Comprendiendo La Capa de Internet (IP)

IP, Resumen

La capa de internet existe por dos principales motivos: ruteo y ofrecer una sola interface de red a las capas superiores, estos son los protocolos principales que de la capa de internet del modelo TCP/IP

IP Internet Protocol
Internet Control Message Protocol (ICMP)
Address Resolution Protocol (ARP)

Internet Protocol (IP) esencialmente es la capa de internet, existen otros protocolos en esta capa pero son solo para dar soporte a IP

IP es un protocolo no orientado a la conexión que ofrece entrega de paquetes al mejor esfuerzo

IP tiene las siguientes características:

Opera en la capa 2 (capa de internet) del modelo TCP/IP o capa 3 (capa de red) del modelo de referencia OSI.
Es un protocolo no orientado a la conexión.
Usa un direccionamiento jerárquico.
Ofrece entrega de paquetes orientado al mejor esfuerzo.
No cuenta con un mecanismo de recuperación de datos.

En la siguiente figura se muestra el encabezado IP:

Direccionamiento IP

En un ambiente IP cada nodo debe de contar con una única dirección IP lógica de 32 bits. Cada datagrama IP incluye la dirección IP origen y destino en su encabezado
Como se muestra en la siguiente figura, una dirección IP consta de dos partes, la porción de red (Network ID) y la porción de host (Host ID), las dos partes del esquema de direccionamiento permite a la dirección identificar tanto a la red como a los host que la conforman:

Todos los puntos finales dentro de una red comparten un número de red en común
Los bits restantes identifican cada host dentro de esa red

Clases de Direcciones IP

Existen 5 clases de direcciones IP: de la clase A a la clase E. Las clases A,B y C son las más comunes.

Clase A tienes 8 bits en la porción de red y 24 bits en la porción de host
Clase B tienes 16 bits en la porción de Red y 16 bits en la porción de Host
Clase C permite muchas más redes que host (24 bits en la porción de Red y 8 bits en la porción de Host).

Este esquema de direccionamiento se creado asumiendo que en el mundo existirían mas redes pequeñas que redes grandes
Las direcciones de clase D son usadas para propósitos de multicast y la clase E es usada para propósitos de investigación y experimentación
En la figura se muestran el rango de direcciones IP de las clases A a la D:

Direcciones IP Reservadas

Algunas direcciones IP en TCP/IP son reservadas para propósitos específicos. Esas direcciones no pueden ser asignadas a dispositivos individuales en la red. Estas direcciones reservadas son las siguientes:

Dirección de Red: una dirección IP que tiene en 0 sus bits en porción de host. Por ejemplo 172.16.0.0/16
Direcciones directas de broadcast: es una dirección IP que en la porción de host tiene 1s binarios en cada bit, es usada para enviar datos a todos los dispositivos en la red por ejemplo la dirección IP 172.16.255.255/16.
Dirección Local de broadcast: es una dirección utilizada si un dispositivo quiere comunicarse con todos los dispositivos en la red local. Esta dirección es 255.255.255.255
Dirección de Loopback: usada por el stack TCP/IP para testear TCP/IP enviando un mensaje interno a sí mismo, esta dirección es 172.0.0.1

Direcciones IP Privadas

El RFC 1819 define a las direcciones IP reservadas para uso de redes privadas, La dirección IP no es ruteada en la Internet, los rangos de las direcciones IP Privadas son:

10.0.0.0 a la 10.255.255.255
172.16.0.0 a la 172.31.255.255
192.168.0.0 a la 192.168.255.255

Las redes que usan las redes privadas todavía pueden conectarse a Internet si estas usan NAT (Network Address Traslation).
Herramientas para determinar la dirección IP en un Host.

Windows: ipconfig es una herramienta común en la línea de comandos del sistema operativo Windows para encontrar los parámetros TCP/IP asignados a un host.
UNIX/LINX: ifconfig determina la información TCP/IP en un host