IPv4 es la versión del protocolo IP que ha sostenido Internet y las redes locales durante décadas. Toda comunicación entre equipos necesita una dirección, y entender cómo está construida es la base del direccionamiento: cómo se divide en red y equipo, qué hace una máscara y cómo se calcula el rango de una subred. En este artículo se explica paso a paso, con ejemplos y esquemas.
Qué es una dirección IPv4
Una dirección IPv4 tiene 32 bits, que se agrupan en cuatro bloques de 8 bits llamados octetos. Para leerla con comodidad se escribe en notación decimal con puntos: cada octeto se convierte a un número entre 0 y 255. Por ejemplo, 192.168.10.100 equivale a 11000000.10101000.00001010.01100100.
Con 32 bits existen 2³² direcciones, es decir, unas 4.300 millones. El protocolo se definió en el RFC 791 y es el que identifica el origen y el destino de cada paquete.
Parte de red y parte de equipo
Toda dirección IPv4 se divide en dos partes: la parte de red, que identifica la red o subred, y la parte de host, que identifica al equipo dentro de ella. La máscara de subred indica dónde está el límite: los bits a 1 son de red y los bits a 0 son de host.
La máscara puede escribirse en decimal (255.255.255.192) o en notación CIDR, con la barra y el número de bits de red (/26). Ambas formas significan lo mismo.
Prefijos y máscaras habituales
El número de equipos que admite una red depende de los bits de host: con h bits de host hay 2h − 2 direcciones utilizables, porque la primera (la dirección de red) y la última (la de broadcast) no se asignan a equipos.
| Prefijo | Máscara | Hosts útiles | Uso habitual |
|---|---|---|---|
| /8 | 255.0.0.0 | 16.777.214 | Redes muy grandes |
| /16 | 255.255.0.0 | 65.534 | Redes grandes |
| /24 | 255.255.255.0 | 254 | Red local habitual |
| /25 | 255.255.255.128 | 126 | Subredes medianas |
| /26 | 255.255.255.192 | 62 | Subredes pequeñas |
| /27 | 255.255.255.224 | 30 | Subredes pequeñas |
| /28 | 255.255.255.240 | 14 | Grupos reducidos de equipos |
| /29 | 255.255.255.248 | 6 | Grupos muy reducidos |
| /30 | 255.255.255.252 | 2 | Enlaces punto a punto |
| /31 | 255.255.255.254 | 2 (sin red ni broadcast) | Enlaces punto a punto (RFC 3021) |
| /32 | 255.255.255.255 | 1 | Un único equipo o ruta de host |
Clases de direcciones
En los inicios de IPv4 el espacio se repartía en clases según el primer octeto, cada una con una máscara fija. Hoy el direccionamiento es sin clases (CIDR) y la máscara puede tener cualquier longitud, pero las clases siguen apareciendo en la documentación y en los exámenes.
Direcciones privadas y especiales
No todas las direcciones se pueden usar en Internet. Los rangos privados se reutilizan en millones de redes locales, y la salida a Internet se resuelve con NAT. Además, existen rangos con usos reservados:
| Rango | Uso |
|---|---|
| 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 y 192.168.0.0/16 | Direcciones privadas (RFC 1918): no se enrutan por Internet |
| 100.64.0.0/10 | Espacio compartido para CGNAT de las operadoras |
| 127.0.0.0/8 | Loopback: el propio equipo (127.0.0.1) |
| 169.254.0.0/16 | Link-local (APIPA): el equipo se autoasigna una dirección si no encuentra DHCP |
| 0.0.0.0 | Dirección no especificada; 0.0.0.0/0 representa la ruta por defecto |
| 224.0.0.0/4 | Multicast |
| 255.255.255.255 | Broadcast limitado a la red local |
| 192.0.2.0/24, 198.51.100.0/24 y 203.0.113.0/24 | Reservadas para documentación y ejemplos |
Cómo calcular la red, el broadcast y el rango de hosts
- Pasa la dirección y la máscara a binario.
- Calcula la dirección de red con un AND bit a bit entre la dirección y la máscara.
- Calcula el broadcast poniendo a 1 todos los bits de host de la dirección de red.
- Obtén el rango útil: desde la dirección de red más 1 hasta el broadcast menos 1.
- Cuenta los hosts: 2h − 2, donde h es el número de bits de host.
Un atajo habitual consiste en calcular el tamaño de bloque: 256 menos el valor del octeto de la máscara donde cae el límite. Con /26 el cuarto octeto de la máscara es 192, así que el bloque es 256 − 192 = 64 y las subredes empiezan en .0, .64, .128 y .192. Como 100 cae entre 64 y 127, la dirección 192.168.10.100 pertenece a la red 192.168.10.64.
| Dirección | Máscara | Red | Broadcast | Rango de hosts | Hosts |
|---|---|---|---|---|---|
| 192.168.10.100/26 | 255.255.255.192 | 192.168.10.64 | 192.168.10.127 | 192.168.10.65 a 192.168.10.126 | 62 |
| 172.16.37.200/20 | 255.255.240.0 | 172.16.32.0 | 172.16.47.255 | 172.16.32.1 a 172.16.47.254 | 4.094 |
| 10.1.2.3/8 | 255.0.0.0 | 10.0.0.0 | 10.255.255.255 | 10.0.0.1 a 10.255.255.254 | 16.777.214 |
La cabecera IPv4
Cada paquete lleva una cabecera de al menos 20 bytes. Estos son sus campos principales:
- Versión e IHL: versión del protocolo (4) y longitud de la cabecera.
- DSCP / ECN: prioridad y control de congestión.
- Longitud total: tamaño del paquete.
- Identificación, flags y desplazamiento: permiten fragmentar y reensamblar paquetes.
- TTL: vida del paquete. Cada router lo reduce en uno y, si llega a cero, descarta el paquete.
- Protocolo: indica qué transporta (1 ICMP, 6 TCP, 17 UDP).
- Checksum: detecta errores en la cabecera.
- Direcciones de origen y destino.
Tipos de comunicación
- Unicast: de un equipo a otro equipo.
- Broadcast: de un equipo a todos los de la misma red.
- Multicast: de un equipo a un grupo que se ha suscrito.
Cómo comprobar y asignar una dirección IPv4
| Sistema | Ver la configuración IP | Asignar una dirección |
|---|---|---|
| Windows | ipconfig /all |
netsh interface ip set address name="Ethernet" static 192.168.10.100 255.255.255.192 192.168.10.65 |
| Linux | ip addr show |
sudo ip addr add 192.168.10.100/26 dev eth0 |
| Cisco IOS | show ip interface brief |
En la interfaz: ip address 192.168.10.65 255.255.255.192 |
| Huawei VRP | display ip interface brief |
En la interfaz: ip address 192.168.10.65 26 |
| MikroTik RouterOS | /ip address print |
/ip address add address=192.168.10.65/26 interface=ether1 |
La puerta de enlace (gateway) debe pertenecer a la misma subred que el equipo. Si no es así, el equipo no podrá salir de su red.
Errores frecuentes
- Asignar a un equipo la dirección de red o la de broadcast de su subred.
- Usar una máscara distinta en los equipos de una misma red.
- Configurar una puerta de enlace fuera de la subred del equipo.
- Dejar direcciones duplicadas en la red, que provocan cortes intermitentes.
- Solapar subredes al dividir una red sin planificar el direccionamiento.
- Confundir un rango privado con uno público al diseñar una red que debe salir a Internet.
- Olvidar que una dirección 169.254.x.x indica que el equipo no ha encontrado un servidor DHCP.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se están agotando las direcciones IPv4?
Porque 4.300 millones de direcciones no bastan para todos los dispositivos conectados. Se ha ido retrasando el problema con CIDR, subredes de tamaño variable y NAT, y la solución a largo plazo es IPv6.
¿Qué diferencia hay entre una dirección pública y una privada?
Una pública es única y se enruta en Internet. Una privada solo tiene sentido dentro de una red local, y se traduce a una pública con NAT para salir al exterior.
¿Qué significa que un equipo tenga la dirección 169.254.x.x?
Que no ha recibido configuración de un servidor DHCP y se ha autoasignado una dirección de enlace local. Sirve para comunicarse con equipos de su misma red, pero no para salir de ella.
Siguientes pasos
- Subnetting: cómo dividir una red en subredes y calcular sus rangos.
- IPv6: el protocolo que sustituye a IPv4.
- DHCP, DNS y ARP: cómo se asignan las direcciones y se relacionan con nombres y direcciones físicas.
- NAT/PAT e ICMP: cómo se sale a Internet con direcciones privadas y cómo se diagnostica la conectividad.
- Calculadora IPv4 y Calculadora VLSM y wildcard: para comprobar tus cálculos.
Los contenidos tienen carácter técnico e informativo. Antes de aplicar una configuración en una red real, pruébala en un entorno controlado y sigue los procedimientos de tu empresa u operadora.