInternet Protocol version 4 (IPv4) es la cuarta versin del protocoloInternet Protocol(IP), y la primera en ser implementada a gran escala. IPv4 usa direcciones de 32 bits, limitndola a = 4294967296 direcciones nicas, muchas de las cuales estn dedicadas a redes locales (LANs).Por el crecimiento enorme que ha tenido Internet (mucho ms de lo que esperaba, cuando se dise IPv4), combinado con el hecho de que hay desperdicio de direcciones en muchos casos (ver abajo), ya hace varios aos se vio queescaseaban las direcciones IPv4.

Funciones bsicas del protocolo IPDireccionamientoEsquema global de direccionamiento

Fragmentacin y reensamblaje de paquetesDivisin de paquetes en fragmentos de un tamao aceptable por la red

Encaminamiento de datagramas- Encaminado de paquetes atendiendo a informacin de tabla de rutas- La construccin de tablas de rutas puede ser: Manual (routing esttico) Mediante algn protocolo de routing dinmico: RIP, OSPF, BGP, etc.

Protocolo IP: Formato de Datagramas

Representacin de las direcciones

Cuando se escribe una direccinIPv4en cadenas, la notacin ms comn es ladecimal con puntos. Hay otras notaciones basadas sobre los valores de los octetos de la direccin IP.Utilizando como ejemplo:www.alcancelibre.orgque tiene como direccin IP 201.161.1.226 en la notacin decimal con puntos:

NotacinValorConversin desde decimal con puntos

Decimal con puntos201.161.1.226-

Hexadecimal con puntos0xC9.0xA1.0x01.0xE2Cada octeto de la direccin es convertido individualmente a hexadecimal.

Octal con puntos0311.0241.0001.0342Cada octeto es convertido individualmente a octal.

Binario con puntos11001001.10100001.00000001.11100010Cada octeto es convertido individualmente a binario

Hexadecimal0xC9A101E2Concatenacin de los octetos de hexadecimal con puntos.

Decimal3382772194La forma hexadecimal convertida a decimal.

Octal31150200742La forma hexadecimal convertida a octal.

Binario11001001101000010000000111100010La forma hexadecimal convertida a binario.

Las direcciones IP estn constituidos por dos partes: Una direccin de red(net) Una direccin local o de equipo (host)

Clases de IP Privadas

Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (8 bits red, 24 bits hosts) Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (16 bits red, 16 bits hosts) Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (24 bits red, 8 bits hosts)Para comprender las clases de direcciones IP, necesitamos entender que cada direccin IP consiste en 4octetosde 8bitscada uno.Existen 5 tipos de clases de IP, ms ciertas direcciones especiales:Red por defecto (default) - La direccin IP de 0.0.0.0 se utiliza para la red por defecto.

Clase A- Esta clase es para las redes muy grandes, tales como las de una gran compaa internacional. Del IP con un primer octeto a partir de 1 al 126 son parte de esta clase. Los otros tres octetos son usados para identificar cada anfitrin. Esto significa que hay 126 redes de la clase A con 16,777,214 (2^24 -2) posibles anfitriones para un total de 2,147,483,648 (2^31) direcciones nicas del IP. Las redes de la clase A totalizan la mitad de las direcciones disponibles totales del IP.En redes de la clase A, el valor del bit *(el primernmero binario) en el primer octeto es siempre 0.

Loopback- La direccin IP 127.0.0.1 se utiliza como la direccin delloopback. Esto significa que es utilizada por el ordenador husped para enviar un mensaje de nuevo a s mismo. Se utiliza comnmente para localizar averas y pruebas de la red.

Clase B- La clase B se utiliza para las redes de tamao mediano. Un buen ejemplo es uncampusgrande de la universidad. Las direcciones del IP con un primer octeto a partir del 128 al 191 son parte de esta clase. Las direcciones de la clase B tambin incluyen el segundo octeto como parte del identificador neto. Utilizan a los otros dos octetos para identificar cada anfitrin (host). Esto significa que hay 16,384 (2^14) redes de la clase B con 65,534 (2^16 -2) anfitriones posibles cada uno para un total de 1,073,741,824 (2^30) direcciones nicas del IP. Las redes de la clase B totalizan un cuarto de las direcciones disponibles totales del IP y tienen un primer bit con valor de 1 y un segundo bit con valor de 0 en el primer octeto.

Clase C- Las direcciones de la clase C se utilizan comnmente para los negocios pequeos a medianos de tamao. Las direcciones del IP con un primer octeto a partir del 192 al 223 son parte de esta clase. Las direcciones de la clase C tambin incluyen a segundos y terceros octetos como parte del identificador neto. Utilizan al ltimo octeto para identificar cada anfitrin. Esto significa que hay 2,097,152 (2^21) redes de la clase C con 254 (2^8 -2) anfitriones posibles cada uno para un total de 536,870,912 (2^29) direcciones nicas del IP. Las redes de la clase C totalizan un octavo de las direcciones disponibles totales del IP. Las redes de la clase C tienen un primer bit con valor de 1, segundo bit con valor de 1 y de un tercer bit con valor de 0 en el primer octeto.

Clase D- Utilizado para losmulticast, la clase D es levemente diferente de las primeras tres clases. Tiene un primer bit con valor de 1, segundo bit con valor de 1, tercer bit con valor de 1 y cuarto bit con valor de 0. Los otros 28 bits se utilizan para identificar el grupo de computadoras al que el mensaje del multicast est dirigido. La clase D totaliza 1/16ava (268,435,456 o 2^28) de las direcciones disponibles del IP.

Clase E- La clase E se utiliza para propsitos experimentales solamente. Como la clase D, es diferente de las primeras tres clases. Tiene un primer bit con valor de 1, segundo bit con valor de 1, tercer bit con valor de 1 y cuarto bit con valor de 1. Los otros 28 bits se utilizan para identificar el grupo de computadoras que el mensaje del multicast est dirigido. La clase E totaliza 1/16ava (268,435,456 o 2^28) de las direcciones disponibles del IP.

Encaminamiento

Funcin de ruteo

Se encarga de construir la tabla de ruteo. La tabla de ruteo puede ser esttica o dinmica. Para la actualizacin dinmica se utilizan protocolos de ruteo que intercambiando informacin entre los enrutadores de la red y utilizando algoritmos establecen el contenido de la tablaNormalmente, la actualizacin de la tabla se realiza peridicamente a intervalos del orden de decenas de segundos o ante la ocurrencia de cambiosLos protocolos de ruteo dinmico intercambian informacin entre equipos usando protocolos de capas superiores

Funcin de forwarding

Se encarga de encaminar los paquetes consultando a la tabla de ruteo. La consulta a la tabla de ruteo se realiza paquete a paquete. En la tabla de ruteo se indica para cada destino, el siguiente router (prximo salto) al que debe enviarse el paquete. Hay mecanismos para aumentar la performance de la funcin de forwarding usando por ejemplo un cach

Fragmentacin

Los paquetes IP se encapsulan en tramas de la capa de enlace de datos, las cuales tienen limitaciones de tamao mximo (MTU=maximum transfer unit). Las diferentes tecnologas de capa de enlace pueden tener diferentes MTU y por lo tanto puede requerirse fragmentacinPara manejar la fragmentacin y reensamblado de paquetes se utilizan campos especficos del encabezado IP. Independientemente del orden en que lleguen los fragmentos al destino, con el identificador y el offset se pueden reensamblar