¿Qué es la dirección IPv4?

IPv4 es la primera versión del Protocolo de Internet lanzada por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos en su Red de Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPANET). Es capaz de producir miles de millones de direcciones IP, que es una de las características destacadas de IPv4. Desde que se lanzó IPv4 en 1983, estamos al borde del agotamiento de las direcciones IP con la aparición de más dispositivos IoT. En este artículo, además de aprender qué es la dirección IPv4, también leerá sobre las ventajas y desventajas de IPv4.

¿Qué es la dirección IPv4?

IPv4 es la primera versión del Protocolo de Internet. Utiliza un espacio de direcciones de 32 bits , que es la dirección IP más utilizada. Esta dirección de 32 bits se escribe como cuatro números separados por un decimal. Cada conjunto de números se llama octeto . Los números de cada octeto oscilan entre 0 y 255 . IPv4 es capaz de crear 4300 millones de direcciones IP únicas. Un ejemplo de lo que es una dirección IPv4 es 234.123.42.65. Más adelante en el artículo, también veremos cómo convertir la dirección IPv4 a código binario utilizando el método de conversión de IPv4 a binario.

Partes de IPv4

Una dirección IP consta de tres partes:

• Red: Esta parte de la dirección IP identifica la red a la que pertenece la dirección IP. El lado izquierdo de la dirección IP se denomina parte de la red.
• Host: la parte Host de una dirección IP suele variar entre sí para identificar de forma única el dispositivo en Internet. Sin embargo, la parte de la red es similar para cada host de la red.

Por ejemplo, las partes de red y host de esta dirección IP (234.123.42.65 ) son:

• Número de subred: Es una parte opcional de la dirección IP. Es la partición de una dirección IP en muchos segmentos más pequeños. Ayuda a interconectar redes y reduce el tráfico.

Conversión de direcciones IPv4 a código binario

Si bien usamos IPv4 como una dirección numérica de 32 bits, las computadoras y las redes funcionan con el lenguaje binario. Comprendamos cómo una dirección IP se convierte en lenguaje binario utilizando el método de conversión de IPv4 a binario. Como leímos antes sobre qué es un octeto, los bits de cada octeto se indican con un número. Ahora veremos cómo usar un gráfico de octetos de 8 bits. Consiste en un número que representa el valor de cada bit.

Esta es la dirección IP: 234.123.42.65, que convertiremos a lenguaje binario usando la tabla de octetos. Cada bit en el octeto se representa como 1 o 0. El primer octeto consiste en el número 234. Ahora tendremos que averiguar qué números de la tabla de octetos suman 234. Los números que suman 234 son 128+ 64+32+8+2. Asimismo, todos los números que suman se representan con 1, mientras que el resto de números se representan con 0.

Entonces, el número binario para 234 resulta ser 11101010. De igual manera, este proceso se realiza con todos los octetos.

Por lo tanto, el lenguaje binario para la dirección IP 234.123.42.65 es 11101010.01111011.00101010.01000001

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Modelo IPv4-OSI

La Organización Internacional de Normalización ha dado el modelo OSI para los sistemas de comunicación. OSI significa Interconexión de Sistema Abierto . Este modelo consta de capas que explican cómo un sistema debe comunicarse con otro utilizando un protocolo diferente. Cada capa juega un papel crucial en el sistema de comunicación. El modelo OSI consta de las siguientes capas:

• Aplicación (Capa 7): La Capa de Aplicación es la más cercana al usuario. La función principal de la capa es recibir y mostrar datos desde y hacia los usuarios. Esta capa ayuda a establecer comunicación a través de los niveles inferiores con la aplicación del otro lado. Por ejemplo, TelNet y FTP.
• Presentación (capa 6): la capa de presentación está destinada al procesamiento. La parte de procesamiento incluye la conversión de datos del formato de aplicación al formato de red o del formato de red al formato de aplicación. Por ejemplo, cifrado y descifrado de datos.
• Sesión (capa 5): la capa de sesión entra en juego cuando dos computadoras necesitan comunicarse. Estas sesiones se crean en caso de que se requiera una respuesta del usuario. Esta capa es responsable de la configuración, coordinación y finalización de la sesión. Por ejemplo, verificación de contraseña.
• Transporte (capa 4): la capa de transporte garantiza todos los aspectos de la transmisión de datos de una red a otra, incluida la cantidad, la velocidad y el destino de los datos. TCP/IP y UDP funcionan en esta capa. Recibe datos de las capas anteriores, los divide en fragmentos más pequeños llamados segmentos y los entrega a la capa de red.
• Red (Capa 3): La Capa de Red es responsable de enrutar los paquetes o segmentos de datos a su destino. Para ser específicos, esta capa elige de manera eficiente el camino correcto para llegar al lugar correcto.
• Enlace de datos (Capa 2): La capa de enlace de datos se encarga de transferir los datos de origen desde la primera capa, que es la capa física, a las capas mencionadas anteriormente. Esta capa también se encarga de corregir los errores que se producen durante la transferencia .
• Física (Capa 1): La capa física es la última capa del modelo OSI. Esta capa incluye la estructura de comunicación y los componentes de hardware , como el tipo y la longitud del cable, la disposición de los pines, el voltaje, etc.

Estructura del paquete IPv4

Un paquete IPv4 consta de dos partes: encabezado y datos . Es capaz de transportar 65.535 bytes . La longitud de un encabezado IP varía de 20 a 60 bytes. El encabezado incluye el host y la dirección de destino, así como otros campos de información que ayudan al paquete de datos a llegar al destino.

Encabezado del paquete IPv4

Un encabezado de paquete IPv4 tiene 13 campos obligatorios. Vamos a entenderlos y sus roles:

• Versión: Es un campo de cabecera de 4 bits. Da información sobre la versión actual de la IP en uso.
• Longitud del encabezado de Internet (IHL): esta es la longitud del encabezado IP completo.
• Tipo de servicio: este campo brinda información sobre la secuencia de paquetes en transmisión.
• Longitud total: este campo indica la longitud total del encabezado IP. El tamaño mínimo para este campo es de 20 bytes, mientras que el tamaño máximo sube a 65.535 bytes.
• Identificación: el campo Identificación de la parte del encabezado ayuda a identificar las diferentes partes de los paquetes que se separan durante la transmisión de datos.
• ECN: ECN significa Notificación de congestión explícita. Este campo es el encargado de comprobar el hacinamiento de paquetes en la ruta de transmisión.
• Banderas: este es un campo de 3 bits que indica si un paquete IP debe fragmentarse o no según el tamaño de sus datos.
• Fragment Offset: Fragment Offset es un campo de 13 bits. Permite la secuencia y posicionamiento de los datos fragmentados en un paquete IP.
• Time to Live (TTL): Es un conjunto de valores que se envían junto con cada paquete de datos, con el motivo de evitar cercar el paquete de datos. El valor numérico adjunto a cada paquete IP disminuye en uno después de encontrar cada enrutador en su ruta. Tan pronto como el valor TTL alcanza uno, el paquete IP se desecha.
• Protocolo: El protocolo es un campo de 8 bits que se encarga de transmitir la información de la capa de red sobre a qué protocolo pertenece un paquete IP.
• Header Checksum: este campo se encarga de detectar errores de comunicación en los encabezados y los paquetes de datos recibidos.
• Dirección IP de origen: este es un campo de 32 bits, que consta de la dirección IPv4 del remitente.
• Dirección IP de destino: este es un campo de 32 bits, que consiste en la dirección IPv4 del receptor.
• Opciones: El campo Opciones entra en uso cuando la longitud del DIH es superior a 5.

Ahora, aprendamos sobre las características del protocolo IPv4 y las ventajas y desventajas de IPv4.

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Características de IPv4

A continuación se enumeran las características de IPv4:

• IPv4 utiliza una dirección IP de 32 bits.
• Los números en la dirección están separados por un decimal llamado punto .
• Consiste en tipos de direcciones de unidifusión, multidifusión y difusión .
• IPv4 está estructurado con doce campos de encabezado .
• La máscara de subred de longitud virtual (VLSM) es compatible con IPv4.
• Utiliza el Protocolo de resolución de direcciones postales para mapear a la dirección Mac.
• Las redes están diseñadas con DHCP (Programa de configuración dinámica de host) o utilizando el modo manual .

Ventajas y desventajas de IPv4

Echemos un vistazo a las ventajas y desventajas de IPv4:

Ventajas de IPv4

• La asignación de red y la compatibilidad de IPv4 son dignas de elogio.
• Tiene un servicio de enrutamiento productivo .
• Las direcciones IPv4 proporcionan una codificación perfecta .
• Se puede conectar fácilmente a varios dispositivos a través de una red.
• Es el medio de comunicación específico , principalmente en la organización de multidifusión.

Desventajas de IPv4

• Las direcciones IPv4 están al borde del agotamiento .
• La administración del sistema IPv4 es laboriosa: intensiva, complicada y lenta .
• Proporciona un enrutamiento de Internet ineficiente e insuficiente .
• Su función de seguridad opcional .

Por lo tanto, estas fueron las ventajas y desventajas del protocolo IPv4.

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Aunque ha habido un cambio en la versión avanzada de IPv4, que es IPv6 . A pesar del agotamiento de las direcciones IPv4, continúa en uso debido a su compatibilidad. Esperamos que nuestro documento lo haya guiado extremadamente bien para aprender qué es la dirección IPv4 . Deje sus consultas o sugerencias, si las hubiere, en la sección de comentarios a continuación.