Desde el módulo 2 venimos usando direcciones como 192.168.10.21 o notaciones como /24 prometiendo que "el detalle vendría después". Ese momento ha llegado. En esta lección abrimos la caja de una dirección IPv4: qué son exactamente esos cuatro números, por qué la máquina los ve como 32 bits, cómo se convierte entre decimal y binario (imprescindible para el subnetting de la siguiente lección), qué direcciones tienen significados especiales y por qué la red de Meridiano usa direcciones "privadas" que jamás verás en Internet. Al terminar, serás capaz de leer la configuración IP del PC de Marta y entender cada campo, no solo reconocerlo.

1. Anatomía de una dirección IPv4: 32 bits en 4 octetos
2. Conversión decimal ↔ binario: el método de la tabla de pesos
3. Parte de red y parte de host: el papel de la máscara
4. Las clases históricas A/B/C (y por qué murieron)
5. Direcciones especiales que debes reconocer
6. Direcciones públicas y privadas (RFC 1918)
7. ¿Quién reparte las direcciones públicas? IANA y los RIR
8. Caso Meridiano: lectura completa de la configuración de Marta

Una dirección IPv4 es, para el ordenador, un número de 32 bits: una ristra de 32 unos y ceros. Como leer 11000000101010000000101000010101 es inhumano, la convención es partirla en 4 grupos de 8 bits (cada grupo se llama octeto o byte) y escribir cada octeto en decimal, separados por puntos. Es la llamada notación decimal punteada:

Dos consecuencias inmediatas:

• Cada octeto tiene 8 bits, así que su valor va de 0 (00000000) a 255 (11111111). Por eso jamás verás una dirección como 192.300.1.5: 300 no cabe en 8 bits.
• En total hay 2³² direcciones posibles: 4.294.967.296 (unos 4.300 millones). Parecía infinito en 1981; hoy es una de las razones de que existan NAT (lección 05-03) e IPv6 (lección 05-04).

La dirección 192.168.10.21 del PC de Marta y 11000000.10101000.00001010.00010101 son el mismo número escrito en dos bases distintas. El router y el switch solo ven los bits; el decimal es para nosotros.

Para el subnetting de la próxima lección necesitas convertir octetos con soltura. La herramienta es la tabla de pesos: cada bit de un octeto "vale" una potencia de 2, de izquierda a derecha:

Memoriza la fila de pesos: 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1. Cada peso es el doble del de su derecha, y la suma de todos es 255.

Ejemplo con el tercer octeto del PC de Marta, 00001010:

Otro ejemplo, 11000000 (primer octeto):

Y 11111111 (que verás constantemente en máscaras):

Recorre la tabla de pesos de izquierda a derecha preguntando: ¿cabe este peso en lo que me queda? Si cabe, escribe un 1 y réstalo; si no cabe, escribe un 0 y sigue.

Ejemplo trabajado: convertir 168 (segundo octeto de Marta):

Segundo ejemplo: convertir 21 (último octeto de Marta):

Con esto ya puedes escribir la dirección completa de Marta en binario:

Consejo de práctica: convierte de memoria los valores que aparecen una y otra vez en redes: 0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254, 255. Son los octetos posibles de una máscara (bits a 1 "rellenando desde la izquierda") y los usarás sin parar en la lección 05-02.

Como vimos al hablar de la tabla de rutas (módulo 2), una dirección IP no es un identificador plano como una MAC: tiene estructura. Sus 32 bits se dividen en dos campos:

• Parte de red: los bits de la izquierda. Identifican en qué red está el equipo. Todos los equipos de la oficina de Valencia comparten la misma parte de red.
• Parte de host: los bits restantes. Identifican qué equipo concreto dentro de esa red.

¿Y quién decide dónde está la frontera? La máscara de subred. El /24 que arrastramos desde el módulo 2 significa exactamente eso: "los primeros 24 bits son red, los 8 restantes son host". La dirección por sí sola no dice dónde acaba la red: 192.168.10.21 podría ser host 21 de la red 192.168.10 (con /24) o host 10.21 de la red 192.168 (con /16). Por eso una configuración IP siempre viene en pareja: dirección + máscara.

Es una idea análoga a un número de teléfono: prefijo de país + número nacional. El prefijo (parte de red) le dice a la red mundial hacia dónde encaminar; el resto (parte de host) identifica el destino final dentro de esa zona. En esta lección nos basta con esta presentación; toda la mecánica de la máscara (AND bit a bit, cálculo de redes, subnetting) es la lección 05-02.

En el diseño original de IPv4 (años 80) no había máscara explícita: la frontera red/host la fijaban los primeros bits de la propia dirección. Es el direccionamiento con clases (classful):

(El 127 falta en la clase A porque está reservado para loopback, como veremos enseguida.)

El sistema era simple pero desperdiciaba direcciones a escala industrial. Una empresa con 300 equipos no cabía en una clase C (254 hosts), así que recibía una clase B entera: 65.534 direcciones para usar 300. Miles de asignaciones así aceleraron el agotamiento del espacio IPv4.

La solución, en 1993, fue CIDR (Classless Inter-Domain Routing): eliminar las clases y hacer la frontera explícita y flexible mediante la notación /n que ya conoces. Con CIDR, un /23, un /26 o un /29 son tan válidos como un /24: la red se dimensiona al tamaño que se necesita. Es el mundo en el que trabajamos hoy y el que desarrollaremos en la lección 05-02.

Las clases, sin embargo, dejaron vocabulario fósil: oirás "una clase C" como sinónimo informal de "un /24", y verás que los rangos privados de RFC 1918 se describen como "una clase A, 16 clases B y 256 clases C". Entiende la referencia histórica, pero calcula siempre con CIDR.

No todas las direcciones son asignables a un equipo. Estas aparecerán en tu día a día y debes identificarlas al instante:

Ejemplo operativo real en Meridiano: Ana llama porque "no tiene Internet". Ejecuta ipconfig y lee 169.254.113.7. No hace falta más: su equipo pidió IP por DHCP, nadie contestó y Windows se autoasignó una APIPA. El problema no es "Internet": es que no llega al router/servidor DHCP de la .10.1.

Habrás notado que la red de Valencia (192.168.10.0/24) y la de Bilbao (192.168.20.0/24) empiezan igual que la red de tu casa, la de la cafetería de enfrente y la de millones de empresas. No es casualidad: son direcciones privadas, definidas en la RFC 1918. Tres bloques quedaron reservados para uso interno libre:

Reglas del juego:

• Cualquiera puede usarlas dentro de su red sin pedir permiso a nadie. Por eso Meridiano eligió libremente 192.168.10.0/24 y 192.168.20.0/24.
• No son únicas en el mundo: tu vecino puede usar exactamente las mismas. No pasa nada, porque...
• Los routers de Internet no las enrutan: un paquete con origen o destino 192.168.x.x que llegue a un router de operadora se descarta. Las direcciones privadas solo tienen sentido dentro de una organización.

Esto plantea la pregunta obvia: si el PC de Marta tiene una dirección que Internet no acepta, ¿cómo navega Marta? La respuesta corta es NAT: el router de Valencia sustituye la dirección privada por su propia dirección pública al salir. El porqué operativo completo, con tablas de traducción y sus consecuencias, es la lección 05-03. Por ahora quédate con la distinción:

• Dirección privada: RFC 1918, gratis, repetible, solo válida internamente.
• Dirección pública: única en todo Internet, asignada formalmente, es la que "se ve" desde fuera.

Truco de identificación rápida: si una dirección empieza por 10., por 192.168. o está entre 172.16. y 172.31., es privada. Si es 127.x es loopback y si es 169.254.x es APIPA. Todo lo demás (salvo multicast y reservadas) es, en principio, público.

Las direcciones públicas no se eligen: se asignan a través de una jerarquía:

• IANA administra el espacio global y delega grandes bloques a los RIR (Regional Internet Registries), uno por región del mundo. A España le corresponde RIPE NCC.
• Los RIR asignan bloques a operadoras (ISP) y a grandes organizaciones.
• La operadora asigna a cada cliente lo suyo. Meridiano, como pyme típica, recibe de su ISP una única IP pública por sede (a veces ni siquiera fija). Con NAT, esa única dirección da servicio a los 20 equipos de Valencia.

Dato de contexto: IANA repartió su último bloque IPv4 libre a los RIR en 2011, y los RIR fueron agotando sus reservas en los años siguientes. Hoy las IPv4 públicas se racionan, se alquilan y hasta se compran en mercados secundarios. Este agotamiento es el hilo que conecta las dos próximas lecciones: NAT como parche (05-03) e IPv6 como solución (05-04).

Cerremos aplicando todo. Marta ejecuta ipconfig /all en su PC de Valencia (en Linux sería ip addr, que ya usaste en el módulo 4). Salida resumida:

Lectura línea a línea con lo aprendido:

• Dirección IPv4 192.168.10.21: 32 bits, 11000000.10101000.00001010.00010101. Empieza por 192.168. → privada RFC 1918: nunca se verá tal cual en Internet.
• Máscara 255.255.255.0: en binario, 24 unos seguidos de 8 ceros → es el /24. Marca que 192.168.10 es la parte de red y 21 la parte de host: Marta es el equipo 21 de la red de Valencia.
• Espera: ¿.21 asignada por DHCP si el rango dinámico es .100–.199? Correcto: el PC de Marta tiene una reserva DHCP (el router entrega siempre la misma IP a su MAC 5C-26-0A-4B-91-D3), práctica habitual para equipos que conviene localizar de forma estable. El servidor de ficheros (.10.10) va más allá: IP estática configurada a mano.
• Puerta de enlace 192.168.10.1: la dirección del router, dentro de la misma red (comparte la parte 192.168.10). Es el host 1, convención típica para el gateway.
• Direcciones que Marta no debería ver ahí: 169.254.x.x (DHCP caído), 127.0.0.1 (eso es loopback, no una dirección de red) o la dirección 192.168.10.0 / 192.168.10.255 (red y broadcast, no asignables).

Y en Bilbao, el PC de Jon contaría la misma historia con otros números: 192.168.20.7, máscara 255.255.255.0, gateway 192.168.20.1. Misma estructura, distinta parte de red — exactamente el motivo por el que hace falta un router (y la VPN) para que Marta y Jon se comuniquen.

• Confundir la dirección con "cuatro números independientes". Es UN número de 32 bits; el punteo decimal es solo notación. Muchos errores de subnetting nacen de operar octeto a octeto sin pensar en los bits.
• Escribir octetos imposibles (256, 300, −1). Cada octeto va de 0 a 255. Si un cálculo te da 256, te has equivocado en una resta o en un acarreo.
• Creer que la dirección sola define la red. Sin máscara, 192.168.10.21 es ambigua. Pide siempre la pareja dirección + máscara.
• Ignorar una 169.254.x.x. No es "una IP rara": es el sistema gritando que DHCP no respondió. Diagnóstico inmediato: conectividad con el servidor DHCP.
• Asignar la dirección de red o el broadcast a un equipo. .0 y .255 en un /24 no son hosts válidos. (Con otras máscaras los valores cambian: lo verás en 05-02.)
• Pensar en clases al calcular. Las clases son historia y vocabulario; los cálculos modernos son CIDR. "Es una 192.168, o sea clase C, o sea /24" es un razonamiento falso en el mundo CIDR: una 192.168.10.x puede llevar perfectamente un /26.
• Consejo: practica conversiones binarias 5 minutos al día durante una semana. La fluidez con 128-64-32-16-8-4-2-1 es la diferencia entre sufrir el subnetting y hacerlo de cabeza.

Convierte a binario, con el método de restas sucesivas y mostrando cada paso, los cuatro octetos de la dirección del servidor de ficheros de Meridiano: 192.168.10.10.

Un compañero te dicta una dirección en binario: 10101100.00010000.00100000.11001000. a) Conviértela a decimal punteado sumando pesos. b) ¿Es pública o privada? Justifícalo con la tabla RFC 1918.

Tres equipos de Meridiano muestran estas configuraciones. Indica para cada uno si es una configuración normal o un síntoma de problema, y de qué problema:

• PC de Ana: IPv4 169.254.203.44, máscara 255.255.0.0, sin puerta de enlace.
• Impresora de Valencia: IPv4 192.168.10.255, máscara 255.255.255.0.
• PC de Jon: IPv4 192.168.20.7, máscara 255.255.255.0, gateway 192.168.20.1.

Solución 1

Octeto 1, 192:

Octeto 2, 168:

Octetos 3 y 4, 10 (idénticos entre sí):

Resultado: 192.168.10.10 = 11000000.10101000.00001010.00001010.

Solución 2

a) Suma de pesos por octeto:

Dirección: 172.16.32.200.

b) El bloque privado intermedio de RFC 1918 es 172.16.0.0/12, que abarca de 172.16.0.0 a 172.31.255.255. Como 172.16.32.200 tiene primer octeto 172 y segundo octeto 16 (dentro del rango 16–31), es privada. No sería enrutable en Internet.

Solución 3

• PC de Ana: 169.254.x.x es APIPA. Su equipo pidió dirección por DHCP y nadie respondió, así que se autoasignó una link-local. Sin gateway, no sale de su segmento. Problema a investigar: alcanzabilidad del servidor DHCP (router 192.168.10.1): cable, puerto del switch, VLAN o el propio servicio DHCP.
• Impresora: 192.168.10.255 con máscara /24 es la dirección de broadcast de la red de Valencia, que no es asignable a ningún equipo. Es una configuración manual errónea (o un software que muestra el broadcast donde no toca). Hay que asignarle una dirección de host válida (entre .1 y .254 no ocupada, idealmente reservada fuera del rango DHCP .100–.199).
• PC de Jon: configuración normal de la sucursal de Bilbao: dirección privada de host válida en 192.168.20.0/24, con gateway en el router .20.1, dentro de su misma red.

Ya sabes lo que de verdad es una dirección IPv4: un número de 32 bits en cuatro octetos, convertible entre decimal y binario con la tabla de pesos 128-64-32-16-8-4-2-1; dividido en parte de red y parte de host por una máscara; con direcciones especiales (red, broadcast, loopback, APIPA, 0.0.0.0) que debes reconocer a golpe de vista; y separado en dos mundos, el privado de RFC 1918 que usa Meridiano y el público que raciona la jerarquía IANA → RIR → ISP. También sabes que las clases A/B/C murieron y CIDR las sustituyó con la notación /n flexible.

Pero hemos dejado la pieza central apenas presentada: la máscara. ¿Cómo calcula exactamente un equipo su dirección de red? ¿Cuántos hosts caben en un /26? ¿Cómo partirías 192.168.10.0/24 para separar la VLAN corporativa, la de invitados y los servidores? Eso — la operación AND, el método de 5 pasos y el subnetting con todas sus cuentas — es la próxima lección: Máscaras de Subred y Subnetting.