Fundamentos del Direccionamiento IPv4 e IPv6

1. Definición de Red en Términos de Dirección IPv4

Para cada dirección IPv4, algunas porciones de los bits de orden superior representan la dirección de red. En la capa 3, se define una red como un grupo de hosts con patrones de bits idénticos en la porción de dirección de red de sus direcciones.

2. Tipos de Direcciones IPv4: Nombre y Objetivo

• Dirección de red: La dirección con la cual hacemos referencia a la red.
• Dirección de broadcast: Una dirección especial utilizada para enviar datos a todos los hosts de la red.
• Dirección host: Las direcciones asignadas a los dispositivos finales de la red.

3. Distinción entre los Tipos de Direcciones IPv4

• La dirección más baja está reservada para la dirección de la red. Esta dirección tiene un 0 para cada bit del host en la porción de host de la dirección.
• Dirección host: Los bits de host son una mezcla única de unos y ceros dentro de una red.
• Dirección de broadcast: Utiliza la dirección más alta en el rango de la red. Ésta es la dirección en la cual los bits de la porción de host son todos 1.

4. Formas de Comunicación en IPv4

• Unicast: El proceso de enviar un paquete de un host a otro host individual.
• Broadcast: El proceso de enviar un paquete de un host a todos los hosts de la red.
• Multicast: El proceso de enviar un paquete desde un host a un grupo de hosts seleccionado.

5. Objetivo de los Rangos de Direcciones IPv4 Públicas y Privadas

Las direcciones privadas especificadas permiten que los administradores de red asignen direcciones a aquellos hosts que saben que nunca necesitan acceso a internet pública.

6. Uso de Direcciones IPv4 Especiales y Reservadas

• Direcciones Multicast: El rango de direcciones multicast IPv4 de 224.0.0.0 a 239.255.255.255 se encuentra reservado para fines específicos.
• Direcciones privadas:
  • De 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (10.0.0.0 /8)
  • De 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (172.16.0.0 /12)
  • De 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (192.168.0.0 /16)

  Los bloques de direcciones del espacio privado se reservan para uso en redes privadas. No necesariamente el uso de estas direcciones debe ser exclusivo entre redes externas. Por lo general, los hosts que no requieren acceso a Internet pueden utilizar las direcciones privadas sin restricciones.

• Ruta default: La ruta default IPv4 es 0.0.0.0. El uso de esta dirección también reserva todas las direcciones en el bloque de direcciones 0.0.0.0 – 0.255.255.255 (0.0.0.0 /8).
• Loopback: Una dirección reservada es la dirección loopback IPv4 127.0.0.1 – las direcciones de 127.0.0.0 a 127.255.255.255 se encuentran reservadas para loopback en donde los hosts dirigen el tráfico hacia ellos mismos.
• Direcciones de enlace link-local: Las direcciones IPv4 del bloque de direcciones desde 169.254.0.0 hasta 169.254.255.255 (169.254.0.0 /16) se encuentran designadas como direcciones link-local. El sistema operativo puede asignar automáticamente estas direcciones al host local en entornos donde no se dispone de una configuración IP.
• Direcciones TEST-NET: Se establece el bloque de direcciones de 192.0.2.0 a 192.0.2.255 (192.0.2.0 /24) para fines de enseñanza y aprendizaje. Estas direcciones pueden usarse en ejemplos de documentación y redes.

7. Razones para la Planificación y Documentación de Direcciones IPv4

• Prevenir la duplicación de las direcciones.
• Proporcionar y verificar el acceso.
• Controlar la seguridad y el rendimiento.

8. Asignación Estática y Dinámica de Direcciones IPv4

Asignación estática: Servidores, impresoras, direcciones Gateway LAN routers, direcciones de administración y ndispositivos de red como switches y puntos de acceso inalámbricos.

Asignación dinámica: Gran cantidad de computadoras para todos los fines y dispositivos finales tales como teléfonos IP.

9. Características Distintivas de IPv6 Respecto a IPv4

IPv6 tiene estas funciones en comparación con IPv4:

• Manejo mejorado de paquetes.
• Mayor escalabilidad y duración.
• Mecanismos de QoS.
• Seguridad integrada.

Para proporcionar estas funciones, IPv6 ofrece:

• Direccionamiento jerárquico de 128 bits, para expandir las capacidades de direccionamiento.
• Simplificación del formato de encabezado, para mejorar el manejo del paquete.
• Mayor compatibilidad con extensiones y opciones.
• Capacidad de etiquetado de flujo, como mecanismos de QoS.
• Autenticación y capacidades de privacidad, para integrar la seguridad.

10. Objetivo de la Máscara de Subred en el Direccionamiento IPv4

Los dispositivos de red utilizan la máscara de subred para determinar la dirección de red o subred de una dirección IP que el dispositivo está procesando.

11. Factores a Considerar al Planificar un Esquema de Direccionamiento IPv4

• Agrupar de acuerdo con una ubicación geográfica común.
• Agrupar hosts que se utilizan para propósitos específicos.
• Agrupar de acuerdo con la propiedad.

12. Utilidad de Ping para Probar y Verificar la Conectividad de la Red

Niveles posibles:

• Ping 127.0.0.1 prueba loop back.
• Haga ping en la dirección Gateway del host o de otro en la misma red.
• Haga ping en un host en una red remota.

13. Utilidad de Traceroute vs. Ping

Cuando no se pueda acceder a una dirección remota y el ping falla. Mediante traceroute se puede mostrar cuántos saltos hacia el destino podría alcanzar satisfactoriamente el host de origen. Esto podría ayudar a determinar dónde se produce la falla en la red o dónde se encuentran las restricciones de seguridad.

14. Importancia de ICMPv4 para IPv4

IPv4 es un protocolo de máximo esfuerzo no confiable. ICMPv4 proporciona un medio para que se informen problemas de red tales como paquetes descartados por saturación a la red de origen o al host. Los mensajes incluyen:

• Conformación del host.
• Servicio o destino inalcanzable.
• Tiempo superado.
• Redirección de la ruta.
• Disminución en velocidad en origen.