Capítulo 7: Asignaciones de direcciones IP

El direccionamiento es una función crucial de los protocolos de capa de red. 

Permite la comunicación de datos entre hosts, sin importar si estos están en la misma
red o en redes diferentes. 

Tanto el protocolo de Internet versión 4 (IPv4) como el protocolo de Internet versión 6

(IPv6) proporcionan direccionamiento jerárquico para los paquetes que transportan
datos.

#El diseño, la implementación y la administración de un plan de asignación de

direcciones IP eficaz asegura que las redes puedan operar de manera eficaz y eficiente.

Direcciones IPv4
Cada dirección consta de una cadena de 32 bits, divididos en cuatro secciones
denominadas octetos. Cada octeto contiene 8 bits (o 1 byte) separados por un punto.

Base Decimal – Base 10 (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)

Base Binaria – Base 2(0,1)

Notación de Posición decimal

Es necesario entender la Notación de posición. El término "notación de posición"
significa que un dígito representa diferentes valores según la "posición" que el dígito
ocupa en la secuencia de números. Ya conoce el sistema de numeración más común, el
sistema de notación decimal (de base 10).

Conversión del sistema binario al sistema decimal

Para convertir una dirección IPv4 binaria a su equivalente decimal punteada, divida la
dirección IPv4 en cuatro octetos de 8 bits. A continuación, aplique el valor de posición
binario al primer octeto del número binario y calcule según corresponda.

192.168.11.10 #Notación decimal punteada

Porciones de red y de host

Es importante entender la notación binaria para determinar si dos hosts están en la
misma red. Recuerde que una dirección IPv4 es una dirección jerárquica compuesta por
una porción de red y una porción de host. Cuando se determina la porción de red en
comparación con la porción de host, se debe observar la secuencia de 32 bits. Dentro de
la secuencia de 32 bits, una porción de los bits identifica la red y una porción identifica
el host, como se muestra en la ilustración.

Los bits dentro de la porción de red de la dirección deben ser idénticos para todos los
dispositivos que residen en la misma red. Los bits dentro de la porción de host de la
dirección deben ser únicos para identificar un host específico dentro de una red. Si dos
hosts tienen el mismo patrón de bits en la porción de red especificada de la secuencia
de 32 bits, esos dos hosts residen en la misma red.

La máscara de subred

 Dirección IPv4: dirección IPv4 única del host.

 Máscara de subred: se usa para identificar la porción de red/host de la dirección

IPv4.

 Gateway predeterminado: identifica el gateway local (es decir, la dirección IPv4

de interfaz de router local) para llegar a redes remotas.

Cuando se asigna una dirección IPv4 a un dispositivo, la máscara de subred se usa para
determinar la dirección de red a la que pertenece el dispositivo. La dirección de red
representa todos los dispositivos de la misma red.

#Para identificar las porciones de red y de host de una dirección IPv4, se compara la
máscara de subred con la dirección IPv4 bit por bit, de izquierda a derecha.

#El proceso real que se usa para identificar la porción de red y la porción de host se
denomina AND.

AND Lógico

El AND lógico es una de las tres operaciones binarias básicas que se utilizan en la lógica
digital. Las otras dos son OR y NOT. Si bien en las redes de datos se usan las tres, solo
AND se usa para determinar la dirección de red. Por lo tanto, nuestro debate en este
punto se limita a la operación lógica AND.

Para identificar la dirección de red de un host IPv4, se recurre a la operación lógica AND
para la dirección IPv4, bit por bit, con la máscara de subred. El uso de la operación AND
entre la dirección y la máscara de subred produce la dirección de red.

Longitud de prefijo

Específicamente, la longitud de prefijo es el número de bits fijados en 1 en la máscara de

subred. Se escribe mediante la "notación de barra diagonal", es decir, una "/" seguida por
el número de bits fijados en 1. Por lo tanto, cuente el número de bits en la máscara de
subred y anteponga una barra diagonal.

Tipos de direcciones de una red

Dirección red: es la dirección de red que comparten todos los

dispositivos dentro de una red, donde la porción de host solo se
compone de 0

Direcciones host: son las direcciones ip asignadas a los host o

dispositivos dentro de la red y se compone solo de 1 o 0
combinados solamente

Primera dirección de host: es la primera dirección de host

disponible en la red la porción de host siempre se compone de 0
y el ultimo es 1

Ultima dirección de host: es la última dirección de host

disponible en la red y la porción de host siempre se compone de
1 y el ultimo es 0

Dirección de difusión: es una dirección especial se comunica

con todos los hosts en una red. Además, utiliza la dirección más
alta en el rango de la red. La porción de host se compone solo de 1

Asignación de una dirección IPv4 dinámica a un host

 el protocolo DHCP es el método preferido para asignar direcciones IPv4 a los hosts en
redes grandes. Un beneficio adicional de DHCP es que la dirección no se asigna
permanentemente a un host, sino que solo se "presta" por un período. Si el host se apaga
o se desconecta de la red, la dirección regresa al pool para volver a utilizarse. Esta
característica es muy útil para los usuarios móviles que entran a una red y salen de ella.

Comunicación de IPv4

-Unidifusion

-Multidifusion

-Difusion

Transmision de unidifusión

Las direcciones de host IPv4 de unidifusión se encuentran en el intervalo de direcciones

de 0.0.0.0 a 223.255.255.255. Sin embargo, dentro de este intervalo existen muchas
direcciones reservadas para fines específicos. Estas direcciones con fines específicos
se analizan más adelante en este capítulo.

Transmision de difusión
Cuando se transmite un paquete por difusión, utiliza recursos de la red y hace que cada
host receptor de la red procese el paquete. Por lo tanto, se debe limitar el tráfico de
difusión para que no afecte negativamente el rendimiento de la red o de los dispositivos.
Debido a que los routers separan los dominios de difusión, la subdivisión de redes puede
mejorar el rendimiento de la red al eliminar el exceso de tráfico de difusión.

Trasmision multidifusión

La transmisión de multidifusión reduce el tráfico al permitir que un host envíe un único

paquete a un grupo seleccionado de hosts que estén suscritos a un grupo de
multidifusión.

Cada grupo de multidifusión está representado por una sola dirección IPv4 de destino de
multidifusión. Cuando un host IPv4 se suscribe a un grupo de multidifusión, el host
procesa los paquetes dirigidos a esta dirección de multidifusión y los paquetes dirigidos
a la dirección de unidifusión asignada exclusivamente.

Direcciones IPv4 públicas y privadas

Las direcciones IPv4 públicas son direcciones que se enrutan globalmente entre los
routers de los ISP (proveedores de servicios de Internet). Sin embargo, no todas las
direcciones IPv4 disponibles pueden usarse en Internet. Existen bloques de direcciones
llamadas direcciones privadas que son utilizadas por la mayor parte de las
organizaciones para asignar direcciones IPv4 a hosts internos.

Específicamente, los bloques de direcciones privadas son los siguientes:

 10.0.0.0 /8 o 10.0.0.0 a 10.255.255.255

 172.16.0.0 /12 o 172.16.0.0 a 172.31.255.255

 192.168.0.0 /16 o 192.168.0.0 a 192.168.255.255

Nota: Las direcciones privadas se definen en RFC 1918.

Es importante saber que las direcciones dentro de estos bloques de direcciones no están
permitidas en Internet y deben ser filtradas (descartadas) por los routers de Internet.

La mayoría de las organizaciones usan direcciones IPv4 privadas para los hosts internos.
Sin embargo, estas direcciones RFC 1918 no se pueden enrutar en Internet y deben
traducirse a direcciones IPv4 públicas. Se usa la traducción de direcciones de red (NAT)
para traducir entre direcciones IPv4 privadas y públicas. En general, esto se hace en el
router que conecta la red interna a la red del ISP.

Los routers domésticos brindan la misma funcionalidad.

Direcciones IPv4 de usuarios especiales

Existen ciertas direcciones, como la dirección de red y la dirección de difusión, que no
se pueden asignar a los hosts. También hay direcciones especiales que pueden
asignarse a los hosts, pero con restricciones respecto de la forma en que dichos hosts
pueden interactuar dentro de la red.

Direcciones de bucle invertido (127.0.0.0 /8 o 127.0.0.1 a

127.255.255.254): generalmente identificadas solo como 127.0.0.1, son direcciones
especiales que usa un host para dirigir el tráfico hacia sí mismo.

Direcciones de enlace local (169.254.0.0 /16 o 169.254.0.1 a 169.254.255.254): más

comúnmente conocidas como "direcciones IP privadas automáticas" (APIPA), un cliente
DCHP Windows las usa para la autoconfiguración en caso de que no haya servidores
DHCP disponibles.

 Direcciones TEST-NET (192.0.2.0 /24 o 192.0.2.0 a 192.0.2.255): estas

direcciones se apartan con fines de enseñanza y aprendizaje, y pueden usarse en
ejemplos de documentación y de redes.

Nota: También existen direcciones experimentales en el bloque 240.0.0.0 a

255.255.255.254 que se reservan para uso futuro (RFC 3330).

Direccionamiento con clase antigua

En 1981, las direcciones IPv4 de Internet se asignaban mediante el Direccionamiento
con clase como se define en RFC 790, números asignados. A los clientes se les asignó
una dirección de red basada en una de tres clases:A, B, o C. RFC dividía los rangos de
unidifusión en clases específicas denominadas:

 Clase A (0.0.0.0/8 a 127.0.0.0/8): diseñada para admitir redes extremadamente

grandes, con más de 16 millones de direcciones de host. Usaba un prefijo /8 fijo
donde el primer octeto indicaba la dirección de red y los tres octetos restantes eran
para las direcciones de host. Todas las direcciones de clase A requerían que el bit
más significativo del octeto de valor superior fuese un cero que creaba un total de
128 redes de clase A posibles.

Clase B (128.0.0.0 /16 a 191.255.0.0 /16): diseñada para satisfacer la necesidad de redes

de tamaño moderado a grande, con hasta 65 000 direcciones de host. Usaba un prefijo
/16 fijo donde los dos octetos de valor superior indicaban la dirección de red y los dos
octetos restantes eran para las direcciones de host. Los dos bits más significativos del
octeto de valor superior deben ser 10 que crean más de 16 000 redes
Clase C (192.0.0.0 /24 a 223.255.255.0 /24): diseñada para admitir redes pequeñas con
un máximo de 254 hosts. Usaba un prefijo /24 fijo donde los tres primeros octetos
indicaban la red y el octeto restante era para las direcciones de host. Los tres bits más
significativos del octeto de valor superior deben ser 110 que crean más de 2 millones de
redes posibles.

Nota: también existe un bloque de multidifusión de clase D que va de 224.0.0.0 a

239.0.0.0, y un bloque de direcciones experimentales de clase E que va de 240.0.0.0 a
255.0.0.0.

Asignacion de direcciones sin clase

El direccionamiento con clase se abandonó a fines de la década de 1990 para favorecer
el sistema de direccionamiento sin clase actual. Sin embargo, todavía existen versiones
con clase en las redes actuales. Por ejemplo, cuando se asigna una dirección IPv4 a una
computadora, el sistema operativo examina la dirección que se asigna para determinar
si es de clase A, B o C. El sistema operativo después asume el prefijo que usa esa clase
y realiza la asignación de la máscara de subred predeterminada.

El sistema usado actualmente se conoce como Direccionamiento sin clase. El nombre

formal es “Classless Inter-Domain Routing” (CIDR, pronunciado “cider”). En 1993, el IETF
creó un nuevo conjunto de estándares que permitía que los proveedores de servicios
asignaran direcciones IPv4 en cualquier límite de bits de dirección (longitud de prefijo)
en lugar de solo con una dirección de clase A, B o C. Se hizo para poder demorar la
disminución y el agotamiento final de las direcciones IPv4.

El IETF sabía que el CIDR era solo una solución temporal y que sería necesario
desarrollar un nuevo protocolo IP para admitir el rápido crecimiento de la cantidad de
usuarios de Internet. En 1994, el IETF comenzó a trabajar para encontrar un sucesor de
IPv4, que finalmente fue IPv6.

Asignación de direcciones IP
Fechas de agotamiento de las direcciones IPv4 de RIR
IPv6 está diseñado para ser el sucesor de IPv4. IPv6 tiene un mayor espacio de
direcciones de 128 bits, lo que proporciona 340 sextillones de direcciones. (Es decir, el
número 340 seguido por 36 ceros). Sin embargo, IPv6 es más que solo direcciones más
extensas. Cuando el IETF comenzó el desarrollo de un sucesor de IPv4, utilizó esta
oportunidad para corregir las limitaciones de IPv4 e incluir mejoras adicionales.

Coexistencia de IPv4 e IPv6

 Dual-stack: como se muestra en la figura 1, la técnica dual-stack permite que

IPv4 e IPv6 coexistan en el mismo segmento de red. Los dispositivos dual-stack
ejecutan pilas de protocolos IPv4 e IPv6 de manera simultánea.

 Tunelización: como se muestra en la figura 2, el protocolo de túnel es un método

para transportar un paquete IPv6 en una red IPv4. El paquete IPv6 se encapsula
dentro de un paquete IPV4, de manera similar a lo que sucede con otros tipos de
datos.

 Traducción: como se muestra en la figura 3, la traducción de direcciones de red

64 (NAT64) permite que los dispositivos habilitados para IPv6 se comuniquen con
los dispositivos habilitados para IPv4 mediante una técnica de traducción similar a
NAT para IPv4. Un paquete IPv6 se traduce a un paquete IPv4 y viceversa.

Nota: la tunelización y la traducción solo se usan cuando es necesario. El objetivo debe

ser las comunicaciones IPv6 nativas de origen a destino.

Representación de direcciones IPv6
Las direcciones IPv6 tienen una longitud de 128 bits y se escriben como una cadena de
valores hexadecimales. Cada 4 bits se representan con un único dígito hexadecimal
para llegar a un total de 32 valores hexadecimales, Las direcciones IPv6 no distinguen
entre mayúsculas y minúsculas, y pueden escribirse en minúsculas o en mayúsculas.

el formato preferido para escribir una dirección IPv6 es x:x:x:x:x:x:x:x, donde cada “x”
consta de cuatro valores hexadecimales. Al hacer referencia a 8 bits de una dirección
IPv4, utilizamos el término “octeto”. En IPv6, un “hexteto” es el término no oficial que se
utiliza para referirse a un segmento de 16 bits o cuatro valores hexadecimales. Cada “x”
es un único hexteto, 16 bits o cuatro dígitos hexadecimales.

“Formato preferido” significa que la dirección IPv6 se escribe utilizando los 32 dígitos
hexadecimales. No significa necesariamente que sea el método ideal para representar la
dirección IPv6. En las siguientes páginas, veremos dos reglas que permiten reducir el
número de dígitos necesarios para representar una dirección IPv6.
Regla 1: Omitir los 0 iniciales
La primera regla para ayudar a reducir la notación de las direcciones IPv6 consiste en omitir los 0
(ceros) iniciales en cualquier sección de 16 bits o hexteto. Por ejemplo:

01AB puede representarse como 1AB.

09F0 puede representarse como 9F0.

0A00 puede representarse como A00.

00AB puede representarse como AB.

Esta regla solo es válida para los ceros iniciales, y NO para los ceros finales; de lo contrario, la
dirección sería ambigua. Por ejemplo, el hexteto "ABC" podría ser "0ABC" o "ABC0", pero estos no
representan el mismo valor.

Regla 2: omitir los segmentos de 0

La segunda regla que permite reducir la notación de direcciones IPv6 es que los dos
puntos dobles (::) pueden reemplazar cualquier cadena única y contigua de uno o más
segmentos de 16 bits (hextetos) compuestos solo por ceros.

Los dos puntos dobles (::) se pueden utilizar solamente una vez dentro de una dirección;
de lo contrario, habría más de una dirección resultante posible. Cuando se utiliza junto
con la técnica de omisión de ceros iniciales, la notación de direcciones IPv6
generalmente se puede reducir de manera considerable. Esto se suele conocer como
“formato comprimido”.

Dirección incorrecta:
  2001:0DB8::ABCD::1234

Expansiones posibles de direcciones comprimidas ambiguas:

 2001:0DB8::ABCD:0000:0000:1234

 2001:0DB8::ABCD:0000:0000:0000:1234

 2001:0DB8:0000:ABCD::1234

 2001:0DB8:0000:0000:ABCD::1234

Tipos de direcciones IPv6

 Unidifusión: una dirección IPv6 de unidifusión identifica de manera única una

interfaz de un dispositivo habilitado para IPv6. Como se muestra en la ilustración,
las direcciones IPv6 de origen deben ser direcciones de unidifusión.

 Multidifusión: las direcciones IPv6 de multidifusión se usan para enviar un único

paquete IPv6 a varios destinos.

 Difusión por proximidad: una dirección IPv6 de difusión por proximidad es

cualquier dirección IPv6 de unidifusión que puede asignarse a varios dispositivos.
Los paquetes enviados a una dirección de difusión por proximidad se enrutan al
dispositivo más cercano que tenga esa dirección. Las direcciones de difusión por
proximidad exceden el ámbito de este curso.

A diferencia de IPv4, IPv6 no tiene una dirección de difusión. Sin embargo, existe una
dirección IPv6 de multidifusión de todos los nodos que brinda básicamente el mismo
resultado.

Longitud del prefijo Ipv6

IPv6 utiliza la longitud de prefijo para representar la porción de prefijo de la dirección.
IPv6 no utiliza la notación decimal punteada de máscara de subred. La longitud de prefijo
se utiliza para indicar la porción de red de una dirección IPv6 mediante el formato de
dirección IPv6/longitud de prefijo.

La longitud de prefijo puede ir de 0 a 128. Una longitud de prefijo IPv6 típica para LAN y
la mayoría de los demás tipos de redes es /64. Esto significa que la porción de prefijo o
de red de la dirección tiene una longitud de 64 bits, lo cual deja otros 64 bits para la ID
de interfaz (porción de host) de la dirección.
Direcciones IPv6 de unidifusión
 identifican de forma exclusiva una interfaz en un dispositivo con IPv6 habilitado. Un
paquete que se envía a una dirección de unidifusión es recibido por la interfaz que tiene
asignada esa dirección.  las direcciones IPv6 de origen deben ser direcciones de
unidifusión ,Las direcciones IPv6 de destino pueden ser direcciones de unidifusión o de
multidifusión.

Los tipos de direcciones IPv6 de unidifusión más comunes son las direcciones de
unidifusión globales (GUA) y las direcciones de unidifusión link-local.

Unidifusión global

Las direcciones de unidifusión globales son similares a las direcciones IPv4 públicas.
Estas son direcciones enrutables de Internet globalmente exclusivas. Las direcciones de
unidifusión globales pueden configurarse estáticamente o asignarse de forma dinámica.

Link-local

Las direcciones link-local se utilizan para comunicarse con otros dispositivos en el

mismo enlace local. Con IPv6, el término “enlace” hace referencia a una subred. Las
direcciones link-local se limitan a un único enlace. Su exclusividad se debe confirmar
solo para ese enlace, ya que no se pueden enrutar más allá del enlace. En otras
palabras, los routers no reenvían paquetes con una dirección de origen o de destino link-
local.

Local única

Otro tipo de dirección de unidifusión es la dirección de unidifusión local única. Las

direcciones IPv6 locales únicas tienen ciertas similitudes con las direcciones privadas
RFC 1918 para IPv4, pero existen grandes diferencias. Las direcciones locales únicas se
utilizan para el direccionamiento local dentro de un sitio o entre una cantidad limitada de
sitios. 
Direcciones IPv6 de unidifusión link local
Una dirección IPv6 link-local permite que un dispositivo se comunique con otros
dispositivos con IPv6 habilitado en el mismo enlace y solo en ese enlace (subred). Los
paquetes con direcciones link-local de origen o destino no pueden enrutarse más allá del
enlace en el que se originó el paquete.

La dirección de unidifusión global no es un requisito. Sin embargo, cada interfaz de red

con IPv6 habilitado debe tener una dirección link-local.

Si en una interfaz no se configura una dirección link-local de forma manual, el dispositivo

crea automáticamente su propia dirección sin comunicarse con un servidor DHCP. 

Nota: Generalmente, es la dirección de enlace local del router, y no la dirección de

unidifusión global, que se usa como gateway predeterminado para otros dispositivos del
enlace.
Estructura de una dirección IPv6 de unidifusión global
Las direcciones IPv6 de unidifusión globales (GUA) son globalmente únicas y enrutables
en Internet IPv6. Estas direcciones son equivalentes a las direcciones IPv4 públicas.

Una dirección de unidifusión global consta de tres partes:

 Prefijo de routing global

  ID de subred

 ID de interfaz

 Prefijo de routing global

 El prefijo de routing global es la porción de prefijo, o de red, de la dirección que

asigna el proveedor (por ejemplo, un ISP) a un cliente o a un sitio. En general, los
RIR asignan un prefijo de routing global /48 a los clientes. Estos incluyen a todos,
desde redes comerciales de empresas a hogares individuales.

El tamaño del prefijo de routing global determina el tamaño de la ID de subred.

ID de subred

Las organizaciones utilizan la ID de subred para identificar subredes dentro de su

ubicación. Cuanto mayor es la ID de subred, más subredes habrá disponibles.

ID de interfaz

La ID de interfaz IPv6 equivale a la porción de host de una dirección IPv4. Se utiliza el

término “ID de interfaz” debido a que un único host puede tener varias interfaces, cada
una con una o más direcciones IPv6. Se recomienda especialmente usar subredes /64 en
la mayoría de los casos. En otras palabras, una ID de interfaz de 64 bits como la que se
muestra en la figura 2.
Configuración estática de una dirección de unidifusión global
Configuración del router

La mayoría de los comandos de configuración y verificación IPv6 de Cisco IOS son

similares a sus equivalentes de IPv4. En la mayoría de los casos, la única diferencia es el
uso de ipv6 en lugar de ip dentro de los comandos.

El comando para configurar una dirección de unidifusión global IPv6 en una interfaz
es ipv6 address ipv6-address/prefix-length.

Tenga en cuenta que no hay un espacio entre ipv6-address  y prefix-length.

Configuración de host

Configurar la dirección IPv6 en un host de forma manual es similar a configurar una

dirección IPv4.

Al igual que con IPv4, la configuración de direcciones estáticas en clientes no se

extiende a entornos más grandes. Por este motivo, la mayoría de los administradores de
redes en una red IPv6 habilitan la asignación dinámica de direcciones IPv6.

Los dispositivos pueden obtener automáticamente una dirección IPv6 de unidifusión

global de dos maneras:

 Configuración automática de dirección independiente del estado (SLAAC)

 Mediante DHCPv6 con estado

Nota: cuando se usa DHCPv6 o SLAAC, se especifica automáticamente la dirección link-
local del router local como dirección de gateway predeterminado.

Configuración dinámica: SLAAC

La configuración automática de dirección independiente del estado (SLAAC) es un
método que permite a un dispositivo obtener el prefijo, la longitud de prefijo, la dirección
del gateway predeterminado y otra información de un router IPv6 sin utilizar un servidor
DHCPv6. Mediante SLAAC, los dispositivos dependen de los mensajes de anuncio de
router (RA) de ICMPv6 del router local para obtener la información necesaria. Los routers
IPv6 envían mensajes RA de ICMPv6 periódicamente, cada 200 segundos, a todos los
dispositivos con IPv6 habilitado en la red. También se envía un mensaje RA en respuesta
a un host que envía un mensaje ICMPv6 de solicitud de router (RS).

El mensaje RA de ICMPv6 es una sugerencia a un dispositivo sobre cómo obtener una

dirección IPv6 de unidifusión global. La decisión final la tiene el sistema operativo del
dispositivo. El mensaje RA de ICMPv6 incluye lo siguiente:

 Prefijo de red y longitud de prefijo: indica al dispositivo a qué red pertenece.

 Dirección de gateway predeterminado: es una dirección IPv6 link-local, la

dirección IPv6 de origen del mensaje RA.

 Direcciones DNS y nombre de dominio: direcciones de los servidores DNS y un

nombre de dominio.