1.1 Direccionamiento IP

Versiones de IP

Existen dos versiones principales de direccionamiento IP:

  • IPv4: 32 bits (4 octetos).
  • IPv6: 128 bits (mucho más grande, diseñado para reemplazar IPv4).

En este tema se verá IPv4.

Conceptos básicos

  • IP es una dirección lógica, no física.
  • Direccionamiento jerárquico (se organiza en red + host).
  • Una dirección IPv4 está formada por 32 bits, divididos en 4 octetos separados por puntos decimales.
  • Cada octeto va de 0 a 255 (8 bits = 256 combinaciones posibles).
  • La IP identifica una interfaz de red, no al dispositivo completo.

Ejemplo de dirección:

1er 2do 3er 4to
192 168 1 0
8 8 8 8

Representación binaria de un octeto

El último octeto de una dirección se construye con potencias de 2:

Bit $2^{7}$ $2^{6}$ $2^{5}$ $2^{4}$ $2^{3}$ $2^{2}$ $2^{1}$ $2^{0}$ Nota
Valor 128 64 32 16 8 4 2 1 Pesos binarios
Bin 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Todos apagados = 0
Bin 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Todos encendidos = 255 (máximo)

Direcciones especiales

  • Dirección de red

    • Identifica la red (ID de red).
    • Todos los bits de host en 0.
    • Ejemplo: 172.16.0.0.

  • Dirección de broadcast

    • Usada dentro de la red local. No se reenvía fuera de la LAN.
    • Todos los bits de host en 1.
    • Ejemplo: 172.16.255.255.

📌 La red indica dónde comienza el rango.
📌 El broadcast indica dónde termina.

Clases de direcciones IPv4

El primer octeto define la clase de la red:

Clase 1er 2do 3er 4to Bits de red Bits de host
A R H H H 8 24
B R R H H 16 16
C R R R H 24 8

Cálculo de redes y hosts

  • Número de redes:

$$ 2^n $$

  • Número de hosts por red:

$$ 2^n - 2 $$

(se resta 2 porque se excluye la dirección de red y la de broadcast).

Ejemplos

  • Clase A

$$ \text{Redes} = 2^8 = 256 $$

$$ \text{Hosts} = 2^{24} - 2 = 16,777,214 $$

Usada en proveedores de internet (ISP).

  • Clase B

$$ \text{Redes} = 2^{16} = 65,536 $$

$$ \text{Hosts} = 2^{16} - 2 = 65,534 $$

Usada en campus, universidades, redes grandes.

  • Clase C

$$ \text{Redes} = 2^{24} = 16,777,216 $$

$$ \text{Hosts} = 2^{8} - 2 = 254 $$

Usada en LAN domésticas o redes pequeñas.

Ejemplo de IPs válidas en una red Clase C:

  • 192.168.1.1 hasta 192.168.1.254.

Rango de clases

Clase Bits de red Bits de host Rango del primer octeto Rango de direcciones IPv4
A 8 24 0 – 127 0.0.0.0 – 127.255.255.255
B 16 16 128 – 191 128.0.0.0 – 191.255.255.255
C 24 8 192 – 223 192.0.0.0 – 223.255.255.255
D Multicast — 224 – 239 224.0.0.0 – 239.255.255.255
E Experimental — 240 – 255 240.0.0.0 – 255.255.255.255

Relación con el modelo OSI

  • Capa 2 (Enlace de datos)

    • Identifica la NIC con la MAC Address (física).
    • No se usa IP en esta capa.

  • Capa 3 (Red)

    • Usa la dirección IP.
    • Permite enrutamiento entre diferentes redes.

Notas Originales

Direccionamiento IP

Existen dos versiones de direccionamiento IP.
- En este caso se verá la versión 4.

Direccionamiento IP
Es una función clave de los protocolos de capa de red.

  • IP son direcciones lógicas
  • Direccionamiento Jerarquico
  • La IP identifica la interfaz de red en una red, no al dispositivo físico completo.
  • Direccion de 32 bits en 4 octetos. separados por puntos
  • Cada bit tiene un peso binario, desde $0$ hast $255$
1er 2do 3er 4to
192 168 1 0
8 8 8 8

El último octeto ser vería de esta manera

1er 2do 3er 4to 5to 6to 7mo 8vo Notas
$2^{7}$ $2^{6}$ $2^{5}$ $2^{4}$ $2^{3}$ $2^{2}$ $2^{1}$ $2^{0}$ Son potencias de dos
128 64 32 16 8 4 2 1 Los valores
0 0 0 0 0 0 0 0 Todos están no activados es $0$
1 1 1 1 1 1 1 1 Todos están activados es $255$

Existen dos tipos de direcciones especiales:

No se usan, solo nos dicen el inicio y fin de una red.

Dirección de red

Permite enrutamiento entre routers ==id de red.==
Posee 0 binarios en todos los bits de la parte del HOST por ejemplo 172.16.0.0

==Donde comienza la red==

Dirección broadcast

Se usa solo dentro de la red local (LAN), no se reenvía enrutadores por defecto
==Id de broadcast==

Permite enviar datos a los dispositivos de una red. Posee 1 binarios en todos los bits de parte del host.
Por ejemplo

172.16.255.255

==Hasta donde terminan==

Clases y Descripción

$$ 192.168.1.0 $$

  • El primer octeto me define la clase de la red que voy a usar, En este caso C de 24 bits

Clases

El primer octeto define la clase a la que pertenece una red. R.

1er 2do 3er 4to Bits de red Bits de Host
A R H H H 8 24
B R R H H 16 16
C R R R H 24 8

Número de Hots y de Redes

  • Calcular número de redes
    $$ 2^{n} $$

  • Calcular número e HOST
    $$ 2^{n}-2 $$

Ejemplos

Clase A

$$ \text{Numero de redes en clase A }=2^{n} = 2^{8} = 256 $$
$$ \text{Numero de host en clase A }=2^{n} -2 = 2^{24} -2 = 16777214 $$
Este tipo de red, se le da a los grandes proveedores de internet, Telmex, mega, etc...

Clase B

$$ \text{Numero de redes en clase B }=2^{n} = 2^{16} = 65536 $$
$$ \text{Numero de host en clase B }=2^{n} -2 = 2^{16} -2 = 65534 $$
Campus o redes grandes.

Clase C

$$ \text{Numero de redes en clase C }=2^{n} = 2^{24} = 16777216 $$
$$ \text{Numero de host en clase C }=2^{n} -2 = 2^{8} -2 = 254 $$
Redes locales.

Note

El $-2$ de la formula de HOST, nos elimina el ID de red y el ID de broadcast.

Por lo que las útiles son de la $1$ a la $254$.

$$ 192.168.1.1 $$
$$ 192.168.1.254 $$

Las IP que abarcan las clases son.

1er 2do 3er 4to Bits de red Bits de Host Primeros b del primer octeto Bits restantes del primer octecto Rango
A R H H H 8 24 128
0
64, 32, 16, 8, 4, 2, 1
0, 0 0 0 0 0 0
1, 1 1 1 1 1 1
0.0.0.0
127.255.255.255
B R R H H 16 16 128
1		 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1
0, 0 0 0 0 0 0
1, 1 1 1 1 1 1
128.0.0.0
191.255.255.255
C R R R H 24 8 128 64 32
1 1 0		 16, 8, 4, 2, 1
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
192.0.0.0
223.255.255.255
D 128 64 32 16
1 1 1 0		 8, 4, 2, 1
0 0 0 0
1 1 1 1
224.0.0.0
239.255.255.255
E 128 64 32 16
1 1 1 1		 8, 4, 2, 1
0 0 0 0
1 1 1 1
240.0.0.0
255.255.255.255
Note

Hay otra clase experimental como la D, sin embargo no se tomará en este curso.

Versiones

  • IPV4: $2^{32}$
  • IPV6: Mucho más

L2 (nivel de capa 2)

Layer 2
Capa 2 -> NIC (Network Interface Card) la identificamos con la MAC ADDRESS, en capa 2 no se maneja IP

L3 -> IP Address -> Enrutamiento o Direccionamiento

La IP se maneja en la capa 3