Dirección IP

Una dirección IP es un número que identifica, de manera lógica y jerárquica, a una Interfaz en red (elemento de comunicación/conexión) de un dispositivo (computadora, tableta, portátil, smartphone) que utilice el protocolo IP o (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red del modelo TCP/IP. La dirección IP no debe confundirse con la dirección MAC, que es un identificador de 48 bits expresado en código hexadecimal, para identificar de forma única la tarjeta de red y no depende del protocolo de conexión utilizado en la red.

La dirección IP puede cambiar muy a menudo debido a cambios en la red, o porque el dispositivo encargado dentro de la red de asignar las direcciones IP, decida asignar otra IP (por ejemplo, con el protocolo DHCP). A esta forma de asignación de dirección IP se le denomina también dirección IP dinámica (normalmente abreviado como IP dinámica). Los sitios de Internet que por su naturaleza necesitan estar permanentemente conectados generalmente tienen una dirección IP fija (comúnmente, IP fija o IP estática). Esta no cambia con el tiempo. Los servidores de correo, DNS, FTP públicos y servidores de páginas web necesariamente deben contar con una dirección IP fija o estática, ya que de esta forma se permite su localización en la red.

Los dispositivos se conectan entre sí mediante sus respectivas direcciones IP. Sin embargo, para las personas es más fácil recordar un nombre de dominio que los números de la dirección IP. Los servidores de nombres de dominio DNS, «traducen» el nombre de dominio en una dirección IP. Si la dirección IP dinámica cambia, es suficiente actualizar la información en el servidor DNS. El resto de las personas seguirán accediendo al dispositivo por el nombre de dominio.

Direcciones IP

En una red de clase A, se asigna el primer octeto para identificar la red, reservando los tres últimos octetos (24 bits) para que sean asignados a los hosts, de modo que la cantidad máxima de hosts es 224 – 2 (se excluyen la dirección reservada para broadcast (últimos octetos a 1) y de red (últimos octetos a 0)), es decir, 16 777 214 hosts.
En una red de clase B, se asignan los dos primeros octetos para identificar la red, reservando los dos octetos finales (16 bits) para que sean asignados a los hosts, de modo que la cantidad máxima de hosts por cada red es 216 – 2, o 65 534 hosts.
En una red de clase C, se asignan los tres primeros octetos para identificar la red, reservando el octeto final (8 bits) para que sea asignado a los hosts, de modo que la cantidad máxima de hosts por cada red es 28 – 2, o 254 hosts.
(*) La dirección que tiene los bits de host iguales a 0 sirve para definir la red en la que se ubica. Se denomina dirección de red. La dirección que tiene los bits correspondientes a host iguales a 1, sirve para enviar paquetes a todos los hosts de la red en la que se ubica. Se denomina dirección de broadcast.
(**) La dirección 0.0.0.0 es reservada por la IANA para identificación local.
(***) Las direcciones 127.x.x.x se reservan para designar la propia máquina. Se denomina dirección de bucle local o loopback.
(****) La primera dirección se reserva para identificar la red (p.ej. 18.0.0.0), mientras que la última dirección se emplea como dirección de difusión o broadcast (p.ej. 18.255.255.255). Ese es el motivo por el que el número máximo de hosts en una red es siempre igual al número de direcciones disponibles en un rango específico menos dos.
El diseño de redes de clases (classful) sirvió durante la expansión de internet, sin embargo este diseño no era escalable y frente a una gran expansión de las redes en la década de los noventa, el sistema de espacio de direcciones de clases fue reemplazado por una arquitectura de redes sin clases Classless Inter-Domain Routing (CIDR)4​ en el año 1993. CIDR está basada en redes de longitud de máscara de subred variable (variable-length subnet masking VLSM), lo que permite asignar redes de longitud de prefijo arbitrario. Permitiendo por tanto una distribución de direcciones más fina y granulada, calculando las direcciones necesarias y «desperdiciando» las mínimas posibles.

Direcciones privadas

Existen ciertas direcciones en cada clase de dirección IP que no están asignadas y que se denominan direcciones privadas. Las direcciones privadas pueden ser utilizadas por los hosts que usan traducción de dirección de red (NAT) para conectarse a una red pública o por los hosts que no se conectan a Internet. En una misma red no pueden existir dos direcciones iguales, pero sí se pueden repetir en dos redes privadas que no tengan conexión directa entre sí o que se conecten a través de un tercero que haga NAT. Las direcciones privadas son:

Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (8 bits red, 24 bits hosts).
Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (16 bits red, 16 bits hosts). 16 redes clase B contiguas, uso en universidades y grandes compañías.
Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (24 bits red, 8 bits hosts). 253 redes clase C continuas, uso de compañías medias y pequeñas además de pequeños proveedores de internet (ISP).5​
Muchas aplicaciones requieren conectividad dentro de una sola red, y no necesitan conectividad externa. En las redes de gran tamaño a menudo se usa TCP/IP. Por ejemplo, los bancos pueden utilizar TCP/IP para conectar los cajeros automáticos que no se conectan a la red pública, de manera que las direcciones privadas son ideales para estas circunstancias. Las direcciones privadas también se pueden utilizar en una red en la que no hay suficientes direcciones públicas disponibles.

Las direcciones privadas se pueden utilizar junto con la traducción de direcciones de red (NAT) para suministrar conectividad a todos los hosts de una red que tiene relativamente pocas direcciones públicas disponibles. Según lo acordado, cualquier tráfico que posea una dirección destino dentro de uno de los intervalos de direcciones privadas no se enrutará a través de Internet.