Introducción a IP versión 4

Autor: Joel Barrios Dueñas
Correo electrónico: darkshram en gmail punto com
Sitio de Red: https://www.alcancelibre.org

Licencia Creative Commons
© 1999-2026 Joel Barrios Dueñas. Este manual se distribuye bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0). Usted es libre de compartir y adaptar el material bajo los siguientes términos: debe dar crédito al autor, no puede utilizarlo para fines comerciales y debe compartir las obras derivadas bajo la misma licencia. La licencia completa está disponible en https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/legalcode.es.

Introducción

Este documento explica los fundamentos del protocolo IPv4, que constituye la base del direccionamiento en Internet y redes privadas.

IPv4 es la versión 4 del Protocolo de Internet (IP o Internet Protocol) y constituye la primera versión de IP que se implementó de forma extensiva. IPv4 es el principal protocolo utilizado en el Nivel de Red del Modelo TCP/IP para Internet. Se describió inicialmente en el RFC 791 elaborado por la Fuerza de Trabajo en Ingeniería de Internet (IETF o Internet Engineering Task Force) en Septiembre de 1981, documento que dejó obsoleto al RFC 760 de Enero de 1980.

IPv4 es un protocolo orientado hacia datos que se utiliza para comunicación entre redes a través de interruptores (switches) de paquetes (por ejemplo a través de Ethernet). Tiene las siguientes características:

Todos los problemas mencionados se resuelven en el nivel superior en el modelo TCP/IP, por ejemplo, a través de TCP o UDP.

El propósito principal de IP es proveer una dirección única a cada sistema para asegurar que una computadora en Internet pueda identificar a otra.

Direcciones

Esta sección detalla la estructura fundamental y las limitaciones del espacio de direcciones IPv4.

IPv4 utiliza direcciones de 32 bits (4 bytes) que limita el número de direcciones posibles a utilizar a 4,294,967,295 direcciones únicas. Sin embargo, muchas de estas están reservadas para propósitos especiales como redes privadas, Multidifusión (Multicast), etc. Debido a esto se reduce el número de direcciones IP que realmente se pueden utilizar, siendo ésta misma la razón que ha impulsado el desarrollo y despliegue progresivo de IPv6 como reemplazo a largo plazo para IPv4.

Representación de las direcciones

Las direcciones IPv4 de 32 bits se pueden representar de varias formas para facilitar su lectura y uso en diferentes contextos.

Cuando se escribe una dirección IPv4 en cadenas, la notación más común es la decimal con puntos. Hay otras notaciones basadas sobre los valores de los octetos de la dirección IP.

Utilizando como ejemplo: www.alcancelibre.org que tiene como dirección IP 201.161.1.226 en la notación decimal con puntos:

Notación Valor Conversión desde decimal con puntos
Decimal con puntos 201.161.1.226 -
Hexadecimal con puntos 0xC9.0xA1.0x01.0xE2 Cada octeto de la dirección es convertido individualmente a hexadecimal.
Octal con puntos 0311.0241.0001.0342 Cada octeto es convertido individualmente a octal.
Binario con puntos 11001001.10100001.00000001.11100010 Cada octeto es convertido individualmente a binario
Hexadecimal 0xC9A101E2 Concatenación de los octetos de hexadecimal con puntos.
Decimal 3382772194 La forma hexadecimal convertida a decimal.
Octal 31150200742 La forma hexadecimal convertida a octal.
Binario 11001001101000010000000111100010 La forma hexadecimal convertida a binario.

Teóricamente, todos estos formatos mencionados deberían ser reconocidos por los navegadores (sin combinar). Además, en las formas con puntos, cada octeto puede ser representado en combinación de diferentes bases. Ejemplo: 201.0241.0x01.226.

Asignación

La asignación jerárquica de direcciones IPv4 permite la organización y el encaminamiento eficiente en Internet.

Desde 1993 rige el esquema CIDR (Classless Inter-Domain Routing o Encaminamiento Inter-Dominios sin Clases) cuya principal ventaja es permitir la subdivisión de redes y permite las entidades sub-asignar direcciones IP, como haría un ISP con un cliente.

El principio fundamental del encaminamiento (routing) es que la dirección codifica información acerca de la localización de un dispositivo dentro de una red. Esto implica que una dirección asignada a una parte de una red no funcionará en otra parte de la red. Existe una estructura jerárquica que se encarga de la asignación de direcciones de Internet alrededor del mundo. Esta estructura fue creada para el CIDR y hasta 1998 fue supervisada por la IANA (Internet Assigned Numbers Authority o Agencia de Asignación de Números Internet) y sus RIR (Regional Internet Registries o Registros Regionales de Internet). Desde el 18 de Septiembre de 1998 la supervisión está a cargo de la ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers o Corporación de Internet para los Nombres y Números Asignados). Cada RIR mantiene una base de datos WHOIS disponible al público y que permite hacer búsquedas que proveen información acerca de las asignaciones de direcciones IP. La información obtenida a partir de estas búsquedas juega un papel central en numerosas herramientas las cuales se utilizan para localizar direcciones IP geográficamente.

Bloques reservados.

Numerosos bloques de direcciones IPv4 están reservados para usos especiales y no son enrutables en la Internet pública.

Bloque de direcciones CIDR Descripción Referencia
0.0.0.0/8 Red actual (solo válido como dirección de origen) RFC 1700
10.0.0.0/8 Red Privada RFC 1918
100.64.0.0/10 Espacio de direcciones compartidas (CGNAT) RFC 6598
127.0.0.0/8 Anfitrión local (localhost) RFC 1700
169.254.0.0/16 Red Privada (Zeroconf) RFC 3927
172.16.0.0/12 Red Privada RFC 1918
192.0.0.0/24 Asignaciones de protocolo de la IETF RFC 6890
192.0.2.0/24 Red de pruebas 1 RFC 5737
192.88.99.0/24 Retransmisión desde IPv6 hacia IPv4 RFC 3068
192.168.0.0/16 Red Privada RFC 1918
198.18.0.0/15 Pruebas de desempeño de red RFC 2544
198.51.100.0/24 Red de pruebas 2 RFC 5737
203.0.113.0/24 Red de pruebas 3 RFC 5737
224.0.0.0/4 Multidifusión (Multicast, antes red Clase D) RFC 3171
240.0.0.0/4 Reservado (Antes red Clase E) RFC 1700
255.255.255.255 Difusiones (Broadcast) RFC 919

Redes privadas.

Las redes privadas permiten el direccionamiento interno dentro de organizaciones sin consumir direcciones públicas.

De los más de cuatro mil millones de direcciones permitidas por IPv4, tres rangos están especialmente reservados para utilizarse solamente en redes privadas. Estos rangos carecen de encaminamiento fuera de una red privada y las máquinas dentro de estas redes privadas son incapaces de comunicarse directamente con las redes públicas. Sin embargo, sí pueden comunicarse hacia redes públicas a través de la Traducción de Direcciones de Red o NAT (Network Address Translation).

Nombre Rango de direcciones IP Numero de direcciones IP Tipo de clase Bloque CIDR mayor
Bloque de 24bits 10.0.0.0 – 10.255.255.255 16,777,215 Única clase A 10.0.0.0/8
Bloque de 20bits 172.16.0.0 – 172.31.255.255 1,048,576 16 clases B contiguas 172.16.0.0/12
Bloque de 16bits 192.168.0.0 – 192.168.255.255 65,535 256 clases C contiguas 192.168.0.0/16

Anfitrión local (Localhost)

El bloque 127.0.0.0/8 está reservado para la comunicación interna de la máquina consigo misma.

Además de las redes privadas, el rango 127.0.0.0 – 127.255.255.255 o 127.0.0.0/8 en la notación CIDR, está reservado para la comunicación del anfitrión local (localhost). Ninguna dirección de este rango deberá aparecer en una red, sea pública o privada y cualquier paquete enviado hacia cualquier dirección de este rango deberá regresar como un paquete entrante hacia la misma máquina.

Referencia de sub-redes de IP versión 4.

Las máscaras de subred y la notación CIDR son herramientas esenciales para dividir y administrar espacios de direcciones IP.

Algunos segmentos del espacio de direcciones de IP, disponibles para la versión 4, se especifican y asignan a través de documentos RFC (Request For Comments o Solicitud De Comentarios), que son conjuntos de notas técnicas y de organización que se elaboran desde 1969 donde se describen los estándares o recomendaciones de Internet, antes ARPANET. Ejemplos de esto son los usos del Retorno del sistema (loopback, RFC 1643), las redes privadas (RFC 1918) y Zeroconf (RFC 3927) que no están bajo el control de los RIR (Regional Internet Registries o Registros Regionales de Internet).

La máscara de sub-red es utilizada para separar los bits de un identificador de una red a partir de los bits del identificador del anfitrión. Se escribe utilizando el mismo tipo de notación para escribir direcciones IP.

CIDR Máscara de sub-red Anfitriones Nombre de la clase Uso típico
/8 255.0.0.0 16777216 Clase A Bloque más grande definido por la IANA
/9 255.128.0.0 8388608
/10 255.192.0.0 4194304
/11 255.224.0.0 2097152
/12 255.240.0.0 1048576
/13 255.248.0.0 524288
/14 255.252.0.0 262144
/15 255.254.0.0 131072
/16 255.255.0.0 65536 Clase B
/17 255.255.128.0 32768 ISP / negocios grandes
/18 255.255.192.0 16384 ISP / negocios grandes
/19 255.255.224.0 8192 ISP / negocios grandes
/20 255.255.240.0 4096 ISP pequeños / negocios grandes
/21 255.255.248.0 2048 ISP pequeños / negocios grandes
/22 255.255.252.0 1024
/23 255.255.254.0 512
/24 255.255.255.0 256 Clase C LAN grande
/25 255.255.255.128 128 LAN grande
/26 255.255.255.192 64 LAN pequeña
/27 255.255.255.224 32 LAN pequeña
/28 255.255.255.240 16 LAN pequeña
/29 255.255.255.248 8
/30 255.255.255.252 4 Redes de unión (enlaces punto a punto)
/31 255.255.255.254 2 Red no utilizable, sugerida para enlaces punto a punto (RFC 3021)
/32 255.255.255.255 1 Ruta del anfitrión

Referencias