12.13: Direccionamiento IP en Internet Global

Por Andrew McConachie, diciembre de 2013.

Visión general. La mayoría de la gente da por sentado que Internet simplemente funciona. Conectan su computadora a Internet, obtiene una dirección IP, y son capaces de comunicarse con una computadora con una dirección IP diferente al otro lado del planeta. ¿Cómo obtuvo su computadora la dirección IP correcta? ¿Cómo obtiene cualquier computadora o enrutador la dirección IP correcta? ¿Cómo obtuvieron sus direcciones IP los routers y otras computadoras de Internet? ¿Quién decide qué computadoras y qué enrutadores obtienen qué direcciones IP?

¿Qué se está organizando? En su forma más simple, una dirección IPv4 es una serie de 32 bits de 0′s y 1′s, son recursos que nacen digitales, ya que no tienen representación física canónica. Su representación canónica digital, con la que todos nos hemos familiarizado, se llama el formato “quad punteado” y es de 4 números entre 0-255 separados con puntos. Por ejemplo, 169.229.216.200 es la dirección IPv4 para www.berkeley.edu.

No todas las direcciones IP son de clases equivalentes. Hay direcciones IPv4 de unidifusión, multidifusión, difusión y experimentales, y las direcciones de unidifusión pueden ser públicas o privadas. También hay dos versiones diferentes de direcciones IP actualmente en uso en Internet, IPv4 e IPv6. Nos centraremos en las direcciones IP públicas de unidifusión IPv4, ya que estas no sólo son las más comunes, sino también las más importantes. Este es aproximadamente el rango de direcciones IP de 1.0.0.0 a 223.255.255.255, con algunos descansos en el medio para el espacio de direcciones IP privadas.

¿Por qué se está organizando? Las direcciones IP son la base de la conectividad de red e Internet; identifican cada dispositivo en una red informática y también sirven como su dirección, para que los enrutadores y otros dispositivos puedan localizarlo y comunicarse con él. No puedes conectarte sin uno. Las direcciones IP se pueden representar en bloques, o subredes, usando un prefijo y una máscara. Por ejemplo, 169.229.216.0/24 representa todas las direcciones IP en el rango de 169.229.216.1 — 169.229.216.255. Los enrutadores de Internet no tienen suficiente memoria para contener rutas para cada dirección IP individual en Internet. Entonces, al organizar Internet en subredes basadas libremente en un modelo jerárquico, los enrutadores son capaces de determinar la ruta correcta para cada destino en la red sin almacenar realmente todas las direcciones en su memoria. Si la organización de las direcciones IP no se maneja correctamente, los enrutadores de Internet agotarían su espacio de memoria y partes de Internet se volverían inalcanzables.

¿Cuánto se está organizando? Actualmente hay demasiada granularidad en la tabla global de enrutamiento de Internet. Para un router se necesita la misma cantidad de memoria para almacenar una subred con 255 direcciones IP que para almacenar una subred con 65536 direcciones. Entonces, si nuestra principal preocupación es minimizar el uso de memoria en los enrutadores de Internet, reduciendo así los costos del operador y aumentando la estabilidad, queremos la menor granularidad posible en la tabla de enrutamiento de Internet. El problema es que muchas organizaciones utilizan subredes IP no contiguas que no se pueden agregar en subredes más grandes. Esto da como resultado que los enrutadores tengan que almacenar muchas subredes pequeñas en lugar de menos subredes más grandes, lo que eventualmente conducirá al agotamiento de la memoria en los enrutadores más antiguos y posibles problemas de disponibilidad. Actualmente la tabla completa de ruteo de Internet se acerca a 500,000 rutas. La mayoría de los ingenieros de redes esperan problemas una vez que la tabla de enrutamiento crece más allá de 512,000 entradas, ya que las limitaciones de memoria del enrutador siempre están en

¿Cuándo se está organizando? Las direcciones IP se organizan una vez que alguien configura una en un dispositivo o configura un servidor de Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP). Si una organización agota su suministro de direcciones IP gratuitas. deberá realizar una solicitud al proveedor upstream o Registro Regional de Internet (RIR) para más espacio de direcciones. En los primeros días de Internet, se daban grandes bloques de direcciones IP a las organizaciones, pero esto llevó a que muchas de las direcciones en estos bloques no se usaran. Ahora estamos llegando a un punto en el que ya no tenemos nuevas direcciones para asignar a las organizaciones.

Ahora están surgiendo mercados para que las organizaciones compren y vendan direcciones IP, y las organizaciones que se han aferrado a grandes cantidades de espacio de direccionamiento no utilizado obtienen ingresos significativos al vender su espacio no utilizado. Cuando estas organizaciones venden su espacio de direcciones IP no utilizado, dividirán grandes asignaciones en subredes más pequeñas, aumentando así la granularidad y acelerando aún más el crecimiento de la tabla de enrutamiento de Internet.

¿Cómo o por quién se está organizando? La Corporación para la Asignación de Nombres y Números de Internet (ICANN) es actualmente responsable de la asignación inicial de direcciones IP. Destinan 8 bloques de direcciones IP a los RIR s, quienes luego se encargan de distribuir las asignaciones a las organizaciones que las soliciten. Estas organizaciones pueden entonces asignar direcciones IP a organizaciones más pequeñas, formando así una jerarquía floja de organizaciones, donde cada nivel inferior en la jerarquía recibe un subconjunto del espacio de direcciones IP de la organización por encima de él. A la ICANN ya no le quedan /8 bloques de direcciones IP para asignar a los RIR s. Una vez que todos los RIR hayan agotado sus últimas asignaciones de la ICANN, las organizaciones tendrán que depender de los mercados secundarios para aumentar su IP espacio de direcciones.

Otras Consideraciones. El mundo del direccionamiento IP pronto se pondrá mucho más interesante. La introducción del IPv6 como reemplazo del IPv4 ha tardado en llegar y, a la vez que cobra impulso, continúa a ritmo de caracol. A medida que las organizaciones comienzan a comprar direcciones IP entre sí, debemos esperar una mayor granularidad y una menor estabilidad en la infraestructura de enrutamiento de Internet. Si los usuarios normales de Internet notan o no, en última instancia, se determinará por qué tan bien los vendedores e ingenieros de equipos abordan convenientemente los problemas que se avecinan