PDF de programación - Apunte básico sobre redes IP

APUNTE BÁSICO SOBRE REDES IP
Es necesario conocer los conceptos básicos sobre IP ya que es la tecnología y el canal de comuni-
cación esencial que IP-400 utiliza para todas sus interacciones con el mundo exterior. Los contenidos
que este apunte provee aplican en gran medida a redes de una complejidad básica (CLASE C). Se da
por hecho que en caso de que se trate de una red de una complejidad mayor, habrá entendidos en el
tema encargados de la administración de la misma, quienes poseerán los conocimientos necesarios
para garantizar el correcto funcionamiento del dispositivo en dicho esquema.
Habiendo hecho esta salvedad, comencemos por definir ¿Qué es IP?

IP -> INTERNET PROTOCOL
Es un protocolo de comunicación de datos digitales. Su función principal es el uso bidireccional en
origen o destino de comunicación para transmitir datos a través de distintas redes físicas previamente
enlazadas. El IP es el elemento común en el Internet de hoy.

Los datos en una red basada en IP son enviados en bloques conocidos como paquetes o datagramas.
Las cabeceras IP de dichos paquetes contienen las direcciones de las máquinas de origen y destino
(direcciones IP), direcciones que serán usadas por los enrutadores (routers) para saber de qué manera
hacer llegar los datagramas a destino.

IP ADDRESS -> DIRECCIÓN IP
Una dirección IP es un número que identifica a un dispositivo (habitualmente una computadora) dentro
de una red que utilice el protocolo IP.



En IPv4, la versión del protocolo IP más establecida en la actualidad en Internet, esta dirección tiene
una longitud de 32 bits, y la notación más común es la de decimal separado por puntos. En este tipo
de notación los números que conforman la dirección pueden ir de ‘0’ a ‘255’.
Por ejemplo:
192.168.0.1

90.0.0.120

190.2.254.7

Son expresiones válidas de direcciones de IPv4

Resumiendo un poco lo visto hasta aquí, sabemos que los dispositivos que se conecten a través de
IP, formarán parte de una red, en la cual, como si se tratase de una dirección postal, cada dispositivo
recibe una dirección que lo identifica. Esta observación es muy importante teniendo en cuenta que, en
una misma red, dos dispositivos no pueden tener la misma dirección IP, algo lógico pero no por eso
menos relevante.
Luego de haber nombrado la regla anterior y pensando en la cantidad de dispositivos que hoy en día
se conectan a través de Internet, debe sonar imposible que cada computadora que esté conectada
tenga una dirección IP individual y única dentro de esta gran red pensando en números de 32 bits. Y
es aquí donde entran en juego los Routers o Enrutadores. El secreto aquí es que Internet, aunque no
parezca, no es una única red. En realidad está formada por una enorme cantidad de pequeñas redes
interconectadas con otras no tan pequeñas. De esta manera se agrupan los dispositivos que trabajan
conectados a Internet.

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COMUNICADOR IP-400 ROUTER -> ENRUTADOR, ENCAMINADOR
Es un dispositivo que proporciona conectividad a nivel de red. Su función principal consiste en enviar
o encaminar paquetes de datos de una red a otra, es decir, interconectar subredes, entendiendo por
subred un conjunto de máquinas IP que trabajan en una red determinada.

En lugar de conectar computadoras locales a la red global directamente, un encaminador residencial
debe hacer que las computadoras locales parezcan ser un solo equipo.

A continuación vamos a definir los contextos en los cuales trabaja el router residencial como interfaz
entre dos redes, por un lado, la red privada o LAN (Local Area Network) y por otro la red pública o WAN
(Wide Area Network)

WAN -> RED DE ÁREA AMPLIA
Es un sistema de interconexión de equipos informáticos geográficamente dispersos, que pueden estar
incluso en continentes distintos. El sistema de conexión para estas redes normalmente involucra a re-
des públicas de transmisión de datos. En nuestro caso, Internet es nuestra WAN.

LAN -> RED DE ÁREA LOCAL
Es un sistema de interconexión de equipos informáticos relativamente cercanos geográficamente
hablando. Este sistema de comunicación comúnmente se utiliza para montar redes privadas donde
se espera que las máquinas que en ella operan puedan comunicarse entre sí. Sin embargo, existe la
posibilidad de que éstas máquinas tengan comunicación con el mundo exterior, el encargado de esta
tarea es nuestro Router.

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COMUNICADOR IP-400 CONTROL A DISTANCIA ALARM CONTROL

Como mencionamos anteriormente, entre otros, el trabajo del router es hacer de interfaz entre Internet
y las computadoras de nuestra red local. Tanto en una como en otra red el protocolo IP utilizado sigue
siendo IPv4, con lo cual, podría ser muy fácil confundir una dirección IP dentro de la red local con una
que pertenece a la WAN. Para que esto no suceda, hay una serie de direcciones IP reservadas para
uso en una red privada con lo cual hay también un rango disponible para IP públicas.
IANA (Internet Assigned Numbers Authority) es la entidad que supervisa la asig-
nación global de direcciones IP y otros recursos relativos a los protocolos de Internet.

192.168.0.0 - 192.168.255.255

Es un rango de direcciones IP reservadas para uso privado. Sin embargo, existen maneras de sub-
dividir estos números para formar más de una subred privada, pero no es el alcance de este apunte
profundizar en ese tema, como hemos anticipado, lo que aquí se explica aplica esencialmente a redes
simples CLASE C.
Más allá de la reservación de IANA, lo que determina qué direcciones pertenecen a la red privada y
cuáles no, es la máscara de subred.

SUBNET MASK -> MÁSCARA DE RED
Es un número de 32 bits que determina si una dirección IP pertenece o no a la red privada. La notación
más común también es decimal separado por puntos. Este parámetro junto con la puerta de enlace
ayuda a determinar el límite de address que pueden formar parte de la red. Por ejemplo, si el router
tiene configurada la dirección IP 192.168.0.1 en la red privada, y la máscara de red implementada es
255.255.255.0 las máquinas que operen dentro de esa red podrán tener una dirección IP con la forma
192.168.0.X y cualquier mensaje que tenga como destino una IP distinta de la expresión anterior, será
ruteado al exterior.

Más allá de la LAN, el router va a recibir también por parte de la WAN, una dirección IP que lo identifique
en la misma. A continuación veremos con algunos ejemplos, cómo es que el enrutador hará que los
dispositivos de la red privada tengan interacciones con Internet.

En este caso vamos a describir el comportamiento de un modelo Cliente-Servidor, donde el cliente es
un Navegador Web ejecutándose en la PC de un usuario, dentro de una red local que depende de un
router, el cual está conectado a la red de nuestro proveedor de servicio de internet y donde el servidor
será un Web Server que nos servirá una determinada página web.

Antes de eso explicaremos el concepto de puerto.

IP PORT - PUERTO IP
En el protocolo IP, los puertos se utilizan para subdividir una dirección IP. Si bien una PC dentro de una
red local mantiene su IP, existen procesos corriendo dentro de la misma, que necesitan comunicarse
con otros, en esta u otras máquinas, para ello, cada proceso deberá solicitar un número de puerto y
éste, viajará en la cabecera IP de los paquetes que transmite, junto con la dirección, para que justa-
mente, quien reciba ese mensaje sepa su origen y pueda a futuro, contestar al mismo.
Los puertos son números de 16 bits y su notación clásica es en forma decimal, con lo cual, pueden
tomar valores desde ‘0’ a ‘65535’.

Al igual que en el sistema operativo de una computadora, cualquier dispositivo que tenga una dirección
IP, completa la administración de sus comunicaciones con el uso de puertos y cuando decimos cual-
quier dispositivo nos referimos también a routers, servidores, etc. todo lo que se comunique usando el
sistema IP.

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COMUNICADOR IP-400 La forma clásica de escribir la dirección que describe un proceso es -> ‘direcciónIP’ : ‘puerto’
Por ejemplo:
192.168.0.1:23

90.0.0.120:43568

190.2.254.7:80

Son expresiones válidas de dirección y puerto describiendo un punto de comunicación IP.

Algo interesante de saber, es que existen puertos reservados por IANA para procesos o servicios es-
pecíficos. Por ejemplo:

entre muchos otros.

Para nuestro ejemplo, vamos a centrarnos en el puerto 80, como vemos en la tabla, es el puerto reser-
vado para HTTP que es el protocolo por excelencia en comunicaciones para los servicios WWW. Si
bien el servidor podría estar configurado para recibir peticiones HTTP en cualquier puerto, se lo con-
figura en el puerto 80 por una sencilla razón. Al ser un estándar, los navegadores web, que reciben la
IP del server al que el usuario se quiere conectar, concatenan por defecto el puerto 80 en la dirección
IP cargada aunque no lleguemos a verlo así en la URL.

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COMUNICADOR IP-400 Entonces:

Es lo mismo que:

o:

es equivalente a:

ya que para HTTPS ( HTTP secure, una versión de HTTP encriptada ) el navegador pone como puerto
443.

Por lo tanto, llegamos a la conclusión de que día a día utilizamos conexiones IP con direcciones y
puertos, sólo que los navegadores nos abstraen de la utilización de dichos puertos. Hasta incluso nos
abstraen de la notación clásica de una dirección IP. Esto es gracias al sistema de nombres de dominio.

DOMAIN NAME SYSTEM O DNS -> SISTEMA DE NOMBRES DE DOMINIO

Es un sistema de nomenclatura para computadoras, servicios o cualquier recurso conectado a Internet
o a una red privada. Este sistema asocia información variada con nombres de dominios asignados a
cada uno de los participantes. Su función más importante, es traducir nombres amistosos para las
personas en direcciones IP asociadas con los equipos conectados a la red, esto con el propósito de
poder localizar y direccionar estos equipos mundialmente.

Los componentes que conjugan en este sistema son los Servidores DNS y los Clientes.