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El identificador utilizado en las redes basadas en TCP/IP para identificar a cada dispositivo conectado a la red es llamado dirección de internet o dirección IP.

Una dirección IP es una dirección de 32 bits que define de forma única y universal a un host o un ruteador a la red. La dirección IP es única en el sentido de que cada dirección define una y sólo una conexión a la red. Dos dispositivos en la red no pueden tener nunca la misma dirección al mismo tiempo. Las direcciones son universales en el sentido que el sistema de direccionamiento debe ser aceptado por cualquier host que quiera se conectado a la red.

Un protocolo como IPv4 que define direcciones tiene un espacio de direcciones. Un espacio de direcciones es el número total de direcciones usado por el protocolo. Si un protocolo usa b bits para definir una dirección, el espacio de direcciones es 2b por que cada uno de los bits puede tener dos valores diferentes (0 o 1). IPv4 usa direcciones de 32 bits, lo cual significa que el espacio de direccionamiento es 232 o 4,294,967,296.

Hay tres formas de notación para una dirección IP: Notación binaria (base 2) 11000000 10010010 01011100 00000101 Notación decimal con puntos (base 256) 192.146.92.5 Notación hexadecimal (base 16) 0xC0925C05

La más utilizada es la notación decimal.

Cuando las direcciones IP comenzaron a usarse, se usaba el concepto de clases. Esta arquitectura es llamada direccionamiento de clases.

A mediados de los 90, surge una nueva arquitectura llamada direccionamiento sin clases, la cual sustituyó a la arquitectura original.

En la arquitectura de direccionamiento sin clases, el espacio de direcciones IP es dividido en cinco clases: A, B, C, D y E. Cada clase ocupa alguna parte del espacio de direcciones.

Espacio de Direcciones Clase A: 31 Clase D: 28 6.25%

Clase B: 30 Clase E: 28 6.25%

12.5% 50% 25%

Clase C: 29

Se puede identificar la clase de la dirección con el primer bit de la dirección o con su valor decimal.

En el direccionamiento con clases, una dirección de clase A, B o C es dividida en netid (identificador de red) y hostid (identificador de host). Estos identificadores son variables dependiendo de la clase de la dirección.

Un problema con el direccionamiento con clases es que cada clase es dividida en un número fijo de bloques, donde cada bloque tiene un tamaño fijo. En la clase A solamente un byte define el netid y el bit más significativo debe ser 0, por lo que, esta clase es dividida en 27 bloques, es decir 128 bloques que pueden ser asignados a 128 organizaciones. Sin embargo, cada bloque en esta clase contiene 16,777,216 direcciones, lo cual significa que la organización debe ser suficientemente grande para usar todas estas direcciones. Muchas direcciones son perdidas en esta clase.

En la clase B dos bytes definen el netid y de estos los dos bits más significativos deben ser fijos (10), los siguientes 14 bits dan el número de bloques en esta clase. Por lo tanto, la clase B es dividida en 214 = 16 384 bloques que pueden ser asignadas a 16384 organizaciones. Cada bloque es esta clase contiene 65536 direcciones.

En la clase C tres bytes definen el netid y de estos los tres bits más significativos deben ser fijos (110), los siguientes 21 bits dan el número de bloques en esta clase. Por lo tanto, la clase C es dividida en 221 = 2,097152 bloques que pueden ser asignadas a 2,097152 organizaciones. Cada bloque de esta clase contiene 256 direcciones.

Hay solamente un bloque en la clase D. Esta diseñada para multidifusión. Cada dirección en esta clase es usada para definir un grupo de hosts en la red. Cuando a un grupo se le asigna una dirección en esta clase, cada host miembro del grupo tendrá una dirección de multidifusión además de su dirección IP normal.

Ejemplo. Se tiene una dirección de un bloque, la cual es 73.22.17.25. Encuentre el número de direcciones del bloque, la primera y la última dirección.

1.

Una dirección en un bloque esta dada por 180.8.17.9. Encuentra el número de direcciones del bloque, la primera y la última dirección.

2.

Una dirección en un bloque esta dada por 200.11.8.45. Encuentra el número de direcciones del bloque, la primera y la última dirección.

Los ruteadores en la red normalmente usan un algoritmo para extraer la dirección de red de la dirección destino de un paquete. Para hacer esto, se necesita una máscara de red. Una máscara de red o una máscara por defecto en un direccionamiento con clases es un número de 32 bits con los n bits más significativos (izquierda) colocados a 1 y los (32-n) bits menos significativos (derecha) colocados en cero.

Ya que n es diferente para cada clase, se tienen tres máscaras de red en el direccionamiento con clases.

Para extraer la dirección de red de la dirección destino de un paquetes, un ruteador usa una operación AND. Lo que da como resultado la dirección de red.

En ocasiones es necesario tener más de dos niveles de direccionamiento, por ejemplo: 1. Una organización que se le concedió un bloque en la clase

A o B, necesita dividir su gran red en varias subredes para una mejor seguridad y administración. 2. Ya que los bloques en las clases A y B están casi agotados

y los bloques en la clase C son más pequeños que las necesidades de la mayoría de las organizaciones, una organización que se le ha concedido un bloque en la clase A o B podrían dividir el bloque en sub-bloques más pequeños y compartirlos con otras organizaciones. La idea de dividir un bloque en bloques más pequeños se conoce como subnetting.

Cuando se divide una red en varias subredes, se necesita crear una máscara de subred para cada una de las subredes.

Cuando se divide una red en s número de subredes, cada uno con igual número de hosts, se puede calcular el identificador de subred (subnetid) para cada una de ellas como: nsub = n + log2 s

1.

Una red con una dirección IP clase B, se divide en cuatro subredes. Calcule la máscara de subred.

2.

Una red con una dirección IP clase A, se divide en ocho subredes. Calcule la máscara de subred.

Cuando una red es dividida en subredes, la primera dirección en la subred es el identificador de la subred y es utilizado por el ruteador para encaminar los paquetes que van dirigidos a esta subred. Dada cualquier dirección en la subred, el ruteador puede encontrar la máscara de subred usando el mismo procedimiento utilizado para encontrar la máscara de red. Si se tiene una dirección en una subred 141.14.120.77, la dirección de la subred es 141.14.64.0

Las subredes no siempre solucionan completamente el problema del agotamiento de direcciones IP en el direccionamiento con clases, porque la mayoría de las organizaciones no quiere compartir sus bloques concedidos con otros. Ya que los bloques de clase C estaban todavía disponibles, pero el tamaño de los bloques no cumple con el requerimiento de nuevas organizaciones que quieren unirse a Internet, una solución son las superredes.

En una superred, una organización puede combinar varios bloques de clase C para crear un rango amplio de direcciones. Es decir, varias redes son combinadas para crear la superred.

Una máscara de superred es el inverso de una máscara de red. Una máscara de superred para una clase C tiene menos 1 que los de la máscara de red para esta clase.

En una superred, el número de direcciones de clase C que pueden ser combinadas necesita ser una potencia de 2. La longitud del supernetid puede encontrarse usando la siguiente formula: nsuper = n - log2 C