El protocolo IP identifica a cadaordenador que se encuentre conectado a la redmediante su correspondiente dirección. Estadirección es un número de 32 bits en IPv4 , que debeser único para cada servidor o computador, al quellamaremos “host”. Las direcciones IP suelenrepresentarse como cuatro cifras decimales, de de 8bit cada una, separadas por puntos.
La dirección de Internet (IPAddress) se utiliza para identificar tanto al hosten concreto como la red a la que pertenece, demanera que sea posible distinguir a los host que seencuentran conectados a una misma red. Con estepropósito, y teniendo en cuenta que en Internet seencuentran conectadas redes de tamaños muy diversos,se establecieron cinco clases diferentes dedirecciones.
La idea es que según la topologíade la red, se usen más bits para la dirección de lared que para la dirección del host, o viceversa. Lafigura I-8 muestra las tres clases de direccionespropiamente dichas, A, B y C, a las cuales se leagregan las clases D y E para representar a todoslos receptores (“multicast”) y para uso futuro.
Figura I. Esquema de clases de direcciones IP.
Los primeros bits (sombreados) definen la clase dedirección que llevan los bits siguientes. A modo dereferencia, con 8 bits (cada parte entre puntos) sepueden tener 256 valores diferentes (de 00000000=0 a11111111=255). Por ejemplo una dirección de IP sería192.228.17.57 (en bits11000000 11100100 00010001 00111001), querepresenta una dirección clase C.
Veamos las principales características de cadaclase:
-Clase A:Son las que en sus primeros 8 bits contienen un bit0 fijo (indicando clase A) y 7 bitsvariables. Es decir que se pueden diferenciar de00000000=0 a0111111=127. Sin embargo, el 0 y el 127 estánreservados, por lo que sólo puede haber 126direcciones de red clase A potenciales, las quecorresponden al primer byte de la dirección (elprimer número antes del punto). Los otros tres bytes(24 bits) están disponibles para cada uno de los hosts que pertenezcan a esta misma red. Estosignifica que podrán existir 224 = 16.387.064 computadores o servidores en cada una de las redes de esta clase. Este tipo dedirecciones es usado por redes muy extensas, perohay que tener en cuenta que sólo puede haber 126redes de este tamaño. Por esto, son utilizadas porgrandes redes comerciales, aunque son pocas lasorganizaciones que obtienen una dirección de "claseA". Lo normal para las grandes organizaciones es queutilicen una o varias redes de "clase B".
-Clase B:Estas direcciones utilizan en su primer byte losbits10 fijos (indicando clase B) y junto con elresto de los bits del primer byte admitendirecciones desde 128=10000000y 191=1011111,incluyendo ambos. En este caso el identificador dela 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 (noes posible utilizar los valores 0 y 255 por tener unsignificado especial). Por lo tanto existirán 214= 16.384 redes clase B diferentes. Los dosúltimos bytes de la dirección constituyen elidentificador del host permitiendo, porconsiguiente, un número máximo de 216 =64.516 computadoras en la misma red. Este tipo dedirecciones tendría que ser suficiente para la granmayoría de las organizaciones grandes. En caso deque el número de ordenadores que se necesitaconectar fuese mayor, sería posible obtener más deuna dirección de "clase B", evitando de esta formael uso de una de "clase A".
-Clase C:En este caso el valor del primer byte incluirá losbits110 fijos (indicando clase C) y entonces elprimer byte tendrá que estar comprendido entre 192=11000000y 223=11011111,incluyendo ambos valores. Este tercer tipo dedirecciones utiliza los tres primeros bytes para elnúmero de la red, con un rango desde 192.1.1 hasta223.254.254. Por lo tanto existirán 221 =2.097.152 redes clase C diferentes. Entonces, quedalibre un byte (8 bits) para el host, lo quepermite que se conecten un máximo de 254computadoras a cada red, ya que 28 =256pero no se usan el 0 y el 255.
-Clase D:Se suele llamar clase D a la direcciones comenzadaspor los bits1110 fijos seguidos por la dirección“multicast” es decir para todos los destinos.
-Clase E:Se suele llamar clase E a la direcciones reservadaspara uso futuro
La tabla I resume las principales características delas 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.
Esimportante notar que los valores 0 y 255 encualquier byte de la dirección no pueden usarsenormalmente por tener otros propósitos específicos.
El número 0 está reservado para las máquinas que noconocen su dirección, pudiendo utilizarse tanto enla identificación de red para máquinas que aún noconocen el número de red a la que se encuentranconectadas, en la identificación de host paramáquinas que aún no conocen su número de hostdentro de la red, o en ambos casos.
El número 255, como vimos, se reserva para elmulticast. Este es necesario cuando se pretendehacer que un mensaje sea visible para todos lossistemas conectados a la misma red. Esto puede serútil si se necesita enviar el mismo paquete a unnúmero determinado de sistemas, resultando máseficiente que enviar la misma información solicitadade manera individual a cada uno. Otra situación parael uso de multicast es cuando se quiere convertir elnombre por dominio de un ordenador a sucorrespondiente número IP y no se conoce ladirección del servidor de nombres de dominio máscercano.
Lo usual es que cuando se quiere hacer uso delmulticast se utilice una dirección compuesta por elidentificador normal de la red y por el número 255(todo unos en binario) en cada byte que identifiqueal host. Sin embargo, por convenienciatambién se permite el uso del número 255.255.255.255con la misma finalidad, de forma que resulte mássimple referirse a todos los sistemas de la red.
Subnets
En el caso de algunas organizaciones extensas puedesurgir la necesidad de dividir la red en otras redesmás pequeñas (subnets). Entonces, los bitsdesignados en cada clase para la dirección de hosts,se dividen en dos grupos. Parte de ellos define lasubred, y el resto el computador dentro de lasubred. Es necesario notar que para el mundo externo(que maneja las direcciones de red solamente), estadecisión de la red local, o grupo de computadores,pasa inadvertida. Entonces, cada subred puedeadministrar sus bits de dirección de host comodesee.
La división de los bits de dirección de host ensubredes se realiza a través de una “máscara” que esun patrón de bits definidos, que determina que bitsson usados para identificar la subred, y qué bitsidentifican 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 ladirección de host en clase C, los primeros 3 bits(en azul) determinan la subred, y los últimos 5 (enamarillo) enmascaran (ponen a cero) la dirección delcomputador dentro de la subred. El valor binario delos últimos 5 bits originales determinarán ladirección del computador dentro de la subred. Eneste ejemplo, la dirección 192.228.15.57 determinala red clase C 192.228.15, y dentro de ésta lasubred número 1 =001 y dentro de la subred 1, el computador25=11001.
La figura 2muestra un ejemplo con 3 subredes, LAN X, LAN Y yLAN Z, siguiendo el caso de las direcciones clase Cvistas arriba. El conjunto está visto para el restode Internet como la dirección 192.228.17.x, donde xrepresenta la dirección de host clase C.
Figura 2.Subredes.
DETERMINACIÓN DE RUTAS
Está claro que una parte importante del desempeño deun protocolo depende de la forma en que sedeterminan las rutas que seguirán los paquetes. Paradeterminar la ruta se utilizan algoritmos quetrabajan con diferentes clases de valores llamados“métricas”. Esas métricas, ya sea calculadasautomáticamente o definidas por el administrador dela red, se utilizan para confeccionar y adaptar lastablas que utilizan los ruteadores y nodosintermedios. Las métricas más comunes son:
-Longituddel camino:Esta es la métrica más usada. En algunos casos seasignan costos a cada tramo de una ruta, entonces lalongitud del camino es la suma de los costos de cadasalto. En otros casos se calcula la longitud como lasuma de los saltos que debe soportar el paquete.
-Confiabilidad:Es un valor arbitrario asignado por el administradorde la red. En algunos casos refleja la tasa de errorde bits (Bit Error Rate) del tramo. En otros casosrepresenta la probabilidad que el enlace esté caído,la facilidad de recuperarse, o una combinación deambos.
-Retrazo:Representa el tiempo necesario para transportar unpaquete de un punto a otro. Este valor depende demuchos factores, por ejemplo: ancho de banda de lostramos, distancia a recorrer, colas formadas en losruteadores, congestión en los enlaces, etc. Estamétrica es normalmente una de las más útiles.
-Anchode banda:Es una medida de la velocidad de transmisión de lainformación esperable en un enlace. Generalmente,cuanto más alta mejor, aunque por si sola no es unamétrica definitiva de la velocidad entre extremos.Por ejemplo, se deben considerar factores como lascolas en los ruteadores, etc que hacen que sedesaproveche la velocidad del enlace.
-Carga:Indica cuan ocupado está un elemento de la red, comopor ejemplo un ruteador. Por ejemplo, un factor queinfluye en esta métrica es el porcentaje deutilización del procesador, determinando lacapacidad de proceso en paquetes por segundo.
-Costo:Se refiere al costo monetario. En algunos casos, seprefiere rutear un paquete por un camino más largo,pero más barato.
Roberto Rossi
Universidad Blas Pascal
