Direccionamiento IPv4

Una dirección IPv4 son 32 bits. Se escriben en cuatro grupos de 8 bits, llamados octetos, cada uno pasado a decimal y separado por puntos: por eso cada número va de 0 a 255 y por eso existen algo más de cuatro mil millones de direcciones distintas, 2 elevado a 32.

Esos 32 bits no son un identificador plano. Se parten en dos trozos: los de la izquierda identifican la red y los de la derecha identifican al equipo dentro de esa red. Quien marca dónde está la frontera es la máscara de subred, otro número de 32 bits que lleva unos en la parte de red y ceros en la parte de host, siempre en ese orden y sin mezclarse.

De ahí sale la primera regla práctica de todo el tema: dos equipos se hablan directamente, sin pasar por un router, cuando su parte de red coincide. Si no coincide, el tráfico tiene que salir por la puerta de enlace.

La máscara no es un adorno de la dirección: es lo que decide qué parte de esos 32 bits es la red. La misma dirección con dos máscaras distintas pertenece a dos redes distintas.

El reparto original de Internet no usaba máscaras libres: el propio valor del primer octeto decidía cuántos bits eran de red. Es lo que se llama direccionamiento con clases, y aunque hoy está superado sigue cayendo porque los rangos y las máscaras por defecto se dan por sabidos.

De las 128 redes teóricas de clase A solo quedan 126 disponibles, porque el 0 y el 127 están reservados. Las clases D y E no sirven para identificar redes ni equipos: la D es la de los grupos multicast y la E no llegó a usarse nunca fuera del laboratorio.

El defecto que acabó con este modelo es el desperdicio. Una organización con dos mil equipos no cabía en una clase C, de 254, y al darle una clase B se le entregaban 65.534 direcciones para dejar más de sesenta mil sin usar. Ese despilfarro es la razón de que aparecieran las subredes y la notación CIDR.

ICANN introdujo el encaminamiento entre dominios sin clases, CIDR, para romper la atadura entre el primer octeto y el tamaño de la red. Con CIDR la máscara se elige libremente y se escribe de forma abreviada detrás de la dirección, con una barra y el número de bits que valen 1: es la notación w.x.y.z barra a, donde ese número, el prefijo, es la parte de red.

Así, 10.20.30.40/24 y 10.20.30.40 con máscara 255.255.255.0 son exactamente lo mismo escrito de dos maneras. Como la máscara siempre lleva los unos seguidos por la izquierda, el prefijo la determina sin ambigüedad, y por eso la notación con barra es la que se usa en todas partes.

Esta tabla se saca de memoria contando: cada bit que se añade al prefijo parte en dos el número de direcciones. 256, 128, 64, 32, 16, 8 y 4.

Dentro de cada red hay dos direcciones que no se pueden asignar a ningún equipo, y son las que explican ese «menos 2» que aparece en todas las cuentas de hosts.

En la red 192.168.10.0/24, la dirección de red es 192.168.10.0, la de difusión es 192.168.10.255 y los equipos pueden ocupar de la 192.168.10.1 a la 192.168.10.254. Son 254 direcciones útiles y no 256.

Host a ceros es la red, host a unos es la difusión. Hosts útiles igual a 2 elevado al número de bits de host, menos 2.

No todas las direcciones se pueden usar en Internet. Hay bloques apartados para usos concretos, y saberlos de memoria es de lo más rentable del tema porque se preguntan directamente.

Una dirección APIPA es un síntoma, no una configuración: si un equipo aparece con una 169.254, lo que está diciendo es que pidió dirección y nadie le contestó. Las privadas, en cambio, son deliberadas, y son la razón de que exista la traducción de direcciones.

Los tres bloques privados: un 10, un 172.16 a 172.31 y un 192.168. Todo lo que empiece por 127 es bucle local y no sale del equipo.

Si una dirección privada no se encamina por Internet, hace falta algo que la sustituya por una pública a la salida y deshaga el cambio a la vuelta. Eso es la traducción de direcciones de red, NAT, y es lo que hace el router de cualquier casa u oficina.

La diferencia entre NAT y PAT es la que suelen preguntar: NAT cambia direcciones y PAT cambia puertos. Es PAT lo que permite que toda una oficina navegue con una única dirección pública, porque cada conversación se distingue por el puerto que el router le asigna.