¿Qué es Internet?
Durante los inicios de la informática se desarrollaron equipos. Una vez que éstos fueron capaces de funcionar solos, algunas personas tuvieron la idea de conectarlos para poder intercambiar datos; éste es el concepto de una red. Por lo tanto, no sólo se debían desarrollar conexiones físicas entre los equipos para que la información pudiera circular, sino que también se debía desarrollar un lenguaje de comunicación para que pudiera haber un verdadero intercambio. Se decidió que este lenguaje se denominara protocolo.
En Internet se utilizan diversos protocolos, que son parte de una serie de protocolos denominados TCP/IP. TCP/IP se basa en la identificación de cada equipo con una dirección denominada dirección IP, que posibilita la transmisión de datos a la dirección correcta. Después estas direcciones se relacionaron con nombres de dominios para que pudieran recordarse con más facilidad.
Se desarrollaron redes heterogéneas (de diferentes tipos) en los cuatro rincones del planeta. Entonces, algunas personas decidieron conectar estas redes (por ejemplo, universidades o el ejército). Se desarrollaron protocolos para permitir que todas estas redes se pudieran comunicar y formar una red de redes. Poco a poco se fue formando una "telaraña" (Web) gigante, en la que la red más grande contenía a las demás redes. Esto se denominó Internet. Existen diferentes protocolos en Internet (lenguajes entre equipos) que permiten llevar a cabo diferentes acciones:
- IRC: chat en directo
- HTTP: navegar por páginas web
- FTP: transferir archivos
- y muchas otras cosas más
- Los paquetes HTTP llegan al puerto 80 y se transmiten al navegador de Internet que solicitó la página.
- Los paquetes IRC llegan al puerto 6667 (u otro, generalmente ubicado cerca de 7000) y se transmiten a un cliente IRC como mIRC (u otro).
Conexión a Internet
La interfaz de la red es la parte del equipo que permite la conexión a una red a través de líneas especialmente proporcionadas para el envío de información digital. El módem permite la conexión a una red mediante líneas telefónicas, que originalmente no se proporcionaron para esto pero que todavía son el medio de comunicación más utilizado.
Se asocia una dirección IP con la tarjeta de red, lo cual permite identificar el equipo en la red.
La conexión con un módem es totalmente diferente. Éste permite establecer una comunicación entre dos equipos mediante una línea telefónica. Sin embargo, se puede acceder a una red (y por lo tanto a Internet) mediante la conexión a un equipo conectado ("de un lado") a una o varias líneas telefónicas (para recibir la llamada) y ("del otro lado") a una red con una tarjeta de interfaz de red.
Este equipo generalmente pertenece a su proveedor de servicios de Internet (ISP, Internet Service Provider). Cuando le conecta a través de su intermediario, toma prestada la dirección IP que el equipo mantendrá durante la conexión. Cada vez que se conecta, arbitrariamente asigna una de estas direcciones IP libres que posee. Si puede brindar la misma dirección IP para cada conexión, entonces se denomina una "dirección IP fija".
¿Qué es un protocolo?
Un protocolo es un método estándar que permite la comunicación entre procesos (que potencialmente se ejecutan en diferentes equipos), es decir, es un conjunto de reglas y procedimientos que deben respetarse para el envío y la recepción de datos a través de una red. Existen diversos protocolos de acuerdo a cómo se espera que sea la comunicación. Algunos protocolos, por ejemplo, se especializarán en el intercambio de archivos (FTP); otros pueden utilizarse simplemente para administrar el estado de la transmisión y los errores (como es el caso de ICMP), etc.
En Internet, los protocolos utilizados pertenecen a una sucesión de protocolos o a un conjunto de protocolos relacionados entre sí. Este conjunto de protocolos se denomina TCP/IP.
Entre otros, contiene los siguientes protocolos:
- HTTP
- FTP
- ARP
- ICMP
- IP
- TCP
- UDP
- SMPT
- Telnet
- NNTP
Protocolo orientado a conexión y protocolo no orientado a conexión
Generalmente los protocolos se clasifican en dos categorías según el nivel de control de datos requerido:
- protocolos orientados a conexión: estos protocolos controlan la transmisión de datos durante una comunicación establecida entre dos máquinas. En tal esquema, el equipo receptor envía acuses de recepción durante la comunicación, por lo cual el equipo remitente es responsable de la validez de los datos que está enviando. Los datos se envían entonces como flujo de datos. TCP es un protocolo orientado a conexión;
- protocolos no orientados a conexión: éste es un método de comunicación en el cual el equipo remitente envía datos sin avisarle al equipo receptor, y éste recibe los datos sin enviar una notificación de recepción al remitente. Los datos se envían entonces como bloques (datagramas). UDP es un protocolo no orientado a conexión.
Protocolo e implementación
Un protocolo define únicamente cómo deben comunicar los equipos, es decir, el formato y la secuencia de datos que van a intercambiar. Por el contrario, un protocolo no define cómo se programa el software para que sea compatible con el protocolo. Esto se denomina implementación o la conversión de un protocolo a un lenguaje de programación.
Las especificaciones de los protocolos nunca son exhaustivas. Asimismo, es común que las implementaciones estén sujetas a una determinada interpretación de las especificaciones, lo cual genera especificidades de ciertas implementaciones o, aún peor, incompatibilidad o fallas de seguridad.
¿Qué es una dirección IP?
Los equipos comunican a través de Internet mediante el protocolo IP (Protocolo de Internet). 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 desde 1998 (Internet Assigned Numbers Agency).
Cómo descifrar una dirección IP
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:
- los números de la izquierda indican la red y se les denomina netID (identificador de red).
- los números de la derecha indican los equipos dentro de esta red y se les denomina host-ID (identificador de host).
Veamos el siguiente ejemplo:
Observe la red, a la izquierda 194.28.12.0. Contiene los siguientes equipos:
- 194.28.12.1 a 194.28.12.4
Observe la red de la derecha 178.12.0.0. Incluye los siguientes equipos:
- 178.12.77.1 a 178.12.77.6
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.
Direcciones especiales
Cuando se cancela el identificador de host, es decir, cuando los bits reservados para los equipos de la red se reemplazan por ceros (por ejemplo, 194.28.12.0), se obtiene lo que se llama dirección de red. Esta dirección no se puede asignar a ninguno de los equipos de la red.
Cuando se cancela el identificador de red, es decir, cuando los bits reservados para la red se reemplazan por ceros, se obtiene una dirección del equipo. Esta dirección representa el equipo especificado por el identificador de host y que se encuentra en la red actual.
Cuando todos los bits del identificador de host están en 1, la dirección que se obtiene es la denominada dirección de difusión. Es una dirección específica que permite enviar un mensaje a todos los equipos de la red especificados por el netID.
A la inversa, cuando todos los bits del identificador de red están en 1, la dirección que se obtiene se denomina dirección de multidifusión.
Por último, la dirección 127.0.0.1 se denomina dirección de bucle de retorno porque indica el host local.
Clases de redes
Las direcciones de IP se dividen en clases, de acuerdo a la cantidad de bytes que representan a la red.
Clase A
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 desde 1.0.0.0 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.
En binario, una dirección IP de clase A luce así:
| 0 | Xxxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx |
| Red | Equipos | |||
Clase B
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.
En binario, una dirección IP de clase B luce así:
| 10 | Xxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx |
| Red | Ordenadores | |||
Clase C
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.
En binario, una dirección IP de clase C luce así:
| 110 | Xxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx | Xxxxxxxx |
| Red | Ordenadores | |||
Asignación de direcciones IP
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.
| Clase | Cantidad de redes posibles | Cantidad máxima de equipos en cada una |
|---|---|---|
| A | 126 | 16777214 |
| B | 16384 | 65534 |
| C | 2097152 | 254 |
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.
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.
Por lo tanto, el ICANN ha reservado una cantidad de direcciones de cada clase para habilitar la asignación de direcciones IP a los equipos de una red local conectada a Internet, sin riesgo de crear conflictos de direcciones IP en la red de redes. Estas direcciones son las siguientes:
- Direcciones IP privadas de clase A: 10.0.0.1 a 10.255.255.254; hacen posible la creación de grandes redes privadas que incluyen miles de equipos.
- Direcciones IP privadas de clase B: 172.16.0.1 a 172.31.255.254; hacen posible la creación de redes privadas de tamaño medio.
- Direcciones IP privadas de clase C: 192.168.0.1 a 192.168.0.254; para establecer pequeñas redes privadas.
Máscaras de subred Para entender lo que es una mascara, puede ser interesante consultar la sección “ensamblador” acerca del enmascarado en binario
Máscaras de subred Para entender lo que es una mascara, puede ser interesante consultar la sección “ensamblador” acerca del enmascarado en binario
Brevemente, una máscara se genera con números uno en la ubicación de los bits que usted quiera conservar y ceros en aquellos que quiera cancelar. Una vez que se crea una máscara, simplemente coloque un Y lógico entre el valor que quiere enmascarar y las máscara, a fin de mantener intacta la parte deseada y cancelar el resto.
Por lo tanto una máscara de red se presenta bajo la forma de 4 bytes separados por puntos (como una dirección IP), y está compuesta (en su notación binaria) por ceros en lugar de los bits de la dirección IP que se desea cancelar (y por unos en lugar de aquellos que se quiera conservar).
Usos interesantes de las máscaras de subred
El interés principal de una máscara de subred reside en que permite la identificación de la red asociada con una dirección IP.
Efectivamente, la red está determinada por un número de bytes en la dirección IP (1 byte por las direcciones de clase A, 2 por las de clase B y 3 bytes para la clase C). Sin embargo, una red se escribe tomando el número de bytes que la caracterizan y completándolo después con ceros. Por ejemplo, la red vinculada con la dirección 34.56.123.12 es 34.0.0.0 , porque es una dirección IP de clase A.
Para averiguar la dirección de red vinculada con la dirección IP 34.56.123.12, simplemente se debe aplicar una máscara cuyo primer byte esté solamente compuesto por números uno (o sea 255 en decimal), y los siguientes bytes compuestos por ceros.
La máscara es: 11111111.00000000.00000000.00000000
La máscara asociada con la dirección IP34.208.123.12 es, por lo tanto, 255.0.0.0.
El valor binario de 34.208.123.12 es: 00100010.11010000.01111011.00001100
De este modo, una operación lógica de AND entre la dirección IP y la máscara da el siguiente resultado:
00100010.11010000.01111011.00001100O sea 34.0.0.0 Esta es la red vinculada a la dirección 34.208.123.12
AND
11111111.00000000.00000000.00000000
=
00100010.00000000.00000000.00000000
Generalizando, es posible obtener máscaras relacionadas con cada clase de dirección:
- Para una dirección de Clase A, se debe conservar sólo el primer byte. La máscara tiene el siguiente formato 11111111.00000000.00000000.00000000, es decir, 255.0.0.0 en decimales;
- Para una dirección de Clase B, se deben retener los primeros dos bytes y esto da la siguiente máscara 11111111.11111111.00000000.00000000, que corresponde a 255.255.0.0en decimales;
- Para una dirección de Clase C, siguiendo el mismo razonamiento, la máscara tendrá el siguiente formato 11111111.11111111.11111111.00000000, es decir, 255.255.255.0 en decimales;
Creación de subredes
Volvamos a analizar el ejemplo de la red 34.0.0.0 y supongamos que queremos que los dos primeros bits del segundo byte indiquen la red.
La máscara a aplicar en ese caso sería: 11111111.11000000.000000.000000
11111111.11000000.00000000.00000000
Es decir, 255.192.0.0
Si aplicamos esta máscara a la dirección 34.208.123.12, obtenemos:
34.192.0.0
En realidad, existen 4 figuras posibles para el resultado del enmascaramiento de una dirección IP de un equipo en la red 34.0.0.0
- Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 00, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.0.0.0
- Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 01, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.64.0.0
- Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 10, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.128.0.0
- Cuando los dos primeros bits del segundo byte son 11, en cuyo caso el resultado del enmascaramiento es 34.192.0.0
Por lo tanto, este enmascaramiento divide a una red de clase A (que puede admitir 16.777.214 equipos) en 4 subredes (lo que explica el nombre máscara de subred) que pueden admitir 2 22 equipos es decir 4.194.304 equipos.
Es interesante tener en cuenta que en estos dos casos la cantidad total de equipos es la misma, 16.777.214 Ordenadores (4 x 4,194,304 - 2 = 16,777,214).
La cantidad de subredes depende del número de bits adicionales asignados a la red (aquí 2). La cantidad de subredes es entonces:
| Número de bits | Número de subredes |
|---|---|
| 1 | 2 |
| 2 | 4 |
| 3 | 8 |
| 4 | 16 |
| 5 | 32 |
| 6 | 64 |
| 7 | 128 |
| 8 (imposible para la clase C) | 256 |
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