Tipos de Direcciones IPv4

Tipos Direcciones IP
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Resumen

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1. Direcciones IPv4 públicas y privadas

Del mismo modo que hay diferentes formas de transmitir un paquete IPv4, también hay diferentes tipos de direcciones IPv4. Algunas direcciones IPv4 no se pueden usar para salir a Internet, y otras se asignan específicamente para enrutar a Internet. Algunos se utilizan para verificar una conexión y otros se autoasignan. Como administrador de red, eventualmente te familiarizarás con los tipos de direcciones IPv4, pero por ahora, al menos debes saber qué son y cuándo usarlas.

Las direcciones IPv4 públicas son direcciones que se enrutan globalmente entre routers de proveedores de servicios de Internet (ISP). Sin embargo, no todas las direcciones IPv4 disponibles se pueden usar en Internet. Hay bloques de direcciones llamadas direcciones privadas que la mayoría de las organizaciones utilizan para asignar direcciones IPv4 a hosts internos.

A mediados de la década de 1990, con la introducción de la World Wide Web (WWW), se introdujeron las direcciones IPv4 privadas debido al agotamiento del espacio de direcciones IPv4. Las direcciones IPv4 privadas no son únicas y pueden usarse internamente dentro de cualquier red.


Nota: La solución a largo plazo para el agotamiento de la dirección IPv4 fue IPv6.

Los bloques de direcciones privadas

Dirección de red y prefijoRFC 1918 – Rango de direcciones privadas
10.0.0.0/810.0.0.0 – 10.255.255.255
172.16.0.0/12172.16.0.0 – 172.31.255.255
192.168.0.0/16192.168.0.0 – 192.168.255.255

Nota: Las direcciones privadas se definen en RFC 1918 y, a veces, se denominan espacio de direcciones RFC 1918.

2. Enrutamiento a Internet

La mayoría de las redes internas, desde grandes empresas hasta redes domésticas, usan direcciones IPv4 privadas para direccionar todos los dispositivos internos (intranet), incluidos hosts y routers. Sin embargo, las direcciones privadas no son globalmente enrutables.

En la imagen, las redes de clientes 1, 2 y 3 envían paquetes fuera de sus redes internas. Estos paquetes tienen una dirección IPv4 de origen que es una dirección privada y una dirección IPv4 de destino que es pública (globalmente enrutable). Los paquetes con una dirección privada deben filtrarse (descartarse) o traducirse a una dirección pública antes de reenviar el paquete a un ISP.

Direcciones IPv4 privadas y traducción de direcciones de red (NAT)

Enrutamiento a Internet

Enrutamiento a Internet

El diagrama es una topología de red con tres redes, cada una conectada a un Router ISP diferente. Los routers ISP realizan NAT entre cada red e Internet.

Antes de que el ISP pueda reenviar este paquete, debe traducir la dirección IPv4 de origen, que es una dirección privada, a una dirección IPv4 pública mediante la traducción de direcciones de red (NAT). NAT se utiliza para traducir entre direcciones IPv4 privadas y públicas IPv4. Esto generalmente se realiza en el Router que conecta la red interna a la red ISP. Las direcciones IPv4 privadas en la intranet de la organización se traducirán a direcciones IPv4 públicas antes de enrutarlas a Internet.

Nota: Aunque un dispositivo con una dirección IPv4 privada no es accesible directamente desde otro dispositivo a través de Internet, el IETF no considera las direcciones IPv4 privadas o NAT como medidas de seguridad efectivas.

Las organizaciones que tienen recursos disponibles en Internet, como un servidor web, también tendrán dispositivos que tengan direcciones IPv4 públicas. Como se muestra en la imagen, esta parte de la red se conoce como DMZ (zona desmilitarizada). El Router en la imagen no solo realiza el enrutamiento, también realiza NAT y actúa como un firewall para la seguridad.

Router y DMZ

Router y DMZ

Nota: Las direcciones IPv4 privadas se usan comúnmente con fines educativos en lugar de usar una dirección IPv4 pública que probablemente pertenezca a una organización.

3. Direcciones IPv4 de uso Especial

Hay ciertas direcciones, como la dirección de red y la dirección de difusión/broadcast, que no se pueden asignar a los hosts. También hay direcciones especiales que se pueden asignar a los hosts, pero con restricciones sobre cómo esos hosts pueden interactuar dentro de la red.

Direcciones de bucle invertido (Loopback)

Las direcciones de bucle invertido (127.0.0.0/8 o 127.0.0.1 a 127.255.255.254) se identifican más comúnmente como solo 127.0.0.1, estas son direcciones especiales utilizadas por un host para dirigir el tráfico hacia sí mismo. Por ejemplo, se puede usar en un host para probar si la configuración TCP/IP está operativa, como se muestra en la imagen. Observe cómo la dirección de bucle invertido 127.0.0.1 responde al comando ping. También ten en cuenta cómo cualquier dirección dentro de este bloque volverá en bucle al host local, que se muestra con el segundo ping en la imagen.

Ping a interface Loopback

Ping a interface Loopback

Direcciones Link-Local

Las direcciones locales de enlace (169.254.0.0/16 o 169.254.0.1 a 169.254.255.254) se conocen más comúnmente como direcciones de direccionamiento IP privado automático (APIPA) o direcciones autoasignadas. Los utiliza un cliente DHCP de Windows para autoconfigurarse en caso de que no haya servidores DHCP disponibles. Las direcciones locales de enlace se pueden usar en una conexión punto a punto, pero no se usan comúnmente para este propósito.

4. Direccionamiento con Clase Heredado

En 1981, las direcciones IPv4 se asignaron usando classful direccionamiento como se define en RFC 790, Assigned Numbers. A los clientes se les asignó una dirección de red basada en una de tres clases, A, B o C. El RFC dividió los rangos de unidifusión en clases específicas de la siguiente manera:

  • Clase A (0.0.0.0/8 a 127.0.0.0/8): diseñado para admitir redes extremadamente grandes con más de 16 millones de direcciones de host. La clase A utilizó un prefijo fijo /8 con el primer octeto para indicar la dirección de red y los tres octetos restantes para las direcciones de host (más de 16 millones de direcciones de host por red).
  • Clase B (128.0.0.0/16 – 191.255.0.0/16): diseñado para satisfacer las necesidades de redes de tamaño moderado a grande con hasta aproximadamente 65,000 direcciones de host. La clase B usó un prefijo fijo /16 con los dos octetos de orden superior para indicar la dirección de red y los dos octetos restantes para las direcciones de host (más de 65,000 direcciones de host por red).
  • Clase C (192.0.0.0/24 – 223.255.255.0/24): diseñado para admitir redes pequeñas con un máximo de 254 hosts. La clase C utilizó un prefijo fijo /24 con los primeros tres octetos para indicar la red y el octeto restante para las direcciones de host (solo 254 direcciones de host por red).

Nota: También hay un bloque de multidifusión de clase D que consta de 224.0.0.0 a 239.0.0.0 y un bloque de dirección experimental de clase E que consta de 240.0.0.0 – 255.0.0.0.

En ese momento, con un número limitado de computadoras que usaban Internet, el direccionamiento con clase era un medio eficaz para asignar direcciones. Como se muestra en la imagen, las redes de Clase A y B tienen una gran cantidad de direcciones de host y la Clase C tiene muy pocas. Las redes de clase A representaron el 50% de las redes IPv4. Esto provocó que la mayoría de las direcciones IPv4 disponibles no se usaran.

Resumen de direccionamiento con clase

Resumen direccionamiento con clase

Resumen direccionamiento con clase

El diagrama es un gráfico circular que muestra el porcentaje de direccionamiento IPv4 de Clase A, B, C, D y E con el número total de redes y hosts por redes de clase A, B y C. Los porcentajes son: clase A = 50%, clase B = 25%, clase C = 12.5% ​​y clase D y E = 12.5%. Para el número total de redes y el número total de hosts por red: clase A = 128 redes con 16,777,214 hosts totales por red; clase B = 16,384 redes con 65,534 hosts totales por red; y clase C = 2,097,152 redes con 254 hosts totales por red.

A mediados de la década de 1990, con la introducción de la World Wide Web (WWW), el direccionamiento con clase se desaprobó para asignar de manera más eficiente el espacio limitado de direcciones IPv4. La asignación de direcciones con clase se reemplazó por el direccionamiento sin clase, que se usa hoy en día. El direccionamiento sin clase ignora las reglas de las clases (A, B, C). Las direcciones de red IPv4 públicas (direcciones de red y máscaras de subred) se asignan en función del número de direcciones que pueden justificarse.

5. Asignación de direcciones IP

Las direcciones IPv4 públicas son direcciones que se enrutan globalmente a través de Internet. Las direcciones IPv4 públicas deben ser únicas.

Las direcciones IPv4 e IPv6 son administradas por la Autoridad de Números Asignados de Internet (IANA). La IANA administra y asigna bloques de direcciones IP a los Registros Regionales de Internet (RIR). Los cinco RIR se muestran en la imagen.

Registros Regionales de Internet

Registros Regionales de Internet

Los RIR son responsables de asignar direcciones IP a los ISP que proporcionan bloques de direcciones IPv4 a organizaciones e ISP más pequeños. Las organizaciones también pueden obtener sus direcciones directamente de un RIR (sujeto a las políticas de ese RIR).

Registros Regionales de Internet

  • AfriNIC (African Network Information Centre) – Región de África
  • APNIC (Asia Pacific Network Information Centre) – Región Asia/Pacífico
  • ARIN (American Registry for Internet Numbers) – Región de América del Norte
  • LACNIC (Regional Latin-American and Caribbean IP Address Registry) – América Latina y algunas islas del Caribe
  • RIPE NCC (Réseaux IP Européens Network Coordination Centre) – Europa, Oriente Medio y Asia Central

Glosario: Si tienes dudas con algún término especial, puedes consultar este diccionario de redes informáticas.

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