IPv4 para niños
El Protocolo de Internet versión 4 (conocido como IPv4) es una parte muy importante de cómo funciona Internet. Fue la primera versión del Internet Protocol (IP) que se usó de forma generalizada, ¡desde 1983! Imagina que cada dispositivo conectado a Internet necesita una dirección única para poder comunicarse. IPv4 usa direcciones de 32 bits, lo que significa que puede tener hasta 4.294.967.296 direcciones diferentes.
Con el enorme crecimiento de Internet y la cantidad de dispositivos conectados, como teléfonos, tabletas y computadoras, las direcciones IPv4 empezaron a escasear hace varios años. Es como si tuvieras un número limitado de casas en una ciudad y de repente mucha gente quiere mudarse.
Debido a esta limitación, se empezó a desarrollar un nuevo protocolo llamado IPv6. Este nuevo sistema tiene muchas más direcciones disponibles y poco a poco está reemplazando a IPv4. Las últimas direcciones IPv4 disponibles a nivel mundial se agotaron oficialmente en 2011.
Contenido
¿Cómo funcionan las direcciones IPv4?
Las direcciones IPv4 son como los números de teléfono de los dispositivos en Internet. Cada dirección es única y permite que la información llegue al lugar correcto.
Estructura de las direcciones IPv4
Las direcciones IPv4 usan 32 bits. Un bit es la unidad más pequeña de información en una computadora, que puede ser un 0 o un 1. Con 32 bits, se pueden crear más de 4 mil millones de combinaciones diferentes.
Algunas direcciones IPv4 están reservadas para usos especiales, como las redes privadas (que son redes internas, como la de tu casa o escuela) y las direcciones de multidifusión (para enviar información a varios dispositivos a la vez).
¿Cómo se escriben las direcciones IPv4?
Aunque las direcciones IPv4 son números binarios (de 0 y 1), normalmente las vemos escritas de una forma más sencilla. La manera más común es la "notación decimal separada por puntos". Esto significa que la dirección se divide en cuatro partes, y cada parte se convierte a un número decimal (del 0 al 255) y se separan con puntos.
Por ejemplo, una dirección IPv4 podría ser 192.0.2.235. Cada uno de esos números (192, 0, 2, 235) es un "octeto", porque en binario se representa con 8 bits.
También existen otras formas de escribir estas direcciones, como la notación hexadecimal o la octal, pero la decimal con puntos es la más usada.
| Notación | Ejemplo |
|---|---|
| Decimal separada por puntos | 192.0.2.235 |
| Hexadecimal separada por puntos | 0xC0.0x00.0x02.0xEB |
¿Cómo se asignan las direcciones?
Al principio, las direcciones IP se asignaban en grandes bloques. Pero pronto se dieron cuenta de que esto no era suficiente. Para solucionar esto, se crearon "clases de red" (Clase A, B, C) que permitían asignar direcciones de forma más flexible.
Más tarde, se inventó el sistema CIDR (Classless Inter-Domain Routing). Este sistema permite dividir el espacio de direcciones de forma más eficiente, asignando bloques de direcciones de diferentes tamaños según las necesidades. La Autoridad de Números Asignados de Internet (IANA) y los Registros Regionales de Internet (RIR) son las organizaciones que se encargan de administrar y asignar estas direcciones a nivel mundial.
Direcciones para usos especiales
Algunas direcciones IPv4 están reservadas para funciones específicas y no se usan para conectar dispositivos directamente a Internet.
- Redes privadas: Son direcciones que se usan dentro de redes locales, como la red de tu casa, escuela o una empresa. Por ejemplo, las direcciones que empiezan con 10., 172.16. o 192.168. son comunes en redes privadas. Los paquetes con estas direcciones no pueden viajar directamente por Internet.
- Direcciones de enlace-local: Se usan cuando un dispositivo no puede obtener una dirección IP de forma automática (por ejemplo, de un servidor DHCP). Estas direcciones solo funcionan dentro de una red local y no pueden salir a Internet. Un ejemplo es el rango 169.254.0.0/16.
- Loopback: La dirección 127.0.0.1 (o cualquier otra dentro del rango 127.0.0.0/8) se usa para que un dispositivo se "hable a sí mismo". Es útil para probar programas o servicios en tu propia computadora.
- Documentación y ejemplos: Algunas direcciones están reservadas para usarse en libros, tutoriales o ejemplos, como 192.0.2.0/24, 198.51.100.0/24 y 203.0.113.0/24.
Direcciones que terminan en 0 o 255
En muchas redes, especialmente las más comunes, la primera dirección (que a menudo termina en 0) se usa para identificar la red completa, y la última dirección (que a menudo termina en 255) se usa para enviar mensajes a todos los dispositivos de esa red (esto se llama "dirección de difusión"). Por eso, estas direcciones no suelen asignarse a dispositivos individuales.
¿Cómo se encuentran los nombres en Internet?
Cuando escribes una dirección web como www.ejemplo.com, tu computadora no usa ese nombre para conectarse. En realidad, necesita la dirección IP numérica. El Sistema de nombres de dominio (DNS) es como una gran guía telefónica de Internet. Traduce los nombres de dominio (como www.ejemplo.com) a las direcciones IP correspondientes, para que tu computadora sepa a dónde enviar la información.
Fragmentación y Reensamblaje de paquetes
Internet está formado por muchas redes diferentes, y no todas tienen la misma capacidad para enviar datos. Algunas redes pueden manejar paquetes de datos más grandes que otras. El tamaño máximo de un paquete que una red puede enviar se llama Unidad Máxima de Transmisión (MTU).
Cuando un paquete de datos es demasiado grande para una parte de la red, IPv4 permite que los enrutadores (dispositivos que dirigen el tráfico en Internet) lo dividan en partes más pequeñas, un proceso llamado fragmentación.
¿Cómo se fragmentan los paquetes?
Si un enrutador recibe un paquete que es más grande que el MTU de la siguiente red, lo divide en varios "fragmentos". Cada fragmento se convierte en un paquete más pequeño. El enrutador añade información a cada fragmento, como:
- Su tamaño real.
- Una bandera que indica si hay "más fragmentos" después de este (excepto en el último fragmento).
- Un "desplazamiento" que indica dónde va ese fragmento en el paquete original.
- Un número de identificación para que el receptor sepa que todos los fragmentos pertenecen al mismo paquete original.
¿Cómo se reensamblan los paquetes?
Cuando un dispositivo recibe estos fragmentos, sabe que son partes de un paquete más grande si la bandera de "más fragmentos" está activada o si el desplazamiento no es cero. El receptor usa el número de identificación y el desplazamiento para juntar todos los fragmentos en el orden correcto. Una vez que tiene todos los fragmentos, los une para reconstruir el paquete original y lo pasa a la aplicación que lo necesita.
¿Por qué se "desperdician" direcciones IPv4?
El agotamiento de las direcciones IPv4 se debe a varias razones:
- No se previó el crecimiento: Cuando se diseñó IPv4, nadie imaginó lo enorme que se volvería Internet. Se asignaron bloques de direcciones muy grandes a países o empresas que no siempre las usaban todas.
- Subredes: Para organizar mejor las redes, se dividen en subredes. En cada subred, la primera y la última dirección se reservan para funciones especiales (como identificar la red o para difusión), lo que significa que no se pueden usar para dispositivos. Además, a veces se asigna una subred más grande de lo necesario, y las direcciones sobrantes no se utilizan.
Galería de imágenes
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Detalle de una dirección IPv4, expresada en notación decimal separada por puntos.
Véase también
