Clases IPv4: ¿Qué son ellos y cómo se usan?

¿Qué es una dirección IP?

Una dirección IP, abreviatura de la dirección de protocolo de Internet, es un identificador único asignado a un dispositivo conectado a una red.Piense en ello como una etiqueta numérica que permite que las computadoras, los servidores, los teléfonos inteligentes y otros dispositivos se ubiquen y se comuniquen entre sí dentro de una red.Estas direcciones aseguran que los datos enviados a través de Internet lleguen al destino correcto.

IPv4 es el sistema original de direccionamiento de red, que se remonta a 1983. A pesar del gradual Transición a IPv6, IPv4 sigue siendo el estándar para la mayoría de las comunicaciones de Internet y red hoy.

Formato de dirección IPv4

Las direcciones IPv4 se basan en el sistema binario, que consta de 32 dígitos binarios (BIT).Cada dirección IPv4 es un número de 32 bits, dividido en cuatro segmentos conocidos como octetos o bytes.Cada octeto contiene 8 bits, representando la dirección completa de 32 bits.El término "octeto" proviene del hecho de que cada grupo contiene exactamente 8 bits.En su forma más legible por humanos, estos octetos están separados por períodos, un formato conocido como notación decimal punteada.

Cada octeto puede tener un valor decimal que varía de 0 a 255, derivado del hecho de que un número binario de 8 bits puede representar 256 valores diferentes (8^2 = 256).

Una dirección IPv4 de ejemplo puede verse así: 192.168. 43. 241

Representación binaria

Aunque las direcciones IPv4 generalmente se ven en forma decimal para la legibilidad humana, las computadoras procesan en forma binaria.Cada octeto se convierte en un número binario de 8 bits.Por ejemplo, la dirección 192.168.43.1 en binario se ve así:

• 192: 11000000

• 168: 10101000

• 43: 00101011

• 241: 1111001

Entonces, 192.168.43. 241 en binario es: 11000000.10101000.00101011. 1111001

Importancia de cada bit

Cuando se desglosa, cada bit dentro de una dirección IPv4 proporciona información que ayuda a identificar la red y el dispositivo específico en esa red, así como para guiar las decisiones de enrutamiento y habilitar la subproces para la administración de la red.

Red y host: Los bits se utilizan para determinar la parte de red y la parte del host de la dirección.Dependiendo de la máscara de subred, algunos bits representan la red, y los bits restantes representan el host dentro de esa red.

Enrutamiento: Los enrutadores usan la forma binaria de direcciones IP para tomar decisiones de enrutamiento.La parte de la red ayuda a determinar la red de destino, mientras que la parte del host identifica el dispositivo específico dentro de esa red.

Subneteo: La representación binaria permite la creación de subredes.Al manipular bits (usando máscaras de subred), las redes grandes se pueden dividir en sub-redes más pequeñas y manejables.

Clases de direcciones IPv4

Las direcciones IPv4 se dividen en 5 clases (A, B, C, D, E).Cada clase está diseñada para abordar redes de diferentes tamaños, acomodar entidades específicas y, en última instancia, simplificar el proceso de enrutamiento a través de un enfoque de gestión de direcciones estructuradas.

Clase A

Uso: Las direcciones IP de clase A suelen ser utilizadas por organizaciones muy grandes debido a su amplio espacio de direcciones.Los ejemplos incluyen grandes corporaciones y entidades gubernamentales que requieren un número sustancial de direcciones IP para acomodar una red extensa.

Rango de IP: 1.0.0.0 a 127.0.0.0

Máscara de subred predeterminada: 255.0.0.0

• Esta máscara de subred indica que los primeros 8 bits (1 byte) de la dirección se utilizan para la porción de red, mientras que los 24 bits restantes (3 bytes) se utilizan para la parte del host.

Hosts por red: 16,777,214

Redes: 128

• Solo 126 están disponibles ya que dos redes están reservadas para casos específicos.

Clase B

Uso: Las direcciones IP de clase B se utilizan comúnmente por organizaciones medianas a grandes del tamaño, como instituciones educativas, empresas medianas y proveedores regionales de servicios de Internet (ISP).Estas entidades se benefician del espacio de direcciones sustancial proporcionado por las direcciones de clase B, lo que les permite respaldar un número considerable de dispositivos al tiempo que mantienen un rendimiento eficiente de la red.

Rango de IP: 128.0.0.0 a 191.255.0.0

Máscara de subred predeterminada: 255.255.0.0

• Esta máscara de subred designa los primeros 16 bits (1 byte) de la dirección para la porción de red y los 16 bits restantes (1 byte) para la parte del host.

Hosts por red: 65,534

Redes: 16,384

Clase C

Uso: Direcciones IP de clase C Se utilizan comúnmente para redes a menor escala debido a su capacidad para admitir un número moderado de hosts por red al tiempo que ofrece una gran cantidad de redes.Con frecuencia se implementan donde se necesitan múltiples redes más pequeñas, como entornos de oficina, instituciones educativas con múltiples departamentos y redes residenciales.

Rango de IP:192.0.0.0 a 223.255.255.0

Máscara de subred predeterminada: 255.255.255.0.

• Esta máscara de subred designa los primeros 24 (3 bytes) bits de la dirección para la porción de red y los 8 bits restantes (1 byte) para la parte del host.

Hosts por red: 254

Redes: 2,097,152

Clase D

Uso: Las direcciones de clase D están reservadas para la comunicación de multidifusión, donde se puede enviar un solo paquete a múltiples destinatarios simultáneamente.Este tipo de comunicación se usa comúnmente para transmitir contenido multimedia, videoconferencia, juegos en línea y otras aplicaciones donde los datos deben distribuirse a múltiples destinatarios en varias redes.

Rango de IP: 224.0.0.0 a 239.255.255.255.

• Estas direcciones están designadas específicamente para la comunicación de grupos de multidifusión.

No asignado a dispositivos o redes individuales: A diferencia de las direcciones de Clase A, B y C, las direcciones de clase D no se asignan a dispositivos o redes individuales.En cambio, se utilizan para identificar grupos de multidifusión.Las direcciones de multidifusión no son enrutables de la misma manera que las direcciones de unidifusión, y los enrutadores las manejan de manera diferente para facilitar la comunicación de multidifusión en las redes.

No limitado por los números de red o host: Dado que las direcciones de clase D no se asignan a redes u hosts individuales, no hay concepto del número de redes u hosts asociados con las direcciones de clase D.En cambio, estas direcciones se utilizan para fines de comunicación especializados y no están sujetas a las mismas restricciones que las direcciones de unidifusión.

Clase E

Uso: A pesar de ser parte del espacio de direcciones IPv4, las direcciones de clase E no se emplean en configuraciones o implementaciones estándar de redes, ni se asignan para su uso en redes públicas o privadas.En cambio, están reservados como un espacio dedicado para la investigación y el desarrollo donde los administradores de la red, los investigadores y los desarrolladores pueden utilizar un entorno controlado para experimentar con nuevos conceptos de redes o para probar tecnologías emergentes.

Rango de IP: 240.0.0.0 a 255.255.255.255.

Rangos especiales de dirección IP

Además de las clases estándar de direcciones IP, existen rangos especiales de direcciones IP que tienen propósitos únicos.Exploremos estos rangos con un poco más de detalle.

Direcciones de bucleza

Uso: Las direcciones de backback se utilizan para las pruebas internas y la ejecución de diagnósticos en una máquina local.Cuando hace ping a una dirección de bucle de bucle, está verificando esencialmente que la pila IP esté configurada correctamente y que la interfaz de red está operativa.

Rango de IP: 127.0.0.0 a 127.255.255.255

Dirección IP específica: 127.0.0.1

• Si bien el rango completo 127.0.0.0/8 está designado para Loopback, 127.0.0.1 es la dirección IP más utilizada; esto a menudo se conoce como "localhost".

Direcciones IP privadas

Uso: Las direcciones IP privadas están reservadas para su uso dentro de las redes privadas, lo que permite a las organizaciones configurar redes internas aisladas de Internet público.

Rango de IP: Las direcciones IP de clase A, B y C tienen su propia gama de direcciones privadas:

• Rango privado de Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255

• Rango privado de Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255

• Rango privado de Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255

APIPA (direccionamiento de IP privado automático)

Uso: APIPA, o direccionamiento IP privado automático, es una característica que asigna una dirección IP automáticamente desde el rango 169.254.0.0/16 cuando un dispositivo no puede obtener una dirección IP de un servidor DHCP.Proporciona un mecanismo respaldo que permite que el dispositivo aún se comunique con otros dispositivos en el mismo segmento de red local.

Rango de IP: 169.254.0.0/16

Ejemplo de uso: Si una computadora portátil no puede obtener una dirección IP de un enrutador de inicio (debido a los problemas del servidor DHCP), puede autoasignar una dirección como 169.254.1.1, lo que le permite conectarse a otros dispositivos utilizando direcciones APIPA en la misma red.

Transición a IPv6

IPv4, con su espacio limitado de direcciones de 32 bits, enfrenta desafíos significativos debido al agotamiento de sus 4.300 millones de direcciones disponibles.Esta limitación, entre otras deficiencias, finalmente condujo al desarrollo del sistema de direcciones de 128 bits de IPv6, que puede acomodar más de 340 direcciones únicas.

IPv6 también mejora en las capacidades de funcionalidad con fecha IPv4s.Las mejoras incluyen:

• Enrutamiento más eficiente

• Configuración de red simplificada a través de funciones de configuración automática

• Soporte IPSEC incorporado para mejorar la seguridad

• Soporte de direccionamiento de multidifusión y cualquier cycast

Al comparar IPv4 e IPv6, está claro que este último se posiciona como la base para la siguiente fase de Internet.Hasta entonces, el sistema de direcciones IPv4 y sus clases continuarán manteniéndonos conectados.