Entendiendo el Protocolo IP: Direccionamiento y Datagramas en Redes

Direccionamiento en Redes IP

Para que los protocolos de nivel de red puedan encaminar correctamente los paquetes hacia su destino, es necesario que exista un mecanismo que identifique unívocamente a emisores y receptores. Por lo que toda computadora que necesita comunicarse tendrá una dirección de capa de red para que las demás computadoras puedan enviar paquetes de datos a esa dirección.

Protocolo IP (Internet Protocol)

Es un conjunto de redes diferentes que comparten una pila de protocolos comunes. Cada una de estas redes es administrada por una entidad diferente: universidades, redes académicas nacionales, ISPs (Internet Service Providers), operadores, empresas multinacionales, etc.

En una red IP, toda la información viaja en paquetes o datagramas IP. Esto incluye cualquier información de control que tenga que intercambiarse (routing dinámico, mensajes de error, etc.) y los datos de nivel superior.

Datagrama IP

El paquete IP tiene dos partes: encabezado y texto. El encabezado tiene una parte fija de 20 bytes y una opcional de entre 0 y 40 bytes, pero siempre es un múltiplo de 4.

Los campos del encabezado son los siguientes:

• Versión: 4 bits que permiten codificar los valores de las distintas versiones de IP.
• IHL (Internet Header Length) o HLEN: 4 bits que especifican la longitud del encabezado, pues este puede variar debido a la presencia de campos opcionales. La longitud del encabezado siempre es un múltiplo de 32 bits, por lo que se puede añadir un relleno al final del encabezado.
• Tipo de Servicio: 8 bits. Permite establecer qué calidad de servicio requiere el paquete. Se pueden establecer varios tipos de confiabilidad y velocidad.
• Longitud Total: 16 bits que indican la longitud total del datagrama IP, en octetos. Cuando el datagrama no quepa en alguno de los protocolos usados en alguna red, habrá que fragmentarlo. Si se fragmenta un datagrama, todos los fragmentos llevarán el mismo identificador.
• Identificación: 16 bits. Este campo permite al destino determinar a qué paquete pertenece el fragmento que recientemente ha llegado a él. Está relacionado con la fragmentación de paquetes.
• Flags:
  • DF (Don't Fragment): 1 bit, indica no fragmentar el paquete. Normalmente estará a cero. El destino no puede montar el datagrama de nuevo.
  • MF (More Fragments): 1 bit, indica que vienen más fragmentos. Si el fragmento es el último del datagrama original estará a cero, el resto a 1.
• Offset o Desplazamiento del Fragmento: 13 bits para indicar a qué parte del paquete total pertenece el fragmento que se está recibiendo. Si el datagrama no está fragmentado es igual a cero.
• TTL (Time To Live): 8 bits que permiten descartar un paquete una vez que ha dado un número excesivo de saltos o ha pasado un tiempo excesivo viajando por la red. Es un contador regresivo que indica el tiempo de vida restante del datagrama.