Introducción a IP (Internet Protocol):



IP comprende el Nivel Internet del modelo DARPA y proporciona la funcionalidad de interconexión que hace posible la interconexión a gran escala como Internet. IP permanece desde que se formalizó en 1981 y se continuará usando en Internet durante años. Sólo recientemente se han tratado algunas dificultades de IP en una nueva versión denominada IP versión 6 (IPv6). La sorprendente longevidad de IP es un tributo a su original diseño.


Servicios de IP:

*Protocolo de interconexión (Internetworking protocol). IP es un protocolo de interconexión, también conocido como protocolo enrutable. La cabecera de IP contiene la información necesaria para el enrutamiento de un paquete, incluyendo las direcciones de origen y de destino. Una dirección de IP consta de dos componentes: una dirección de red y una dirección de nodo. La entrega entre redes, o enrutamiento, es posible gracias a la existencia de una dirección de red de destino. IP permite la creación de conjuntos de redes de IP, es decir, dos o más redes interconectadas mediante enrutadores de IP.

La cabecera de IP también contiene un contador de saltos que se utiliza para limitar el número de enlaces por los que puede viajar un paquete antes de descartarlo.

*Múltiples protocolos cliente. IP es un transporte entre redes para los protocolos de niveles superiores. IP puede transportar distintos protocolos de los niveles superiores, pero cada paquete de IP sólo puede contener datos de un solo protocolo de nivel superior cada vez. Como cada paquete puede llevar uno de varios protocolos, debe existir un mecanismo para indicar a qué protocolo del nivel superior pertenecen los datos de un paquete, de manera que se puedan enviar al protocolo de nivel superior de destino apropiado. Siempre, tanto el cliente como el servidor, utilizan el mismo protocolo para un intercambio dado de datos. Por tanto, el paquete no necesita indicar distintos protocolos para el origen y para el destino.

Ejemplos de protocolos de niveles superiores están otros protocolos del Nivel Internet como el Protocolo de mensajes de control de Internet, ICMP (Internet Control Message Protocol), y el Protocolo de administración de grupos de Internet, IGMP (Internet Group Management Protocol). Otros ejemplos son los protocolos del Nivel de Transporte como el Protocolo de control de transmisión, TCP (Transmission Control Protocol), y el Protocolo de datagramas de usuario, UDP (User Datagram Protocol).

*Entrega de datagramas. IP es un protocolo de datagramas que proporciona un servicio de entrega no fiable y sin conexión a los protocolos de niveles superiores. Sin conexión significa que no existe acuerdo entre los nodos de IP antes de enviar los datos, y que no se crea ni mantiene ninguna conexión lógica en el Nivel Internet. No fiable significa que IP envía un paquete sin secuencia y sin asentimientos de que ha llegado a su destino. La fiabilidad extremo a extremo es responsabilidad de los protocolos de niveles superiores como TCP.

*Independencia del Nivel de interfaz de red. En el Nivel Internet, IP se diseñó para ser independiente de las tecnologías de red presentes en el Nivel de interfaz de red. IP es independiente de los atributos del Nivel Físico de OSI como el cableado, la señalización y la velocidad. También es independiente de los atributos del Nivel de enlace de datos de OSI como el esquema de control de acceso al medio, el direccionamiento y el tamaño máximo de trama. IP usa direcciones de 32 bits independientes del esquema de direccionamiento usado en el Nivel de interfaz de red.

*Fragmentación y reensamblado. Para admitir el máximo tamaño de trama de distintas tecnologías del Nivel de interfaz de red, IP permite la fragmentación de los datos cuando se envían por un enlace cuya MTU es menor que el tamaño de un datagrama. Los enrutadores, o hosts de reenvío, fragmentan los datos de IP, y esta fragmentación puede ocurrir múltiples veces. El host de destino reensambla los fragmentos para obtener los datos de IP enviados originalmente.

*Extensible mediante las opciones de IP. Cuando se requieren funciones que no están disponibles usando la cabecera estándar de IP, se pueden usar las opciones de IP. Estas opciones se añaden a la cabecera estándar para proporcionar funcionalidad como la capacidad de especificar una ruta que debe seguir un datagrama a través de una interred.

*Tecnología de datagramas por conmutación de paquetes. IP es un ejemplo de una tecnología de datagramas por conmutación de paquetes: cada paquete es un datagrama, un mensaje sin secuencia ni asentimiento que se reenvía por los conmutadores de la red de conmutación usando un esquema de direcciones con significado global. En el caso de IP, cada conmutador de la red de conmutación es un enrutador de IP, y el direccionamiento con significado global es la dirección de destino de IP. Esta dirección se examina en cada enrutador. El enrutador toma una decisión de enrutamiento independiente y reenvía el paquete. Como cada enrutador decide de manera independiente dónde reenviar el paquete, la ruta de un paquete desde un Nodo 1 hasta un Nodo 2 no es necesariamente la misma ruta que desde el Nodo 2 hasta el Nodo 1. Además, como cada paquete se conmuta de forma separada, cada uno puede llevar una ruta distinta desde el origen hasta el destino; y, debido a distintos retardos en el trayecto, cada paquete puede llegar en un orden distinto al que fue enviado.



MTU de IP:

Cada tecnología del Nivel de interfaz de red impone un tamaño máximo de trama que se puede enviar. El tamaño máximo de trama consiste en una cabecera, una cola y los datos. El tamaño máximo de trama para una tecnología del Nivel de interfaz de red dada se denomina la unidad máxima de transmisión (MTU). Para un paquete de IP, los datos del Nivel de interfaz de red es un datagrama de IP. Por tanto, el tamaño máximo de los datos se convierte en el tamaño máximo de un datagrama de IP. Es lo que se conoce como MTU de IP.

En un entorno con una mezcla de Protocolos del Nivel de interfaz de red puede ocurrir fragmentación cuando se cruza un enrutador de un enlace con una MTU de IP mayor a un enlace con una MTU de IP menor.

Datagrama de IP
Un datagrama de IP consta de una cabecera de IP y unos datos de IP.

Cabecera de IP. La cabecera de IP es de tamaño variable entre 20 y 60 bytes, en incrementos de 4 bytes. Proporciona soporte para enrutamiento, identificación de datos, indicación de tamaño de la cabecera de IP y de los datos, fragmentación y opciones.
Datos de IP. Los datos de IP son de tamaño variable, desde los 8 bytes (un datagrama de IP de 68 bytes con una cabecera de IP de 60 bytes) hasta los 65.515 bytes (un datagrama de IP de 65.535 bytes con una cabecera de IP de 20 bytes).

Versión
El campo Versión tiene 4 bits de tamaño y se usa para indicar la versión de la cabecera de IP. Un campo de 4 bits puede tener valores desde 0 hasta 15. La versión estándar que se usa hoy en redes corporativas a Internet es la versión 4, o IPv4. La siguiente versión de IP es la versión 6, o IPv6. El resto de valores para el campo Versión no están definidos ni se usan.

Tamaño de la cabecera
El campo Tamaño de la cabecera (Header Length) tiene 4 bits de tamaño y se usa para indicar el tamaño de la cabecera de IP. El número máximo que se puede representar con 4 bits es de 15. Por tanto, este campo no puede ser un contador de bytes. Indica el número de palabras de 32 bits, bloques de 4 bytes, de la cabecera de IP. La cabecera típica de IP no tiene opciones con un tamaño de 20 bytes. El tamaño más pequeño posible para tamaño de cabecera es 5 (0x5). Con el mayor número de opciones de IP, la mayor cabecera puede tener 60 bytes, lo que se indica con un tamaño de cabecera de 15 (OxF).



Clases de direcciones de IP:

Direcciones de clase A
Las direcciones de clase A se diseñaron para redes con un gran número de hosts. El bit de mayor orden se establece a 0. Los primeros 8 bits, el primer byte, definen el ID de red; los 24 bits restantes, los tres últimos bytes, definen el ID de host

Direcciones de clase B
Las direcciones de clase B se diseñaron para redes de tamaño moderado con un número moderado de hosts. Los dos bits de mayor orden se establecen a 10. Los primeros 16 bits, los dos primeros bytes, definen el ID de red; los 16 bits restantes, los dos últimos bytes, definen el ID de host.

Direcciones de clase C
Las direcciones de clase C se diseñaron para redes pequeñas con un pequeño número de hosts. Los tres bits de mayor orden se establecen a 110. Los primeros 24 bits, los tres primeros bytes, definen el ID de red; los 8 bits restantes, el último byte, definen el ID de host.

Clases adicionales de direcciones
Además de las direcciones unicast de clase A, B y C se definen las direcciones de clases D y E.

Clase D. Las direcciones de clase D son direcciones de IP de multidifusión. Los 4 bits de mayor orden se establecen al valor 1110. Los 28 bits restantes se usan para direcciones de IP de multidifusión individuales. Microsoft Windows 2000 admite las direcciones de clase D para tráfico de multidifusión de IP.
Clase E. Las direcciones de clase E son direcciones experimentales, reservadas para usos futuros. Los 5 bits de mayor orden se establecen al valor 11110. Windows 2000 no admite el uso de direcciones de clase E.



Reglas para la numeración de ID de red:

En la numeración de los ID de red de IP se aplican las siguientes reglas:

El ID de red no puede empezar con 127 como primer byte. Todas las direcciones 127.x.y.z se reservan como direcciones de bucle de retroceso (loopback).

No se pueden poner todos los bits del ID de red a 1. Los ID de red con todos los bits a 1 se reservan para las direcciones de difusión.

No se pueden poner todos los bits del ID de red a 0. Los ID de red con todos los bits a 0 se reservan para indicar un host de la red local.

El ID de red debe ser único en el conjunto de redes de IP.



Subredes y máscaras de subred:

La creación de subredes se diseña para hacer un uso más eficiente de un espacio de direcciones fijo. Un espacio de direcciones fijo es un ID de red de IP. Los bits de red son fijos y los bits de host son variables. Originalmente, los bits de host se diseñaron para indicar ID de host dentro de un ID de red de IP. Con la creación de subredes, los bits de ID de host se pueden utilizar para expresar una combinación de un ID de subred y un ID de host dentro de la subred y, por tanto, un mejor uso de los bits de host.

Considere una red de clase B con 65.534 hosts posibles. Un segmento de red de 65.534 hosts es técnicamente posible pero impracticable debido a la acumulación de tráfico de difusión. Todos los nodos del mismo segmento físico de red pertenecen al mismo dominio de difusión y comparten el mismo tráfico de difusión. Como 65.534 hosts compartiendo el mismo tráfico de difusión no es una configuración práctica, la mayoría de los ID de host no son utilizables.

Para crear dominios más pequeños de difusión y hacer un mejor uso de los bits de hosts, en la RFC 950 se define un método para subdividir un ID de red en subdominios, subredes de la red de clase original, usando bits de la parte de ID de host del ID de red de IP original. A cada subred se le asigna un nuevo ID de red de la subred. Los hosts en las subredes tienen su ID de host con el resto de bits del ID de subred.

Aunque la RFC 950 trata la creación de subredes en términos de ID de red de clase, la creación de subredes es una técnica general que se puede usar con ID de red sin clase o usar recursivamente para ID de subred.



Máscara de subred:

Con la creación de subredes, un host o un enrutador ya no puede suponer el ID de red y el ID de host de la clases de direcciones de IP. Los nodos necesitan una configuración adicional para distinguir la parte de ID de red de la parte de ID de host de una dirección de IP, ya sea el ID de red de clase, sin clase, o un ID de subred.

La RFC 950 define el uso de una máscara de bits para identificar qué bits de una dirección de IP pertenecen a un ID de red y cuáles pertenecen al ID de host. Esta máscara de bits, llamada máscara de subred o máscara de dirección, se define de la siguiente forma:

Si la posición del bit se corresponde a un bit en el ID de red, se pone este bit a 1.
Si la posición del bit se corresponde a un bit en el ID de host, se pone este bit a 0.
Desde la publicación de la RFC 950, los nodos de TCP/IP requieren para su configuración una máscara de subred para cada dirección de IP, aunque se use direccionamiento de clase. La máscara de subred por defecto se corresponde con el ID de red con clase. Una máscara de subred personalizada se corresponde o con un ID de red sin clase o con un ID de red de subred. La máscara de subred es la pieza clave de configuración que permite a un nodo determinar su propio ID de red.

Máscaras de subred en representación decimal con puntos
Frecuentemente, la máscara de subred se expresa en notación decimal con puntos. Aunque se exprese de la misma forma que una dirección de IP, la máscara de subred no es una dirección de IP. Un ejemplo de máscaras de subred en notación decimal con puntos son las máscaras de direcciones de IP con clase predeterminadas.

Se usa una máscara de red personalizada cuando se realiza un direccionamiento que no pertenece a ninguna clase. En el ejemplo anterior, el ID de red de clase 131.107.0.0 se subdivide usando el tercer byte para las subredes. El ID de subred 131.107.1.0 ya no usa la máscara de red por defecto 255.255.0.0. Para expresar que el tercer byte forma parte del ID de red, la máscara de subred personalizada que se usa es 255.255.255.0.

Direcciones públicas
InterNIC asigna las direcciones públicas dentro del espacio público de direcciones que consiste en todas las posibles direcciones unicast en la Internet mundial. Históricamente, InterNIC asignaba ID de red con clase a las organizaciones conectadas a Internet sin tener en cuenta su ubicación geográfica. Hoy en día InterNIC asigna bloques CIDR a los ISP según su ubicación geográfica. Los ISP subdividen los bloques CIDR asignados entre sus clientes. La subdivisión del resto del espacio de direcciones de clase C según su ubicación geográfica se realiza para disponer de un enrutamiento jerárquico. El objetivo era minimizar el número de rutas en los enrutadores troncales de Internet. Las direcciones públicas se garantiza que son únicas globalmente.

Cuando a una organización o un ISP se le asigna un bloque de direcciones del espacio público de direcciones, existe una ruta en las tablas de enrutamiento de los enrutadores de Internet por la que las direcciones públicas asignadas se pueden alcanzar a través del ISP. Históricamente, se añadía a todos los enrutadores de Internet un ID de red con clase. En la actualidad, se añade a las tablas de enrutamiento de los enrutadores de Internet a ISP regionales una ruta que consiste en un rango de direcciones asignadas.

El rango de direcciones de IP públicas asignadas a una organización se resume en uno o más pares (ID de red, máscara). Estos pares se convierten en las rutas en los enrutadores de Internet y de los ISP de forma que se pueda alcanzar las direcciones de IP de la organización.
NOTA:muchos preguntan de donde sacar IPs para scannear y cosas asi. Bueno buesquen aqui los rangos y elijan el que mas les guste

Si la inchada pide, termino de armarlo.
Espero resuelva dudas, ya que las veo, este es material recopilado por mi de manuales encontrados por la net y de cisco traducidos, muy buena data gente leanla, ni siquiera un intructor ccie se acordará esto de memoria, por eso no deben repetirlo como loros, sino ENTENDERLO.