Direccionamiento IP: IPv4 e IPv6, Clases de IP, Subredes y Máscaras de Subred

El direccionamiento IP es un concepto fundamental en el mundo de las redes. Es el sistema que permite identificar de manera única a cada dispositivo conectado a una red, ya sea una red local o Internet. En este blog, te explicaré qué son las direcciones IPv4 e IPv6, las clases de direcciones IP, cómo se dividen las redes en subredes y cómo funcionan las máscaras de subred, todo acompañado de ejemplos prácticos.

¿Qué es una Dirección IP?

Una dirección IP (Protocolo de Internet) es un número único asignado a cada dispositivo conectado a una red. Este número permite que los dispositivos se comuniquen entre sí enviando y recibiendo datos de manera eficiente. Existen dos versiones principales de direcciones IP:

IPv4 (Internet Protocol version 4): Es la versión más antigua y común de las direcciones IP, formada por un número de 32 bits.
IPv6 (Internet Protocol version 6): Es la nueva versión que usa 128 bits, diseñada para solventar el agotamiento de direcciones en IPv4.

Direccionamiento IPv4

Las direcciones IPv4 están formadas por cuatro números separados por puntos, conocidos como octetos. Cada número puede variar entre 0 y 255 (un total de 32 bits). Un ejemplo de dirección IPv4 es:

192.168.1.1

Clases de Direcciones IPv4

Las direcciones IPv4 se dividen en clases, dependiendo del tamaño de la red y el número de dispositivos que pueden conectarse. Las clases más comunes son A, B y C:

Clase A:
- Rango: 0.0.0.0 a 127.255.255.255
- Ideal para redes muy grandes.
- Máscara por defecto: 255.0.0.0
- Ejemplo de IP: 10.0.0.1
Clase B:
- Rango: 128.0.0.0 a 191.255.255.255
- Usada en redes medianas.
- Máscara por defecto: 255.255.0.0
- Ejemplo de IP: 172.16.0.1
Clase C:
- Rango: 192.0.0.0 a 223.255.255.255
- Adecuada para redes pequeñas.
- Máscara por defecto: 255.255.255.0
- Ejemplo de IP: 192.168.1.1

Máscaras de Subred en IPv4

Una máscara de subred divide la dirección IP en dos partes: la parte de red y la parte de host. La parte de red identifica la red a la que pertenece el dispositivo, mientras que la parte de host identifica el dispositivo dentro de esa red.

Ejemplo de máscara de subred de Clase C (255.255.255.0):

IP: 192.168.1.1

Máscara de Subred: 255.255.255.0

Red: 192.168.1.0 Host: 1

Direccionamiento IPv6

Debido a la creciente demanda de dispositivos conectados, el IPv6 se creó para proporcionar una mayor cantidad de direcciones posibles. IPv6 utiliza direcciones de 128 bits, que se representan en bloques hexadecimales separados por dos puntos. Un ejemplo de dirección IPv6 es:

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

Características de IPv6:

Número masivo de direcciones: IPv6 puede ofrecer 340 undecillones de direcciones únicas.
Autoconfiguración: Los dispositivos pueden generar automáticamente su dirección IPv6.
Seguridad integrada: IPv6 incluye IPsec para una capa de seguridad adicional.

¿Qué es una Subred?

Una subred es una división lógica de una red IP más grande. Dividir una red en subredes mejora la organización y la eficiencia de las redes, al tiempo que facilita la gestión de grandes infraestructuras. Para dividir una red en subredes, se utiliza una máscara de subred que indica cuántos bits están reservados para la red y cuántos para los dispositivos.

Ejemplo de Subneteo en IPv4:

Supongamos que tienes la red 192.168.1.0 con la máscara por defecto de clase C 255.255.255.0. Si quisieras dividir esta red en dos subredes, podrías cambiar la máscara a 255.255.255.128 (o /25 en notación CIDR).

La red se dividiría en dos subredes:

192.168.1.0/25 (Rango de hosts: 192.168.1.1 a 192.168.1.126)
192.168.1.128/25 (Rango de hosts: 192.168.1.129 a 192.168.1.254)

Aquí, la nueva máscara indica que se utilizan 25 bits para identificar la red (en lugar de los 24 bits originales). Esto permite tener dos subredes, cada una con 126 hosts posibles.

Máscaras de Subred y Notación CIDR

La notación CIDR (Classless Inter-Domain Routing) es una forma simplificada de representar una máscara de subred. En lugar de escribir la máscara de subred completa, simplemente se indica el número de bits que representan la red.

Ejemplo:

La dirección IP 192.168.1.1/24 significa que los primeros 24 bits están reservados para la red y los 8 bits restantes para los hosts.

Ejemplo práctico de cálculo de subredes:

Supongamos que tienes la dirección IP 192.168.10.0/24 y deseas crear 4 subredes. El proceso sería:

Conviertes la máscara /24 (255.255.255.0) en una máscara más específica. Para 4 subredes, necesitas 2 bits adicionales para las subredes.
Esto da una nueva máscara de /26 (255.255.255.192). Esto deja 6 bits para los hosts en cada subred, lo que permite 62 hosts por subred.

Las subredes resultantes serían:

Subred 1: 192.168.10.0/26 (Hosts: 192.168.10.1 a 192.168.10.62)
Subred 2: 192.168.10.64/26 (Hosts: 192.168.10.65 a 192.168.10.126)
Subred 3: 192.168.10.128/26 (Hosts: 192.168.10.129 a 192.168.10.190)
Subred 4: 192.168.10.192/26 (Hosts: 192.168.10.193 a 192.168.10.254)

Diferencias entre IPv4 e IPv6

Aunque ambos protocolos cumplen la misma función, IPv4 e IPv6 tienen diferencias clave:

IPv4

32 bits

Ejemplo: 192.168.1.1

Menor cantidad de direcciones

Configuración manual o DHCP

IPv6

128 bits

Ejemplo: 2001:0db8::85a3:0370:7334

Cantidad casi infinita de direcciones

Autoconfiguración o DHCPv6

Ejemplo Práctico: Configuración de Red en IPv4

Imagina que estás configurando una red en tu oficina. Tienes el rango de IP 192.168.5.0/24, y necesitas dividirlo en 4 subredes para separar el tráfico de distintas áreas.

Máscara de Subred Inicial: 255.255.255.0 (/24).
Necesitas 4 subredes, por lo que incrementas la máscara a 255.255.255.192 (/26), lo que te da 62 hosts por subred.
Las subredes generadas son:
- Subred 1: 192.168.5.0/26 (Rango: 192.168.5.1 a 192.168.5.62)
- Subred 2: 192.168.5.64/26 (Rango: 192.168.5.65 a 192.168.5.126)
- Subred 3: 192.168.5.128/26 (Rango: 192.168.5.129 a 192.168.5.190)
- Subred 4: 192.168.5.192/26 (Rango: 192.168.5.193 a 192.168.5.254)