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Notas sobre Internet

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3.2  Direcciones  IP.

§1  Sinopsis

Para que la información llegue a cada máquina, es necesario que estas tengan una "dirección" dentro de la red [1].  En el caso de Internet, estas direcciones se llaman direcciones IP, y en principio a cada máquina de la Red se le asigna una (los mensajes incluyen las direcciones IP de las máquinas origen y destino).

§2  Métodos de difusión en tecnología de redes

Para entender mejor el sistema de direcciones de Internet, comenzaremos diciendo que en tecnología de redes se emplean dos métodos distintos: bridging y routing [2].  En el sistema bridging, las direcciones no contienen ninguna información sobre donde está la máquina a la que va destinado el paquete. El principio de funcionamiento supone que los paquetes circulan por "toda" la red.  Todas las máquinas recibirán todos los paquetes, y solo prestarán atención a los que correspondan a su dirección.  Esta técnica de transmitir en la que todos los elementos de la red reciban la información se denomina multi-difusión ("Broadcast"), y es evidente que no resulta un sistema muy adecuado para redes medianas, grandes o de mucho tráfico, porque la sobrecarga del sistema se hace rápidamente insostenible.  Las redes Ethernet y Token Ring pertenecen a esta primera categoría [3].

El routing por su parte es mas elaborado, se supone que (siguiera parcialmente) las direcciones contienen información sobre "donde" está el ordenador de destino dentro de la red.  Podríamos decir que se parece al sistema de direcciones del correo ordinario. Esto hace posible la existencia de sistemas enrutadores ("Routers") que hacen seguir cada mensaje en la dirección adecuada.  Es el sistema utilizado por Internet, ya que el bridging es impracticable para redes muy grandes. Es conveniente tener clara la distinción entre dirección y ruta; en este sistema (routing), la ruta está implícita en la dirección, pero su concreción está contenida en las denominadas tablas de rutas ("Routing tables").  Los sistemas routing suelen tener una estructura de niveles, en cada uno debe haber un equipo que se encargue de las tablas de ruta de ese nivel.

§3  Las direcciones IP

El sistema de direcciones de Internet, que data de los años 70, estableció un sistema jerárquico de direcciones, asignándose un número (dirección) a cada red ("network address"), no olvidar que Internet es una red de redes, y un número a cada ordenador particular dentro de la red ("Host address"). El sistema estableció que las direcciones estarían contenidas en una etiqueta de 32 bits (4 octetos).  Resulta así que cada máquina tiene una única dirección, que en binario tendría un aspecto como:

11001100011110110000001001001011


Para que la entiendan los "terrícolas", suele ser representada en números decimales mediante un conjunto de 4 cantidades separadas por puntos (una por octeto),  con un un aspecto tal como por ejemplo: 204.123.2.75.  Por esta razón, este tipo de notación se conoce como representación decimal punteada ("Dotted decimal notation" 3.5).  Por supuesto cada conjunto de cifras entre los puntos está comprendido en el rango entre 0 y 255 (cualquier cantidad fuera de dicho rango no corresponde con una dirección IP real).  Las cifras de la izquierda son las mas significativas y van perdiendo peso hacia la derecha (exactamente igual que el sistema tradicional de numeración).

La dirección IP es lo mas parecido al número de teléfono de los ordenadores de la Red, solo que en esta jerga no se habla de "números de teléfono" sino de direcciones IP.  Cuando el navegador, un programa de descarga de ficheros o cualquier otro, "llama" a una dirección IP, lo que hace en realidad es conectar (intercambiar paquetes) con el ordenador propietario de tal número (de tal dirección IP)  [5].  Una estructura como esta (de 32 bits) ofrece un máximo teórico de  232 = 4.294.967.296 direcciones distintas.  En el apendice A ( X.A) se amplía con algún detalle el esquema de direcciones adoptado.

Naturalmente, todo esto necesita una supervisión y control.  Originariamente, era la NSF (National Science Foundation), la encargada de gestionar lo relativo a la organización de Internet. Después delegó en Network Solutions, una compañía USA; esta colaboración recibió el nombre genérico de InterNIC. Por último, a partir de 1998 es ICANN, una organización internacional sin ánimo de lucro. En la nota adjunta ( Nota-6) puede encontrarse una más amplia información respecto al estado actual de la cuestión y sobre el registro de dominios.

§4  Protocolo IPv4

El protocolo IP de 4 bytes usado actualmente (versión 4, IPv4) lleva mas de 20 años funcionando en Internet (es de los años 70, aunque la última revisión es de 1981) pero está alcanzando su límite.  Los expertos vaticinan que, de seguir el ritmo actual de expansión, no podrá aguantar mas allá del 2010, por lo que se están estudiando alternativas, como las definidas en la versión 6  (IPv6, también conocida como IPng) que será su sustituto [6].  Entre los motivos principales que se citan para promover el cambio, está el agotamiento de la capacidad de direcciones nuevas en el sistema actual, también la emergencia de nuevas aplicaciones y modos de utilización de la Web. Por ejemplo, la computación personal portátil (nómada); las aplicaciones de ocio; la calidad del servicio, y la seguridad en las comunicaciones (piense en todo lo relacionado con el comercio electrónico, por ejemplo).

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[1]  Aquí entendemos por dirección a un indicativo, que puede ser asignado a cada máquina, y que es único para cada una de la red, permitiendo así identificarla del resto.

[2]  Mantendremos la denominación original en inglés por ser mas extendida y por que las traducciones en español no nos parecen muy ilustrativas.

[3]  Tanto Ethernet como Token Ring son tecnologías de Intranets. Es decir, redes no muy grandes; de las que existen típicamente en oficinas y edificios de negocios.  El problema es especialmente acusado en las redes Ethernet, que comienza a mostrar síntomas de degradación en sus prestaciones cuando se excede aproximadamente el 20% de su capacidad teórica. No puede esperarse que una Ethernet estándar corra a mas de unos 2 Mbps.

[5]  Aunque por mantener el símil con el servicio telefónico, hemos empleado los términos "llama" y "conecta", en este sentido la comparación no es afortunada. En realidad no hay tal llamada y conexión entre dos nodos de la Red (en el sentido telefónico). Se trata mas bien de un intercambio de mensajes que son entregados a un servicio de mensajería (Internet), donde cada uno lleva la dirección de destino y el contenido sin posibilidad de ningún otro tipo de contacto o conexión.

[6]  Microsoft:  Introduction to IP Version 6    www.microsoft.com.  "This paper provides a foundation of Internet standards-based IPv6 concepts and is intended for network engineers and support professionals who are already familiar with basic networking concepts and TCP/IP".