El documento describe los conceptos fundamentales del direccionamiento IPv4, incluyendo las clases de direcciones, direcciones públicas y privadas, subredes, y direccionamiento sin clases. Explica cómo las direcciones IPv4 se dividen en partes de red y host, y cómo el proceso de subdividir redes permite crear subredes más pequeñas dentro de una red mayor. También incluye un ejemplo que muestra cómo una organización puede dividir su bloque de direcciones IPv4 en tres subredes de diferentes tamaños.
3. Direccionamiento IPv4
La dirección IP se compone de 4 octetos que se representan
en decimal separados por puntos
La división en octetos establece un primer nivel de jerarquía
en las direcciones IP
0.0.0.0
255.255.255.255
Con el primer octeto a un valor fijo, pueden cambiar los otros
tres octetos
Con el primer y el segundo octeto a un valor fijo hay 256*256
combinaciones con los dos octetos restantes
Cada dirección IP en Internet debe ser única
La entrega de paquetes IP funciona como el servicio postal
Requiere dirección de remitente y dirección de destino
Para llegar al host de destino, primero se debe localizar la red
La agrupación en redes es el segundo nivel de jerarquía
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4. Clases de direcciones IPv4 (I)
En una previsión inicial (errónea), se planificaron tres
clases de redes según su tamaño:
Clase
Clase
Clase
Clase
Clase
A: 126 redes de hasta 16.777.216 hosts
B: 16.384 redes de hasta 65.535 hosts
C: 2.097.152 redes de hasta 254 hosts
D: especial para multidifusión
E: reservada para investigación
Clase de
red
Bits en el primer
byte
Intervalo de valores en
el primer octeto
A
0XXX XXXX
B
10XX XXXX
128 - 191
16
C
110X XXXX
192 - 223
24
D
1110 XXXX
224 – 239
28
E
1111 XXXX
240 - 255
28
0
- 127*
Número de bits en la
dirección de red
8
* El rango 127.X.X.X está reservado para pruebas y diagnóstico
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5. Clases de direcciones IPv4 (II)
En el direccionamiento con clases, el número IP tiene
dos partes
Parte de red: bits a la izquierda
Parte de host: bits a la derecha
La clase D se utiliza en grupos de difusión y no requiere
separar las direcciones de red y de host
La clase E está reservada para investigación
Clase de red
Bits de prefijo
Valor de prefijo
Bits de red
Bits de host
A
1
0
7
24
B
2
10
14
16
C
3
110
21
8
D
4
1110
28 Bits de dirección
E
4
1111
28 Bits de dirección
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6. Clases de direcciones IPv4 (III)
La clase A
Se pensó para grandes redes
El bit de mayor peso del primer octeto es
siempre cero
Valores IP entre 0.0.0.0 y 127.0.0.0
Los números 0 y 127 no pueden utilizarse
como indicadores de red
Red
0
Host
Host
Host
8 bits
8 bits
8 bits
8 bits
24 bits
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7. Clases de direcciones IPv4 (IV)
La clase B
Pensada para redes de tamaño
moderado
Los dos primeros bits de la parte de red
son siempre 10
El primer octeto entre 128 y 191
Red
10
Red
Host
Host
8 bits
8 bits
8 bits
8 bits
16 bits
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8. Clases de direcciones IPv4 (V)
La clase C
Pensada para soportar muchas redes
pequeñas
Los tres primeros bits de la parte de red
son siempre 110
El primer octeto entre 192 y 223
Red
Red
Red
Host
1 1 0 8 bits
8 bits
8 bits
8 bits
8 bits
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9. Clases de direcciones IPv4 (VI)
La clase D
Pensada para habilitar la difusión
(broadcast)
Los cuatro primeros bits son siempre
1110
El primer octeto entre 224 y 239
Red
Host
Host
Host
Host
1110
4 bits
8 bits
8 bits
8 bits
24 bits
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10. Clases de direcciones IPv4 (VII)
La clase E
Reservada por el Grupo de Ingeniería de
Internet (IETF) para investigaciones
propias
Los cuatro primeros bits son siempre
1111
El primer octeto entre 240 y 255
Red
Host
Host
Host
Host
1111
4 bits
8 bits
8 bits
8 bits
24 bits
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11. Direcciones IPv4 reservadas
La dirección de la propia red no puede
asignarse a ningún host
Todos los bits de host a cero
Ejemplo en red de clase B: 176.10.0.0
La dirección de difusión
Sirve para enviar información simultáneamente
a todos los hosts de la red
Todos los bits de host a uno
Ejemplo: 176.10.255.255
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12. Direcciones IPv4 públicas y
privadas (I)
Las direcciones IP públicas son únicas en Internet
La Agencia de Asignación de Números en Internet (IANA,
Internet Assigned Numbers Authority) se encarga de ello
Se obtienen de los proveedores del servicio de acceso a
Internet (ISP)
El rápido crecimiento de Internet y el agotamiento de
direcciones llevaron
A esquemas de Direccionamiento Entre Dominios Sin
Clase (CIDR)
A la versión 6 de IP (IPv6)
El establecimiento de direcciones privadas
No se enrutan en el Backbone de Internet
Los routers las descartan
La RFC 1918 establece tres bloques, uno para cada clase
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13. Direcciones IPv4 públicas y
privadas (II)
Intervalos de direcciones reservadas por clase:
Clase A:
10.0.0.0 - 10.255.255.255
Clase B:
172.16.0.0 - 172.31.255.255
Clase C:
192.168.0.0 - 192.168.255.255
La conexión de una red con IP privadas a Internet
requiere la conversión de estas a IP públicas
El proceso se denomina conversión de direcciones
de red (NAT, Network Address Translation)
Se realiza en los routers
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14. Subredes (Subnetting) (I)
Proceso de dividir las clases de direcciones de red en
conjuntos más pequeños
Permite definir redes separadas en una LAN
Se utiliza la máscara de subred
La red no está limitada a las máscaras estándar de
las clases
Consiste en dividir el campo del host en
Campo de subnet
Campo de hosts
Se necesitan al menos dos bits del campo de host
para designar una subred
Una dirección para la subred
Una dirección de broadcast en la subred
Dos direcciones para hosts en la subred
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15. Subredes IPv4 (Subnetting) (II)
Máscara de subred
Notación punto decimal:
Cuatro octetos en decimal
Notación CIDR (Enrutamiento entre dominios sin
clases, Classeless Interdomain Routing)
w.x.y.z/n
w, x, y, z son números decimales entre 0 y 255
n es el número de bits a 1
/8, /16 o /24 en las clases A, B y C respectivamente
En la máscara
Los bits a 1 se corresponden con bits de red en la
dirección
Los bits a 0 se corresponden con bits de host en la
dirección
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16. Direccionamiento IPv4 sin clases
(I)
Las entidades reciben IP públicas del tamaño que realmente
necesitan
Se asignan en bloques de IP contiguas
El número asignado es siempre potencia de 2
La primera IP asignada debe ser divisible por el número de
direcciones
Los bloques de direcciones se definen mediante la máscara
Los bits a 1 en la máscara son n
La primera dirección se obtiene poniendo los 32-n bits de la
derecha a 0
La última dirección se obtiene poniendo los 32-n bits de la
derecha a 1
AND de bits entre la máscara y cualquier dirección asignada
OR de bits entre el complemento a 1 de la máscara y cualquier
dirección asignada
El número de direcciones es 232-n
Complemento a 1 de la máscara más uno
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17. Direccionamiento IPv4 sin clases
(II)
Ejemplo: La IP en un equipo es 205.16.37.39/28
IP: 205.16.37.39 (Pertenecería a clase C)
Máscara: 255.255.255.240
n=28, 32-n=4
32-n bits de la derecha a cero (Dirección AND Máscara)
11001101.00010000.00100101.00100000
205.16.37.32
Última dirección (Dirección de broadcast)
32-n bits de la derecha a 1 (Dirección OR /Máscara)
11111111.11111111.11111111.11110000
Primera dirección (Dirección de red):
11001101.00010000.00100101.00100111
11001101.00010000.00100101.00101111
205.16.37.47
Número de direcciones de la subred
232-n (Complemento a 1 de la máscara más uno)
232-28=24=16
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18. Ejemplo IPv4 (I)
Una organización posee el bloque 17.12.40.0/26 que
contiene 64 direcciones
Sería de clase A
n=26
32-n = 6; 26= 64
Máscara: 255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000
Dirección de red: 17.12.40.0
00010001.00001100.00101000.00000000
Dirección de broadcast: 17.12.40.63
00010001.00001100.00101000.00111111
Tienen tres oficinas y necesitan dividir las direcciones
en tres bloques (subredes) de 32, 16 y 16
direcciones.
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19. Ejemplo IPv4 (II)
Subred 1, con 32 equipos
32 = 232-n1; n1=27
Máscara: 255.255.255.224
11111111.11111111.11111111.11100000
Primera IP: 17.12.40.1
Dirección de subred: 17.12.40.0
Broadcast de subred: 17.12.40.31
Subred 2, con 16 equipos
16 = 232-n2 ; n1=28
Máscara: 255.255.255.240
11111111.11111111.11111111.11110000
Primera IP: 17.12.40.33
Dirección de subred: 17.12.40.32
Broadcast de subred: 17.12.40.47
Subred 3, con 16 equipos
16 = 232-n2; n1=28
Máscara: 255.255.255.240
11111111.11111111.11111111.11110000
Primera IP: 17.12.40.49
Dirección de subred: 17.12.40.48
Broadcast de subred: 17.12.40.63
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20. Ejemplo IPv4 (III)
Aplicando a un equipo la máscara de subred, se obtiene la
dirección de subred
Equipo de la subred 1
IP: 17.12.40.1
Máscara de subred: 255.255.255.224
11111111.11111111.11111111.11100000
Equipo de la subred 2
IP: 17.12.40.33
00010001.00001100.00101000.00100001
Máscara de subred: 255.255.255.240
00010001.00001100.00101000.00000001
11111111.11111111.11111111.11110000
Equipo de la subred 3
IP: 17.12.40.49
00010001.00001100.00101000.00110001
Máscara de subred: 255.255.255.240
11111111.11111111.11111111.11110000
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21. Ejemplo IPv4 (IV)
Aplicando a cualquier equipo de cualquier subred la máscara
de red de la entidad, se obtiene la dirección de la red
(17.12.40.0)
Equipo de la subred 1
IP: 17.12.40.1
Máscara de red: 255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000
Equipo de la subred 2
IP: 17.12.40.33
00010001.00001100.00101000.00100001
Máscara de red: 255.255.255.192
00010001.00001100.00101000.00000001
11111111.11111111.11111111.11000000
Equipo de la subred 3
IP: 17.12.40.49
00010001.00001100.00101000.00110001
Máscara de red: 255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000
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22. Ejemplo IPv4 (V)
En el ejemplo se pueden observar los tres niveles de
jerarquía en las direcciones IPv4.
Subred 1
26 bits
1
Subredes 2 y 3
5 bits
Prefijo de red
26 bits
2
4 bits
Prefijo de red
Prefijo de subred
Prefijo de subred
Dirección del nodo
Dirección del nodo
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24. Problema de subnetting (I)
Redes y hosts en una entidad
Dpto. Producción: 500 hosts
Dpto. RRHH: 50 hosts
Dpto. Jurídico: 20 hosts
Dpto. Ventas: 20 hosts
Interconexión de sedes prevista
Producción-RRHH
Producción-Jurídico
Producción-Ventas
La previsión es que el Dpto. de Ventas crezca
considerablemente
Red asignada a la entidad: 172.16.0.0/22
Primera comprobación:
Número inicial de hosts: 500+50+20+20+2+2+2= 596
Rango de IPs disponibles: 2(32-22) = 2(10) = 1024
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26. Problema de subnetting (III)
Planificación de subredes según la situación actual
A. Producción: 500 hosts → 29=512 IP’s
B. RRHH: 50 hosts → 26=64 IP’s
C. Jurídico: 20 hosts → 25=32 IP’s
D. Ventas: 20 hosts → 25=32 IP’s
E. WAN1: 2 hosts → 21=2 IP’s
F. WAN2: 2 hosts → 21=2 IP’s
G. WAN3: 2 hosts → 21=2 IP’s
Análisis de los resultados
La Red A no puede crecer más, ya que el siguiente
valor serían 1024 que es el total disponible
A las redes restantes se les pueden asignar 512 IP’s
En lugar de “desperdiciar” IP’s, distribuimos las
existentes, teniendo en cuenta las previsiones
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27. Problema de subnetting (IV)
Planificación de subredes según las previsiones y
aprovechando el rango total de IP’s disponibles
A. Producción: 512= 29 IP’s
B. RRHH: 128 = 27 IP’s
C. Jurídico: 64 = 26 IP’s
D. Ventas: 256 = 28 IP’s
E. WAN1: 16 = 24 IP’s
F. WAN2: 16 = 24 IP’s
G. WAN3: 16 = 24 IP’s
Total IP’s utilizadas:
512+128+64+256+16+16+16=1008
Quedarán 16 IP’s sin asignar que sólo podrían servir
para ampliar una de las tres redes WAN
El número de redes y el número de hosts debe ser
siempre igual a una potencia de dos.
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28. Problema de subnetting (V)
Asignación de IP’s a las redes por orden de
tamaño
Red
Rango
Bits
A
512
9
D
256
B
Primera IP
Última IP
3ER Octeto
4º Octeto
172.16.0.0
172.16.1.255
0000 000X
XXXX XXXX
172.16.0.0/23
8
172.16.2.0
172.16.2.255
0000 0010
XXXX XXXX
172.16.2.0/24
128
7
172.16.3.0
172.16.3.127
0000 0011
0XXX XXXX
172.16.3.0/25
C
64
6
172.16.3.128
172.16.3.191
0000 0011
10XX XXXX
172.16.3.128/26
E
16
4
172.16.3.192
172.16.3.207
0000 0011
1100 XXXX
172.16.3.192/28
F
16
4
172.16.3.208
172.16.3.223
0000 0011
1101 XXXX
172.16.3.208/28
G
16
4
172.14.3.224
172.16.3.239
0000 0011
1110 XXXX
172.16.3.224/28
Sistemas Telemáticos
Dirección de Red
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