IPv4 es uno de los sistemas que tiene Internet para identificar cada uno de los terminales que están conectados a la red y poder dirigir los datos de unos a otros. La identificación se hace con un número. Cada vez que se conecta un equipo a Internet, lo primero que se hace es asignarle uno de estos números. Se utilizan dos versiones de protocolos IP: la versión 4 o IPv4 y la más reciente versión 6 o IPv6. Veamos qué es IPv4.
Todos los terminales o equipos que forman parte de la red Internet disponen de una identificación conocida como dirección IP. Esta identificación se utiliza para poderle hacer llegar los datos dirigidos a ese equipo y saber de dónde proceden los datos cuando él los envía. Por cierto, IP significa Internet Protocol o protocolo de Internet.
Desde principios de los años 70, el sistema de direccionamiento utilizado en Internet ha sido el denominado IPv4 (versión 4 del protocolo IP). En este sistema, las direcciones IP están formadas por 32 bits y se suelen expresar con cuatro números separados por un punto. Como cada número tiene 8 bits, al ponerlo en decimal pueden adoptar un valor entre 0 y 255 (28). El aspecto de su notación decimal es el siguiente: 255.255.255.255.
El más reciente sistema IPv6 dispone de 128 bits. Cuando en una red se tienen que hacer coexistir ambos sistemas, se convierten las direcciones IPv4 en direcciones IPv6 suponiendo que los primeros 96 bits de la primera son ceros y los 32 últimos toman el valor de la dirección IPv4.
Qué es IP o protocolo de Internet
El protocolo IP define las reglas mediante las cuales los datos que salen de un terminal origen van recorriendo la red Internet hasta llegar al terminal de destino. Internet está formada por routers (enrutadores) interconectados. Todos ellos gestionan el enrutamiento de los paquetes gracias a este protocolo IP. El protocolo IP se encarga de las direcciones IP, así como de gestionar el envío de datos de un terminal a otro de la red. Esto es lo que se conoce como protocolo o capa de red.
El protocolo IP no quiere saber nada sobre el contenido de los datos que van por la red o qué aplicación concreta está haciendo uso de ellos. Simplemente se limita a tomar los datos del terminal de origen y llevarlos a su destino. Los protocolos que sí entienden de aplicaciones y servicios son los protocolos TCP y UDP. Estos protocolos tienen identificadas las aplicaciones o programas de origen y destino que están haciendo uso de los datos que transporta el paquete.
El protocolo IP basa su funcionamiento en dividir dividir el flujo de datos que salen del terminal de origen en trozos de pequeña longitud. A cada trozo se le añade una cabecera con la dirección del destinatario. Adicionalmente, Internet utiliza los protocolos TCP o UDP para identificar la aplicación destinataria de los datos dentro de cada terminal. Por tanto, el flujo de datos se va dividiendo en trozos y se le añade a cada uno de ellos la cabecera del protocolo de red, la cabecera IP (con las direcciones IP de origen y destino) y la cabecera del protocolo de transporte que se utilice: TCP o UDP.
La cabecera IPv4 es interpretada por cada uno de los routers por los que va pasando el paquete. Dependiendo de la dirección IP de destino indicada, el router dirige el paquete por la ruta que lo conecta al siguiente router hasta alcanzar el terminal de destino.
Como a lo largo de toda la ruta pueden producirse incidentes en la transmisión o gestión que hace cada router del paquete, además de las direcciones de origen y destino, son necesarios determinados datos de control.
Por cierto, en estos otros artículos puede consultar información adicional sobre el funcionamiento de los protocolos de internet (Cómo funcionan los protocolos de Internet), las cabeceras (Cabeceras de los paquetes de internet) y los protocolos TCP o UDP (Qué es TCP y UDP).
Cabecera de los paquetes IPv4
Como hemos visto anteriormente, las cabeceras de los paquetes IP contienen todo un conjunto de datos necesarios para garantizar que el paquete se mueva rápidamente por Internet hasta alcanzar el terminal de destino. La cabecera de los paquetes IPv4 está formada por los siguientes datos:
- Versión. Se trata de 4 bits que indican el número de la versión del protocolo IP utilizado.
- IHL (Internet Header Length, ‘Longitud de la Cabecera’). Indica la longitud de la cabecera en conjunto de 32 bits. Generalmente, el valor es 5 (160 bits), aunque puede ser mayor si se añaden determinadas opciones al final de la misma.
- TOS (Type of Service, ‘Tipo de Servicio’). Se trata de ocho bits que se utilizan para fijar prioridades de confiabilidad y velocidad utilizadas por algunos servicios. Para la voz es más importante realizar la entrega de forma rápida que precisa, mientras que para la transferencia de archivos es más importante que no haya errores que la velocidad.
- Longitud total. Indica la longitud total del paquete.
- Identificación. Se trata de un número de identificación utilizado para poder reensamblar los paquetes en el orden original.
- Indicadores (Flags). Se trata de tres bits utilizados por los routers que manejan los paquetes:
- El primer bit no es utilizado y está siempre a cero.
- El segundo bit se utiliza para indicar que el paquete ha sido fragmentado. Un paquete puede tener una longitud mayor que la que pueden manejar determinados routers. Para resolver esto, el router fragmenta el paquete en partes más pequeñas y pone este bit a uno para indicar que el paquete está fragmentado. Generalmente, los fragmentos son de 576 bytes, el mínimo permitido, lo que evita que un paquete sea fragmentado dos veces.
- El tercer bit indica que el paquete no debe fragmentarse porque el destino no es capaz de reensamblarlo. Si fuese necesaria una fragmentación y este bit estuviera a uno, simplemente se eliminaría el paquete y se informaría al remitente.
- TTL (Time to Live, ‘Tiempo de Vida’). Es un valor de 8 bits que se decrementa, generalmente en una unidad, cada vez que el paquete pasa por un router. El router que hace que este valor llegue a cero desecha el paquete (lo elimina) e informa al remitente. Por tanto, un paquete puede atravesar un máximo de 255 routers intermedios. El objetivo de este valor es impedir que los paquetes se queden perdidos indefinidamente dando vueltas por la red.
- Protocolo. Se trata de un valor de 8 bits que indica el protocolo de la capa transporte o aplicación que ha creado el paquete. TCP es uno de estos protocolos. El documento RFC1700 (www.faqs.org/rfcs/rfc1700.html) contiene un listado de estos protocolos. No obstante, esta lista no está actualizada. Puede encontrar un listado más actualizado en www.iana.org/assignments/port-numbers.
- Suma de verificación (Checksum). Este valor se utiliza para comprobar la integridad de la cabecera. Se asegura de que los ceros y unos que la componen son los mismos que salieron del origen.
- IP remitente. Se trata de la dirección IP del equipo que envía el paquete.
- IP destino. Se trata de la dirección IP del equipo de destino del paquete.
- Opciones. El campo de opciones sólo se utiliza en determinados casos, y puede contener información adicional necesaria para la comunicación. Por ejemplo, el Departamento de Defensa de Estados Unidos lo utiliza para indicar una clasificación de seguridad. También puede utilizarse para especificar la ruta a seguir por el paquete, o para registrar la ruta seguida por el mismo. Generalmente no se suele utilizar este campo.
Más información
Aquí se ha expuesto de forma resumida qué es IPv4, cómo se forma una cabecera IPv4 y cómo se utiliza en las redes IP. Si se tiene interés en profundizar en este tema, este blog dispone de muchos otros contenidos relacionados. Por favor, utilice el buscador de contenidos que tenemos en la cabecera del blog.
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