Curso de Windows 2003 Server

El Protocolo Internet (IP) es la implementación más conocida  de un esquema de direccionamiento de red jerárquico: IP es el protocolo de red que usa Internet. A medida que la información fluye por las distintas capas del modelo OSI, los datos se encapsulan en cada capa. En la capa de red, los datos se encapsulan en paquetes (también denominados datagramas). IP determina la forma del encabezado del paquete IP (que incluye información de direccionamiento y otra información de control) pero no se ocupa de los datos en sí (acepta cualquier información que recibe desde las capas superiores). Es decir, se preocupa de llevar el contenido al destino gracias a su direccionamiento y los routers, pero no contiene datos en si.

¿Qué hay que hacer para conseguir una dirección IP? Está claro que las IP's de Internet siguen una lógica y que alguien debe encargarse de administrarlas: es una de las funciones que hace los proveedores de Internet. Así que podemos hablar con ellos y "comprar" 10 direcciones IP por ejemplo porque quiero publicar una serie de servidores en Internet. El proveedor se pone de acuerdo con la entidad superior que gestiona estas direcciones o le alquila unas de las que ya compró en su día este proveedor. Puedes utilizar la páginas web www.ripe.net para consultar las IP's que existen, te dará información de quien es el propietario y algunos datos mas: Arsys, Jazztel, ... Muy atento al siguiente concepto:

Los equipos van a tener dos identificaciones: un número de red y un número de equipo dentro de esa red. Es decir hay 20 direcciones de red y 100 equipos en cada dirección luego una posible nomenclatura sería 16.4 que hace referencia al equipo número 4 de la red 16. (físicamente puede ser una fábrica en Logroño por ejemplo)

El número de red de una dirección IP identifica la red a la cual se encuentra conectado un dispositivo. La porción host de una dirección IP identifica el dispositivo específico de esta red.  Como las direcciones IP están formadas por cuatro bytes separados por puntos, se pueden utilizar uno, dos o tres de estos bytes para identificar el número de red. De modo similar, se pueden utilizar hasta tres de estos bytes para identificar la parte de host de una dirección IP.

Hay tres clases de direcciones IP que una organización puede recibir de parte del proveedor de Internet: Clase A, B ó C que dependen del tamaño de la red, así las A soportan mas equipos que la B y C. En la actualidad, se reservan las direcciones Clase A para los gobiernos de todo el mundo (aunque en el pasado se le hayan otorgado a empresas de gran envergadura como Hewlett Packard) y las direcciones Clase B para las medianas empresas. Se otorgan direcciones Clase C para todos los demás solicitantes

Clase A

Cuando está escrito en formato binario, el primer bit (el bit que está ubicado más a la izquierda) de la dirección Clase A siempre es 0. Un ejemplo de una dirección IP Clase A es 124.95.44.15. El primer byte, 124, identifica el número de red. Los administradores internos de la red asignan los restantes valores. Una manera fácil de reconocer si un dispositivo forma parte de una red Clase A es verificar el primer byte de su dirección IP, cuyo valor debe estar entre 0 y 126.

Todas las direcciones IP Clase A utilizan solamente los primeros 8 bits para identificar la parte de red de la dirección. Los tres bytes restantes son para los equipos de la red. A cada una de las redes que utilizan una dirección IP Clase A se les pueden asignar hasta 2 elevado a la 24 potencia (2^24), o 16.777.214 direcciones IP posibles para los dispositivos que están conectados. Está claro que son organismos muy grandes para poder gestionar mas de 16 millones de ordenadores...

Clase B

Los primeros 2 bits de una dirección Clase B siempre son 10 (uno y cero). Un ejemplo de una dirección IP Clase B es 151.10.13.28. Los dos primeros bytes identifican el número de red. Los otros dos bytes son para numerar los equipos de la red. Una manera fácil de reconocer si un dispositivo forma parte de una red Clase B es verificar el primer byte de su dirección IP. Las direcciones IP Clase B siempre tienen valores que van del 128 al 191 en su primer byte.

Todas las direcciones IP Clase B utilizan los primeros 16 bits para identificar la parte de red de la dirección. Los dos bytes restantes de la dirección IP se encuentran reservados para la porción del host de la dirección. Cada red que usa un esquema de direccionamiento IP Clase B puede tener asignadas hasta 2 a la 16ta potencia (2^16) ó 65.534 direcciones IP posibles a dispositivos conectados a su red.

Clase C

Los 3 primeros bits de una dirección Clase C siempre son 110 (uno, uno y cero). Un ejemplo de dirección IP Clase C es 201.110.213.28. Los tres primeros bytes identifican el número de red. Una manera fácil de reconocer si un dispositivo forma parte de una red Clase C es verificar el primer bytes de su dirección IP. Las direcciones IP Clase C siempre tienen valores que van del 192 al 223 en su primer bytes.

Resumimos un poco...

Todas las direcciones IP Clase C utilizan los primeros 24 bits para identificar la porción de red de la dirección. Sólo se puede utilizar el último byte de una dirección IP Clase C para la parte de la dirección que corresponde al equipo. A cada una de las redes que utilizan una dirección IP Clase C se les pueden asignar hasta 28 (menos 2), o 254, direcciones IP posibles para los dispositivos que están conectados a la red

Así que para facilitar la administración los que diseñaron esto de las direcciones IP dividieron éstas en tres tipos. Unas pocas de clase A para los organismos mas importantes y grandes empresas, su formato es "número de red.numero de equipo.número de equipo.número de equipo". Sólo reserva un byte para definir el número de red lo que da sólo 254 redes de este tamaño. Eso si, como los otros tres bytes son para definir el equipo podemos definir 2^24 equipos--> que son mas de 16 millones de equipos.

Las clases B se usan para redes medianas:

Reserva 2^16 para definir el número de red y el resto para definir el número de equipo. Tenemos en total posibilidad de "direccionar" hasta 65.000 equipos.

Finalmente la de clase C:

Que define muchas mas pequeñas redes: hasta 2^24. Finalmente dedica hasta 2^8 valores, que son 254 para numerar los equipos. Suficiente para pequeñas empresas.

Las direcciones IP identifican un dispositivo en una red y la red a la cual se encuentra conectado. Para que sean más fáciles de recordar, las direcciones IP se escriben generalmente con notación decimal punteada. Por lo tanto, las direcciones IP se componen de 4 números decimales separados por puntos. Un ejemplo es la dirección 166.122.23.130. Recuerda que un número decimal es un número de base 10, del tipo que utilizamos diariamente.

Patrones de bit de la dirección IP:

Si nuestro ordenador deseara comunicarse con todos los dispositivos de una red, sería prácticamente imposible escribir la dirección IP para cada dispositivo. Se puede hacer el intento con dos direcciones separadas por guiones, que indica que se está haciendo referencia a todos los dispositivos dentro de un intervalo de números, pero esto también sería excesivamente complicado. Existe, sin embargo, un método abreviado.

Una dirección IP que contiene ceros en todos los bits de la parte del equipo se reserva para la dirección de red. Por lo tanto, como ejemplo de una red Clase A, 113.0.0.0 es la dirección IP de la red que contiene el equipo 113.1.2.3. Un router usa la dirección de red IP al enviar datos en Internet. Como ejemplo de una red Clase B, la dirección IP 176.10.0.0 es una dirección de red.

Los números decimales que completan los dos primeros bytes de una dirección de red Clase B se asignan y son números de red. Los últimos dos bytes tienen 0, estos 16 bits corresponden a los números de equipos y se utilizan para los dispositivos que están conectados a la red. La dirección IP en el ejemplo (176.10.0.0) se encuentra reservada para la dirección de red. Nunca se utilizará como dirección para un dispositivo conectado a ella.

Si desea enviar datos a todos los dispositivos de la red, necesita crear una dirección de broadcast. Un broadcast se produce cuando una fuente envía datos a todos los dispositivos de una red. Para garantizar que todos los dispositivos en una red presten atención a este broadcast, el origen debe utilizar una dirección IP destino que todos ellos puedan reconocer y captar. Las direcciones IP de broadcast contiene "unos" en toda la parte de la dirección que corresponde al host (el campo de host).

Para la red del ejemplo (176.10.0.0), donde los últimos 16 bits forman el campo del equipo (o la parte de la dirección que corresponde al equipo), el broadcast que se debe enviar a todos los dispositivos de esa red incluye una dirección destino 176.10.255.255 (ya que 255 es el valor decimal de un byte que es 11111111).

Luego si estamos en una red con esta dirección 192.168.0.0 que es una clase C donde el identificador de la red es 192.168.0.... y tiene hasta 254 equipos conectados (192.168.0.1 hasta 192.168.0.254) y queremos enviar una dato a todos los equipos a la vez lo haremos a la dirección de broadcast de esa red: 192.168.0.255

Por seguridad el tráfico dirigido a toda la red (broadcast) no se transmiten por los routers, así, si tengo dos redes de mi empresa Logroño y Barcelona conectadas mediante un router y hago una consulta por broadcast en la de Logroño esta petición no llega a la red de Barcelona porque este tipo de tráfico se limita. Pero... ¿es importante el broadcast? Pues si, es vital y te pongo un ejemplo: ¿cómo sabe un ordenador llamado A si existe otro llamado B? pues muy fácil hace una petición broadcast para ver si contesta alguno, si lo hace ya se comunican a través de sus direcciones IP y luego a través de sus direcciones físicas MAC.

Es importante comprender el significado de la parte de red de una dirección IP, su identificador de red. Los equipos en una red sólo pueden comunicarse directamente con dispositivos que tienen el mismo identificador de red. Es decir, si las direcciones de mi empresa son 220.168.0.1, 220.168.0.2 hasta 220.168.0.254 (un clase C con 254 equipos) y configuro otro equipo con 220.168.1.1 al ser una red distinta no se podrán comunicar. Son redes distintas porque los identificadores de red al ser clases C son: 220.168.0.x y 220.168.1.x Así que no pueden comunicar entre sí a menos que haya otro dispositivo que pueda efectuar una conexión entre las redes (nuestros famosos enrutadores).

Una dirección de broadcast es una dirección compuesta exclusivamente por números unos en el campo de host. Cuando se envía un paquete de broadcast en una red, todos los dispositivos de la red lo captan. Por ejemplo, en una red con un identificador 176.10.0.0, el mensaje de broadcast que llega a todos los hosts tendría la dirección 176.10.255.255.

Una dirección de broadcast es bastante similar al envío de correo masivo. El código postal dirige el correo hacia el área correspondiente, y la dirección de broadcast "Residente actual" vuelve a dirigir el correo hacia cada una de las direcciones. Una dirección IP de broadcast utiliza el mismo concepto. El número de red designa el segmento y el resto de la dirección le indica a cada host IP de esa red que éste es un mensaje de broadcast y que cada dispositivo debe prestar atención al mensaje. Todos los dispositivos en una red reconocen su propia dirección IP del host, así como la dirección de broadcast de la red.

Cada clase de red permite una cantidad fija de equipos. En una red Clase A, se asigna el primer bytes dejando los últimos tres bytes (24 bits) para que se asignen a los hosts. La cantidad máxima de equipos, en una red Clase A, es de 2^24 (menos 2: las direcciones reservadas de broadcast y de red), o 16.777.214 equipos.

En una red Clase B, se asignan los primeros dos bytes, dejando los últimos dos bytes (16 bits) para que se asignen a los equipos. La cantidad máxima de equipos en una red Clase B es de 2^16 (menos 2), o 65.534 equipos.

En una red Clase C se asignan los primeros tres bytes a su identificación. Queda un último bytes (8 bits) para asignar los equipos, así que la cantidad máxima de equipos es 28 (menos 2), o 254 equipos. 

Recuerda que la primera dirección en cada red está reservada para la dirección de red (o el número de red) y la última dirección en cada red está reservada para los broadcasts. Que pesado soy pero es que es muy importante tenerlo claro.