El protocolo IP identifica a cada
ordenador que se encuentre conectado a la red
mediante su correspondiente dirección. Esta
dirección es un número de 32 bits en IPv4 , que debe
ser único para cada servidor o computador, al que
llamaremos “host”. Las direcciones IP suelen
representarse como cuatro cifras decimales, de de 8
bit cada una, separadas por puntos.
La dirección de Internet (IP
Address) se utiliza para identificar tanto al host
en concreto como la red a la que pertenece, de
manera que sea posible distinguir a los host que se
encuentran conectados a una misma red. Con este
propósito, y teniendo en cuenta que en Internet se
encuentran conectadas redes de tamaños muy diversos,
se establecieron cinco clases diferentes de
direcciones.
La idea es que según la topología
de la red, se usen más bits para la dirección de la
red que para la dirección del host, o viceversa. La
figura I-8 muestra las tres clases de direcciones
propiamente dichas, A, B y C, a las cuales se le
agregan las clases D y E para representar a todos
los receptores (“multicast”) y para uso futuro.

Figura I. Esquema de clases de direcciones IP.
Los primeros bits (sombreados) definen la clase de
dirección que llevan los bits siguientes. A modo de
referencia, con 8 bits (cada parte entre puntos) se
pueden tener 256 valores diferentes (de 00000000=0 a
11111111=255). Por ejemplo una dirección de IP sería
192.228.17.57 (en bits
11000000 11100100 00010001 00111001), que
representa una dirección clase C.
Veamos las principales características de cada
clase:
-
Clase A:
Son las que en sus primeros 8 bits contienen un bit
0 fijo (indicando clase A) y 7 bits
variables. Es decir que se pueden diferenciar de
00000000=0 a
0111111=127. Sin embargo, el 0 y el 127 están
reservados, por lo que sólo puede haber 126
direcciones de red clase A potenciales, las que
corresponden al primer byte de la dirección (el
primer número antes del punto). Los otros tres bytes
(24 bits) están disponibles para cada uno de los
hosts que pertenezcan a esta misma red. Esto
significa que podrán existir 224 =
16.387.064 computadores o servidores
en cada una de las redes de esta clase. Este tipo de
direcciones es usado por redes muy extensas, pero
hay que tener en cuenta que sólo puede haber 126
redes de este tamaño. Por esto, son utilizadas por
grandes redes comerciales, aunque son pocas las
organizaciones que obtienen una dirección de "clase
A". Lo normal para las grandes organizaciones es que
utilicen una o varias redes de "clase B".
-
Clase B:
Estas direcciones utilizan en su primer byte los
bits
10 fijos (indicando clase B) y junto con el
resto de los bits del primer byte admiten
direcciones desde 128=10000000
y 191=1011111,
incluyendo ambos. En este caso el identificador de
la red se obtiene de los dos primeros bytes (16 bits
– 2 bits ya usados = 14 bits) de la dirección,
teniendo que ser un valor entre 128.1 y 191.254 (no
es posible utilizar los valores 0 y 255 por tener un
significado especial). Por lo tanto existirán 214
= 16.384 redes clase B diferentes. Los dos
últimos bytes de la dirección constituyen el
identificador del host permitiendo, por
consiguiente, un número máximo de 216 =
64.516 computadoras en la misma red. Este tipo de
direcciones tendría que ser suficiente para la gran
mayoría de las organizaciones grandes. En caso de
que el número de ordenadores que se necesita
conectar fuese mayor, sería posible obtener más de
una dirección de "clase B", evitando de esta forma
el uso de una de "clase A".
-
Clase C:
En este caso el valor del primer byte incluirá los
bits
110 fijos (indicando clase C) y entonces el
primer byte tendrá que estar comprendido entre 192=11000000
y 223=11011111,
incluyendo ambos valores. Este tercer tipo de
direcciones utiliza los tres primeros bytes para el
número de la red, con un rango desde 192.1.1 hasta
223.254.254. Por lo tanto existirán 221 =
2.097.152 redes clase C diferentes. Entonces, queda
libre un byte (8 bits) para el host, lo que
permite que se conecten un máximo de 254
computadoras a cada red, ya que 28 =256
pero no se usan el 0 y el 255.
-
Clase D:
Se suele llamar clase D a la direcciones comenzadas
por los bits
1110 fijos seguidos por la dirección
“multicast” es decir para todos los destinos.
-
Clase E:
Se suele llamar clase E a la direcciones reservadas
para uso futuro
La tabla I resume las principales características de
las direcciones clase A, B y C.
Tabla de direcciones IP de Internet. |
Clase |
Primer byte |
Identificación de red |
Identificación de hosts |
Número de redes |
Número de hosts |
A |
1 .. 126 |
1 byte |
3 byte |
126 |
16.387.064 |
B |
128 .. 191 |
2 byte |
2 byte |
16.256 |
64.516 |
C |
192 .. 223 |
3 byte |
1 byte |
2.064.512 |
254 |
Tabla I-1. Clases de direcciones IP.
Es
importante notar que los valores 0 y 255 en
cualquier byte de la dirección no pueden usarse
normalmente por tener otros propósitos específicos.
El número 0 está reservado para las máquinas que no
conocen su dirección, pudiendo utilizarse tanto en
la identificación de red para máquinas que aún no
conocen el número de red a la que se encuentran
conectadas, en la identificación de host para
máquinas que aún no conocen su número de host
dentro de la red, o en ambos casos.
El número 255, como vimos, se reserva para el
multicast. Este es necesario cuando se pretende
hacer que un mensaje sea visible para todos los
sistemas conectados a la misma red. Esto puede ser
útil si se necesita enviar el mismo paquete a un
número determinado de sistemas, resultando más
eficiente que enviar la misma información solicitada
de manera individual a cada uno. Otra situación para
el uso de multicast es cuando se quiere convertir el
nombre por dominio de un ordenador a su
correspondiente número IP y no se conoce la
dirección del servidor de nombres de dominio más
cercano.
Lo usual es que cuando se quiere hacer uso del
multicast se utilice una dirección compuesta por el
identificador normal de la red y por el número 255
(todo unos en binario) en cada byte que identifique
al host. Sin embargo, por conveniencia
también se permite el uso del número 255.255.255.255
con la misma finalidad, de forma que resulte más
simple referirse a todos los sistemas de la red.
Subnets
En el caso de algunas organizaciones extensas puede
surgir la necesidad de dividir la red en otras redes
más pequeñas (subnets). Entonces, los bits
designados en cada clase para la dirección de hosts,
se dividen en dos grupos. Parte de ellos define la
subred, y el resto el computador dentro de la
subred. Es necesario notar que para el mundo externo
(que maneja las direcciones de red solamente), esta
decisión de la red local, o grupo de computadores,
pasa inadvertida. Entonces, cada subred puede
administrar sus bits de dirección de host como
desee.
La división de los bits de dirección de host en
subredes se realiza a través de una “máscara” que es
un patrón de bits definidos, que determina que bits
son usados para identificar la subred, y qué bits
identifican al computador dentro de la subred.
Por ejemplo, consideremos los siguientes valores,
para una dirección clase C:
Dirección IP: 192.228.15.57 En bits:
1100000.11100100.00010001.00111001
Mascara: 255.255.255.224 En bits:
1111111.11111111.11111111.11100000
AND Lógica: 192.228.17.32 En bits:
1100000.11100100.00010001.00100000
Es decir, que de los últimos 8 bits, dedicados a la
dirección de host en clase C, los primeros 3 bits
(en azul) determinan la subred, y los últimos 5 (en
amarillo) enmascaran (ponen a cero) la dirección del
computador dentro de la subred. El valor binario de
los últimos 5 bits originales determinarán la
dirección del computador dentro de la subred. En
este ejemplo, la dirección 192.228.15.57 determina
la red clase C 192.228.15, y dentro de ésta la
subred número 1 =
001 y dentro de la subred 1, el computador
25=11001.
La figura
2
muestra un ejemplo con 3 subredes, LAN X, LAN Y y
LAN Z, siguiendo el caso de las direcciones clase C
vistas arriba. El conjunto está visto para el resto
de Internet como la dirección 192.228.17.x, donde x
representa la dirección de host clase C.

Figura
2.
Subredes.
DETERMINACIÓN DE RUTAS
Está claro que una parte importante del desempeño de
un protocolo depende de la forma en que se
determinan las rutas que seguirán los paquetes. Para
determinar la ruta se utilizan algoritmos que
trabajan con diferentes clases de valores llamados
“métricas”. Esas métricas, ya sea calculadas
automáticamente o definidas por el administrador de
la red, se utilizan para confeccionar y adaptar las
tablas que utilizan los ruteadores y nodos
intermedios. Las métricas más comunes son:
- Longitud
del camino:
Esta es la métrica más usada. En algunos casos se
asignan costos a cada tramo de una ruta, entonces la
longitud del camino es la suma de los costos de cada
salto. En otros casos se calcula la longitud como la
suma de los saltos que debe soportar el paquete.
- Confiabilidad:
Es un valor arbitrario asignado por el administrador
de la red. En algunos casos refleja la tasa de error
de bits (Bit Error Rate) del tramo. En otros casos
representa la probabilidad que el enlace esté caído,
la facilidad de recuperarse, o una combinación de
ambos.
- Retrazo:
Representa el tiempo necesario para transportar un
paquete de un punto a otro. Este valor depende de
muchos factores, por ejemplo: ancho de banda de los
tramos, distancia a recorrer, colas formadas en los
ruteadores, congestión en los enlaces, etc. Esta
métrica es normalmente una de las más útiles.
- Ancho
de banda:
Es una medida de la velocidad de transmisión de la
información esperable en un enlace. Generalmente,
cuanto más alta mejor, aunque por si sola no es una
métrica definitiva de la velocidad entre extremos.
Por ejemplo, se deben considerar factores como las
colas en los ruteadores, etc que hacen que se
desaproveche la velocidad del enlace.
- Carga:
Indica cuan ocupado está un elemento de la red, como
por ejemplo un ruteador. Por ejemplo, un factor que
influye en esta métrica es el porcentaje de
utilización del procesador, determinando la
capacidad de proceso en paquetes por segundo.
- Costo:
Se refiere al costo monetario. En algunos casos, se
prefiere rutear un paquete por un camino más largo,
pero más barato.
Roberto Rossi
Universidad Blas Pascal
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