PROTOCOLO DE
INTERNET (IP)
«Protocolo de Internet» Para "protocolo de Internet" como el término genérico, véase Familia de protocolos de Internet.
Este artículo trata sobre el protocolo para la comunicación de datos. Para otros usos de este término, véase IP.
Internet Protocol (en español Protocolo de Internet) o IP es un protocolo de comunicación de datos digitales clasificado funcionalmente en la Capa de Red según el modelo internacional OSI.
Su función principal es el uso bidireccional en origen o destino de comunicación para transmitir datos mediante un protocolo no orientado a conexión que transfiere paquetes conmutados a través de distintas redes físicas previamente enlazadas según la norma OSI de enlace de datos.
Funcionamiento:
Este protocolo implementa dos
funciones básicas: direccionamiento y fragmentación. Los routers de
Internet utilizan las direcciones que se encuentran en la cabecera de los
paquetes IP para transmitirlos hacia su destino. La selección del camino más
apropiado para un paquete dado se denomina encaminamiento. Los hosts implicados
en una sesión pueden usar diferentes campos en la cabecera IP para fragmentar y
reensamblar los paquetes IP cuando éstos deban atravesar redes que requieran un
tamaño pequeño para las tramas del nivel de enlace.
Fiabilidad
El Protocolo de Internet no
proporciona ningún mecanismo de comunicación fiable. No existen acuses de
recibo ni entre extremos ni entre saltos. No hay control de errores para los
datos, sólo una Suma de Control que chequea exclusivamente la cabecera, además
no hay retransmisiones ni existe control de flujo.
El diseño del protocolo IP se realizó
presuponiendo que la entrega de los paquetes de datos sería no confiable por lo
cual IP tratará de
realizarla del mejor modo posible, mediante técnicas de encaminamiento,
sin garantías de alcanzar el destino final pero tratando de buscar la mejor
ruta entre las conocidas por la máquina que este usando IP.
Los datos en una red basada en IP son
enviados en bloques conocidos como paquetes o datagramas (en el protocolo IP estos términos se
suelen usar indistintamente). En particular, en IP no se necesita ninguna
configuración antes de que un equipo intente enviar paquetes a otro con el que
no se había comunicado antes.
IP provee un servicio de datagramas no
fiable (también llamado del "mejor esfuerzo", en inglés best-effort),
lo hará lo mejor posible pero garantizando poco). IP no provee ningún mecanismo
para determinar si un paquete alcanza o no su destino y únicamente proporciona
seguridad (mediante checksums o sumas de comprobación) de sus
cabeceras y no de los datos transmitidos. Por ejemplo, al no garantizar nada
sobre la recepción del paquete, éste podría llegar dañado, en otro orden con
respecto a otros paquetes, duplicado o simplemente no llegar. Si se necesita
fiabilidad, ésta es proporcionada por los protocolos de la capa de transporte, como TCP. Las cabeceras IP contienen las
direcciones de las máquinas de origen y destino (direcciones IP), direcciones
que serán usadas por los enrutadores (routers) para decidir el tramo de red por
el que reenviarán los paquetes.
El IP es el elemento común en el Internet de
hoy. El actual y más popular protocolo de red es IPv4. IPv6 es el sucesor
propuesto de IPv4; poco a poco Internet está agotando las direcciones
disponibles por lo que IPv6 utiliza direcciones de fuente y destino de 128
bits, muchas más direcciones que las que provee IPv4 con 32 bits. Las versiones
de la 0 a la 3 están reservadas o no fueron usadas. La versión 5 fue usada para
un protocolo experimental. Otros números han sido asignados, usualmente para
protocolos experimentales, pero no han sido muy extendidos.
Si la información a transmitir
("datagramas") supera el tamaño máximo "negociado" (MTU) en el tramo de red por el que
va a circular podrá ser dividida en paquetes más pequeños, y reensamblada luego
cuando sea necesario. Estos fragmentos podrán ir cada uno por un camino
diferente dependiendo de como estén de congestionadas las rutas en cada
momento.
Las cabeceras
IP contienen las direcciones
de las máquinas de origen y destino (direcciones
IP), direcciones que serán usadas por los enrutadores (routers) para
decidir el tramo de red por el que reenviarán los paquetes.
Direccionamiento y enrutamiento IP
Quizás los aspectos más complejos de
IP son el direccionamiento y el enrutamiento.
El direccionamiento se refiere a la forma como se asigna una dirección
IP y cómo se dividen y se
agrupan subredes de equipos. El enrutamiento consiste
en encontrar un camino que conecte una red con otra y, aunque es llevado a cabo
por todos los equipos, es realizado principalmente por routers, que no
son más que computadoras especializadas en recibir y enviar
paquetes por diferentes interfaces de red, así como proporcionar opciones de
seguridad, redundancia de caminos y eficiencia en la utilización de los
recursos.
Dirección IP
Una dirección
IP es un número que identifica de manera lógica y jerárquicamente a
una interfaz de un dispositivo
(habitualmente una computadora) dentro de una red que
utilice el protocolo de Internet (Internet
Protocol), que corresponde al nivel de red o nivel 3 del modelo de
referencia OSI. Dicho número no se ha de
confundir con la dirección MAC que es un número físico que
es asignado a la tarjeta o dispositivo de red (viene impuesta por el
fabricante), mientras que la dirección IP se puede cambiar.
Los sitios de Internet que por su naturaleza
necesitan estar permanentemente conectados, generalmente tienen una dirección IP fija (IP fija o IP
estática); es decir, no cambia con el tiempo. Los servidores de correo,
dns, ftp públicos, servidores web, conviene que tengan una dirección IP fija o
estática, ya que de esta forma se facilita su ubicación.
Las máquinas manipulan y jerarquizan la información
de forma numérica, y son altamente eficientes para hacerlo y ubicar direcciones
IP. Sin embargo, los seres humanos debemos utilizar otra notación más fácil de
recordar y utilizar, por ello las direcciones IP pueden utilizar un sinónimo,
llamado nombre de dominio (Domain Name), para
convertir los nombres de dominio en direcciones IP, se utiliza la resolución de
nombres de dominio DNS.
Existe un protocolo para asignar direcciones IP
dinámicas llamado DHCP (Dynamic
Host Configuration Protocol).
DHCP
Sigla
en inglés de Dynamic Host
Configuration Protocol, en español «protocolo de configuración dinámica de host» es un protocolo de red que
permite a los clientes de una red IP obtener sus parámetros de configuración
automáticamente. Se trata de un protocolo de tipo cliente/servidor en el que generalmente un servidor posee una lista de
direcciones IP dinámicas y las va asignando a los clientes conforme éstas van
estando libres, sabiendo en todo momento quién ha estado en posesión de esa IP,
cuánto tiempo la ha tenido y a quién se la ha asignado después.
Enrutamiento
En comunicaciones, el encaminamiento (a veces conocido
por el anglicismo ruteo o enrutamiento) es el mecanismo por el
que en una red los paquetes de información
se hacen llegar desde su origen a su destino final, siguiendo un camino o ruta
a través de la red. En una red grande o en un conjunto de redes interconectadas
el camino a seguir hasta llegar al destino final puede suponer transitar por
muchos nodos intermedios.
Asociado al encaminamiento existe
el concepto de métrica, que es una medida de lo "bueno" que es usar
un camino determinado. La métrica puede estar asociada a distintas magnitudes:
distancia, coste, retardo de transmisión, número de saltos, etc., o incluso a
una combinación de varias magnitudes. Si la métrica es el retardo, es mejor un
camino cuyo retardo total sea menor que el de otro. Lo ideal en una red es
conseguir el encaminamiento óptimo: tener caminos de distancia (o coste, o
retardo, o la magnitud que sea, según la métrica) mínimos. Típica mente el encaminamiento es una función implantada en la capa 3 (capa de red) del modelo
de referencia OSI.
Protocolo IP, funciones y características
A
continuación se muestran algunas de las funciones y características del
protocolo IP:
• Protocolo de intercambio de paquetes a nivel de
servicio y de implementación.
• No orientado a conexión.
• Los paquete se enrutan independientemente.
• No garantiza la entrega, orden y la no duplicidad de
la información, lo cual quiere decir que es un protocolo no confiable.
• No detecta ni corrige errores.
• Define claramente la unidad de transferencia denominada Datagrama
o paquete IP.
• Actualmente existen 2 versiones: IPV4 e IPV6.
• Muestra el conjunto de redes físicas como una sola
red virtual (internet).
Los equipos comunican a través de Internet
mediante el protocolo IP. Este
protocolo utiliza direcciones numéricas denominadas direcciones IP compuestas
por cuatro números enteros (4 bytes) entre 0 y
255, y escritos en el formato xxx.xxx.xxx.xxx. Por ejemplo, 194.153.205.26 es una dirección IP en formato
técnico.
Los equipos de una red utilizan estas direcciones para
comunicarse, de manera que cada equipo de la red tiene una dirección IP
exclusiva.
El organismo a
cargo de asignar direcciones públicas de IP, es decir, direcciones IP para los
equipos conectados directamente a la red pública de Internet, es el ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and
Numbers) que remplaza el IANA (Internet
Assigned Numbers Agency).
ICANN
Es una organización que opera a nivel
multinacional/internacional) y es la responsable de asignar las direcciones del protocolo
IP, de los identificadores de protocolo, de las funciones de gestión del
sistema de dominio y de la administración del sistema de servidores
raíz.
En un principio, estos servicios los
realizaba IANA (Internet Assigned Numbers Authority)
y otras entidades del gobierno estadounidense.
ICANN se dedica a preservar la
estabilidad de Internet por medio de procesos basados en el
consenso.
IANA
Internet
Assigned Numbers Authority (cuyo acrónimo es IANA) es la entidad que supervisa la
asignación global de direcciones
IP, sistemas autónomos, servidores raíz de nombres de
dominio DNS y otros recursos relativos a los
protocolos de Internet. Actualmente es un departamento operado por ICANN.
En sus inicios, IANA fue administrada
principalmente por Jon Postel en el Instituto de Ciencias de la
Información (ISI) de la Universidad del Sur de California (USC), en virtud de un contrato de
USC/ISI con el Departamento de Defensa estadounidense, hasta que se creó la
ICANN para asumir la responsabilidad bajo un contrato del Departamento de
Comercio.
Una dirección IP es una
dirección de 32 bits, escrita
generalmente con el formato de 4 números enteros separados por puntos. Una dirección
IP tiene dos partes diferenciadas.
En el caso
anterior, las redes se escriben 194.28.12 y 178.12.77, y cada equipo dentro de la
red se numera de forma incremental.
Tomemos una
red escrita 58.0.0.0. Los equipos de esta red
podrían tener direcciones IP que van desde 58.0.0.1 a 58.255.255.254. Por lo tanto, se trata
de asignar los números de forma que haya una estructura en la jerarquía de los
equipos y los servidores.
Cuanto menor sea el número de bits reservados en la red,
mayor será el número de equipos que puede contener.
De hecho, una
red escrita 102.0.0.0 puede contener equipos cuyas
direcciones IP varían entre 102.0.0.1 y 102.255.255.254
(256*256*256-2=16.777.214 posibilidades), mientras que una red escrita 194.24 puede contener solamente equipos con
direcciones IP entre 194.26.0.1 y 194.26.255.254 (256*256-2=65.534
posibilidades); ésta es el concepto de clases de direcciones IP.
En una
dirección IP de clase A, el primer byte representa la red. El bit más
importante (el primer bit a la izquierda) está en cero, lo que significa que
hay 2 7 (00000000 a 01111111) posibilidades de red, que
son 128 posibilidades. Sin embargo, la red 0 (bits con valores 00000000) no
existe y el número 127 está reservado para indicar su equipo.
Las redes disponibles de clase A son, por lo tanto,
redes que van desde1.0.0.0 a 126.0.0.0 (los últimos bytes son
ceros que indican que se trata seguramente de una red y no de equipos).
Los tres bytes de la izquierda representan los
equipos de la red. Por lo tanto, la red puede contener una cantidad de equipos
igual a:
224-2 = 16.777.214 equipos.
224-2 = 16.777.214 equipos.
En una
dirección IP de clase B, los primeros dos bytes representan la red. Los
primeros dos bits son 1 y 0; esto significa que existen 214 (10
000000 00000000 a 10 111111 11111111) posibilidades de red, es decir, 16.384
redes posibles. Las redes disponibles de la clase B son, por lo tanto, redes
que van de 128.0.0.0 a 191.255.0.0.
Los dos bytes de la izquierda representan los equipos
de la red. La red puede entonces contener una cantidad de equipos equivalente
a: Por lo tanto, la red puede contener una cantidad de equipos igual a:
216-21 = 65.534 equipos.
216-21 = 65.534 equipos.
En una dirección IP de clase c, los primeros tres
bytes representan la red. Los primeros tres bits son 1,1 y 0; esto significa
que hay 221 posibilidades de red, es decir, 2.097.152. Las
redes disponibles de la clases c son, por lo tanto, redes que van desde 192.0.0.0 a 223.255.255.0.
El byte de la derecha representa los equipos de la
red, por lo que la red puede contener:
28-21 = 254 equipos.
28-21 = 254 equipos.
El objetivo de dividir las direcciones IP en tres clases
A, B y C es facilitar la búsqueda de un equipo en la red. De hecho, con esta
notación es posible buscar primero la red a la que uno desea tener acceso y luego
buscar el equipo dentro de esta red. Por lo tanto, la asignación de una
dirección de IP se realiza de acuerdo al tamaño de la red.
Las
direcciones de clase A se utilizan en redes muy amplias, mientras que las
direcciones de clase C se asignan, por ejemplo, a las pequeñas redes de
empresas.
Dirección
IP Dinámica
El
usuario al conectarse desde su hogar a Internet utiliza una dirección
IP. Esta dirección puede cambiar al reconectar. A la posibilidad de cambio de
dirección de la IP se denomina dirección IP dinámica.
Dirección IP Fija o Estática
Los sitios de Internet que por su naturaleza necesitan estar permanentemente
conectados, generalmente tienen una dirección IP fija (IP
fija o IP estática); es decir, no cambia con el tiempo.
Direcciones IP reservadas
Es habitual
que en una empresa u organización un solo equipo tenga conexión a Internet y
los otros equipos de la red acceden a Internet a través de aquél (por lo
general, nos referimos a un proxy o pasarela).
En ese caso, solo el equipo conectado a la red necesita
reservar una dirección de IP con el ICANN. Sin embargo, los otros equipos
necesitarán una dirección IP para comunicarse entre ellos.
Características
• Protocolo
orientado a no conexión.
• Fragmenta
paquetes si es necesario.
• Direccionamiento
mediante direcciones lógicas IP de 32 bits.
• Si
un paquete no es recibido, este permanecerá en la red durante un tiempo finito.
• Realiza
el "mejor esfuerzo" para la distribución de paquetes.
• Tamaño
máximo del paquete de 65635 bytes.
Sólo ser realiza
verificación por suma al encabezado del paquete, no a los datos éste que
contiene.
Localización en el modelo OSI
Versión
4
Ipv4 es un protocolo que nos
hace posible la comunicación entre dos computadoras pertenecientes o conectadas
a una red. Para realizar tal comunicación este protocolo envía paquetes de
información de un equipo a otro, algunas veces teniendo que pasar por algún
otro dispositivo para llegar a su destino.
El IPv4 es una etiqueta
numérica que identifica a los dispositivos en Internet. El protocolo de
Internet versión 4 es usado desde 1981 hasta la fecha, es una versión que usa
32 bits, formando 4 grupos binarios cada uno de 8bits, cada octeto volviéndolo
a su valor en decimal podría obtener desde el 0 hasta el 255, lo cual nos
produce una cantidad aproximada de 4,000 millones de combinaciones.
Versión 6
IPv6 o IPng es la nueva versión del protocolo IP
(Protocolo de Internet). Ha sido diseñado por el IETF, para reemplazar en forma gradual a la versión
actual, el IPv4.
En esta versión se
mantuvieron las funciones del IPv4 que son utilizadas, las que no son utilizadas
o se usan con poca frecuencia, se quitaron o se hicieron opcionales,
agregándose nuevas características.
El tamaño de las direcciones IP cambia de 32
bits a 128 bits, para soportar: más niveles de jerarquías de direccionamiento y
más nodos direccionales.
Posibilidad de paquetes con
carga útil (datos) de más de 65.355 bytes.
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