¿Qué es una dirección IP?

Cada máquina de una red tiene un identificador único. Del mismo modo que se pone una dirección en una carta para enviarla por correo, los ordenadores utilizan ese identificador único para enviar datos a equipos concretos dentro de una red. La mayoría de las redes actuales, incluidos todos los ordenadores de Internet, utilizan el protocolo TCP/IP como estándar de comunicación en la red. En el protocolo TCP/IP, el identificador único de un ordenador se llama dirección IP.

Existen dos estándares de direcciones IP: IP versión 4 (IPv4) e IP versión 6 (IPv6). Todos los ordenadores con dirección IP tienen una dirección IPv4, y muchos están empezando a utilizar también el nuevo sistema de direcciones IPv6. Esto es lo que significan estos dos tipos de direcciones:

• IPv4 utiliza 32 bits binarios para crear una única dirección exclusiva en la red. Una dirección IPv4 se expresa mediante cuatro números separados por puntos. Cada número es la representación decimal (base 10) de un número binario (base 2) de ocho cifras, también llamado octeto. Por ejemplo: 216.27.61.137
• IPv6 utiliza 128 bits binarios para crear una única dirección exclusiva en la red. Una dirección IPv6 se expresa mediante ocho grupos de números hexadecimales (base 16) separados por dos puntos, como en 2001:cdba:0000:0000:0000:0000:3257:9652. Los grupos de números que contienen solo ceros suelen omitirse para ahorrar espacio, dejando un separador de dos puntos para marcar el hueco (como en 2001:cdba::3257:9652).

En los inicios del direccionamiento IPv4, Internet no era el gran fenómeno comercial que es hoy, y la mayoría de las redes eran privadas y estaban aisladas del resto de redes del mundo. Cuando Internet experimentó su gran expansión, disponer de solo 32 bits para identificar una dirección única en Internet hizo temer que se acabaran agotando las direcciones IP disponibles. Con IPv4 existen 2^32 combinaciones posibles, lo que ofrece algo menos de 4300 millones de direcciones únicas. IPv6 elevó esa cifra a unas tranquilizadoras 2^128 direcciones posibles. Más adelante veremos con más detalle cómo interpretar las direcciones IPv4 o IPv6 de tu ordenador.

¿Cómo obtiene tu ordenador su dirección IP? Una dirección IP puede ser dinámica o estática. Una dirección estática es aquella que configuras tú mismo editando los ajustes de red de tu ordenador. Este tipo de dirección es poco habitual, y puede generar problemas de red si se utiliza sin un buen conocimiento de TCP/IP. Las direcciones dinámicas son las más comunes. Se asignan mediante el protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), un servicio que se ejecuta en la red. DHCP suele funcionar en hardware de red como routers o servidores DHCP dedicados.

Las direcciones IP dinámicas se emiten mediante un sistema de concesión (leasing), lo que significa que la dirección IP solo está activa durante un tiempo limitado. Si la concesión caduca, el ordenador solicitará automáticamente una nueva. En algunos casos, esto implica que el ordenador reciba también una nueva dirección IP, especialmente si estuvo desconectado de la red entre una concesión y otra. Este proceso suele ser transparente para el usuario, salvo que el ordenador avise de un conflicto de dirección IP en la red (dos ordenadores con la misma dirección IP). Un conflicto de direcciones es poco frecuente, y la tecnología actual suele resolver el problema automáticamente.

Clases de IP

Antes hemos visto que las direcciones IPv4 representan cuatro números binarios de ocho cifras. Esto significa que cada número puede ir de 00000000 a 11111111 en binario, o de 0 a 255 en decimal (base 10). Es decir, de 0.0.0.0 a 255.255.255.255. Sin embargo, algunos números de ese rango están reservados para fines específicos en las redes TCP/IP. Estas reservas están reconocidas por la autoridad en materia de direccionamiento TCP/IP, la Internet Assigned Numbers Authority (IANA). Cuatro reservas específicas son las siguientes:

• 0.0.0.0 -- Representa la red predeterminada, el concepto abstracto de estar simplemente conectado a una red TCP/IP.
• 255.255.255.255 -- Esta dirección está reservada para las difusiones (broadcasts) de red, es decir, mensajes que deben llegar a todos los ordenadores de la red.
• 127.0.0.1 -- Se denomina dirección de loopback, y es la forma en que tu ordenador se identifica a sí mismo, tenga o no asignada una dirección IP.
• 169.254.0.1 a 169.254.255.254 -- Este es el rango de direcciones APIPA (Automatic Private IP Addressing), que se asignan automáticamente cuando un ordenador no consigue obtener una dirección de un servidor DHCP.

Las demás reservas de direcciones IP corresponden a clases de subred. Una subred es una red más pequeña de ordenadores conectados a una red mayor a través de un router. La subred puede tener su propio sistema de direccionamiento para que los ordenadores de la misma subred puedan comunicarse rápidamente sin enviar datos a través de la red más grande. Un router en una red TCP/IP, incluida Internet, está configurado para reconocer una o varias subredes y encaminar el tráfico de red de forma adecuada. Estas son las direcciones IP reservadas para subredes:

• 10.0.0.0 a 10.255.255.255 -- Está dentro del rango de direcciones de Clase A, de 1.0.0.0 a 127.0.0.0, en el que el primer bit es 0.
• 172.16.0.0 a 172.31.255.255 -- Está dentro del rango de direcciones de Clase B, de 128.0.0.0 a 191.255.0.0, en el que los dos primeros bits son 10.
• 192.168.0.0 a 192.168.255.255 -- Está dentro del rango de Clase C, de 192.0.0.0 a 223.255.255.0, en el que los tres primeros bits son 110.
• Multicast (antes llamada Clase D) -- Los cuatro primeros bits de la dirección son 1110, con direcciones que van de 224.0.0.0 a 239.255.255.255.
• Reservada para uso futuro/experimental (antes llamada Clase E) -- direcciones de 240.0.0.0 a 254.255.255.254.

Las tres primeras (dentro de las Clases A, B y C) son las más utilizadas para crear subredes. Más adelante veremos cómo una subred utiliza estas direcciones. La IANA ha definido usos específicos para las direcciones multicast en el documento RFC 5771 del Internet Engineering Task Force (IETF). Sin embargo, no ha establecido ningún propósito o plan futuro para las direcciones de Clase E desde que reservó ese bloque en su documento de 1989, el RFC 1112. Antes de la llegada de IPv6, en Internet se debatía mucho sobre si la IANA debería liberar la Clase E para uso general.

Direcciones de Internet y subredes

A continuación se muestra un ejemplo de dirección IP de subred que podrías tener en tu ordenador de casa si utilizas un router (inalámbrico o cableado) entre la conexión de tu ISP y tu ordenador:

• Dirección IP: 192.168.1.102
• Máscara de subred: 255.255.255.0
• Veinticuatro bits (tres octetos) reservados para la identidad de red
• Ocho bits (un octeto) reservados para los nodos
• Identidad de subred según la máscara de subred (primera dirección): 192.168.1.0
• Dirección de difusión reservada para la subred (última dirección): 192.168.1.255
• Ejemplos de direcciones en la misma red: 192.168.1.1, 192.168.1.103
• Ejemplos de direcciones que no están en la misma red: 192.168.2.1, 192.168.2.103

Además de reservar direcciones IP, la IANA también se encarga de asignar bloques de direcciones IP a determinadas entidades, normalmente organizaciones comerciales o gubernamentales. Tu proveedor de servicios de Internet (ISP) puede ser una de esas entidades, o puede formar parte de un bloque más grande controlado por una de ellas. Para que puedas conectarte a Internet, tu ISP te asignará una de esas direcciones. Puedes consultar la lista completa de asignaciones y reservas de la IANA para direcciones IPv4 aquí.

Si solo conectas un ordenador a Internet, ese ordenador puede usar la dirección proporcionada por tu ISP. Sin embargo, muchos hogares utilizan hoy en día routers para compartir una única conexión a Internet entre varios ordenadores. Los routers inalámbricos se han vuelto especialmente populares en los últimos años, ya que evitan la necesidad de tender cables de red entre habitaciones.

Si usas un router para compartir una conexión a Internet, el router obtiene la dirección IP asignada directamente por el ISP. A continuación, crea y gestiona una subred para todos los ordenadores conectados a ese router. Si la dirección de tu ordenador cae dentro de uno de los rangos de subred reservados mencionados anteriormente, significa que estás pasando por un router en lugar de conectarte directamente a Internet.

Las direcciones IP de una subred tienen dos partes: red y nodo. La parte de red identifica la propia subred. El nodo, también llamado host, es un equipo individual conectado a la red que necesita una dirección única. Cada ordenador sabe cómo separar las dos partes de la dirección IP utilizando una máscara de subred. Una máscara de subred se parece un poco a una dirección IP, pero en realidad es solo un filtro que se usa para determinar qué parte de una dirección IP designa la red y cuál el nodo.

Una máscara de subred consiste en una serie de bits 1 seguida de una serie de bits 0. Los bits 1 indican los que deben enmascarar los bits de red de la dirección IP, dejando visibles únicamente los que identifican un nodo único en esa red. En el estándar IPv4, las máscaras de subred más utilizadas tienen octetos completos de 1 y 0, de la siguiente manera:

• 255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000 = ocho bits para redes, 24 bits para nodos
• 255.255.0.0 = 11111111.11111111.00000000.00000000 = 16 bits para redes, 16 bits para nodos
• 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000 = 24 bits para redes, ocho bits para nodos

Las personas que configuran redes de gran tamaño determinan qué máscara de subred es la más adecuada según el número de subredes o nodos deseados. Para tener más subredes, se usan más bits para la red; para tener más nodos por subred, se usan más bits para los nodos. Esto puede implicar el uso de valores de máscara no estándar. Por ejemplo, si quieres usar 10 bits para redes y 22 para nodos, el valor de tu máscara de subred requeriría usar 11000000 en el segundo octeto, resultando en un valor de máscara de subred de 255.192.0.0.

Otro aspecto importante que hay que tener en cuenta sobre las direcciones IP en una subred es que la primera y la última dirección están reservadas. La primera dirección identifica la propia subred, y la última identifica la dirección de difusión para los sistemas de esa subred.