1.10. Tipos de direcciones IPv4

Al adentrarnos en el ámbito de las redes de computadoras, es crucial entender los diferentes tipos de direcciones IPv4 disponibles. Además, es esencial conocer las distintas formas de comunicación IPv4. Comencemos explorando las formas de comunicación existentes en IPv4: Unicast, Multicast y Broadcast.

Comunicación Unicast

Esta es la más conocida, y es la que empleamos todo el tiempo para comunicarnos de manera específica con algún otro dispositivo. Este tipo de comunicación también es conocida como comunicación uno a uno.





Como se aprecia en el diagrama, pueden existir diversos nodos en un determinado grupo, sin embargo, con este tipo de comunicación, solo 1 nodo tiene comunicación con otro nodo, en nuestro caso es el nodo «A» que se comunica con el nodo «B», se están comunicando de forma «uno a uno». Si nos vamos al ámbito de las redes de computadoras y trabajamos con el siguiente diagrama





El dispositivo PC_A con dirección IPv4 10.10.10.200, solicitara un servicio al servidor SRV que utiliza una dirección IPv4 1.1.1.50; en el header de capa 3 que se origina en la «PC_A», vemos en el campo dirección IP de origen, su propia dirección que es equivalente al valor 10.10.10.200, y en el campo dirección de destino, vamos la dirección del servidor, que es equivalente al valor de 1.1.1.50; en este caso la comunicación es exclusiva entre los 2 dispositivos, uno a uno, la PC_A solicita servicio, y el servidor responde a la solicitud de servicio también de forma unicast directamente a la dirección IPv4 10.10.10.200.

Tipos de direcciones IPv4 – Unicast

La comunicación Unicast se basa en un único tipo de dirección IPv4: la IPv4 Unicast, cuyas direcciones van desde 0.0.0.0 hasta 223.255.255.255. Estas direcciones se asignan y configuran en dispositivos de red, como se muestra en el diagrama adjunto. Dentro de este rango, existen direcciones de red, de broadcast y otras direcciones especiales reservadas para usos específicos.

Es importante tener en cuenta que la comunicación Unicast es un concepto independiente de las direcciones IPv4 Unicast. Esto significa que las direcciones IPv4 Unicast no se utilizan exclusivamente para la comunicación Unicast uno a uno; también pueden emplearse en otros tipos de comunicación IPv4, como Broadcast o Multicast. Sin embargo, es crucial comprender que la dirección IPv4 de origen de los paquetes generados en estos tipos de comunicaciones (Unicast, Multicast y Broadcast) siempre será una dirección IPv4 Unicast. ¿Qué significa esto? Cuando un dispositivo solicita un servicio o responde a consultas de otros equipos, la dirección de origen del paquete IPv4 siempre será un Unicast, es decir, una dirección dentro del rango mencionado anteriormente. Nunca se asignará una dirección de origen del tipo IPv4 Multicast o Broadcast.

Comunicación Broadcast

Este tipo de comunicación se conoce como «uno a todos», tal como lo vemos ilustrado en la siguiente imagen, donde un solo nodo (nodo A) se comunica simultáneamente con todos los demás nodos. Pueden imaginarlo como estar en una reunión con amigos y de repente gritar para que todos escuchen.





En términos conceptuales, la comunicación broadcast se utiliza para enviar paquetes a todos los hosts o dispositivos en una misma red lógica, es decir, a todos aquellos que compartan una dirección de red o, dicho de otra manera, aquellos que formen parte de una misma porción de red. Veamos esta idea aplicada en la siguiente topología.





En la topología dada, la red 10.10.10.0 con máscara /24 cuenta con una computadora cuya dirección IPv4 es 10.10.10.200/24. Esta computadora está generando un paquete con su dirección de origen IPv4 unicast 10.10.10.200, y utiliza como dirección de destino la dirección de broadcast de su red, la cual, como hemos aprendido en clases anteriores, corresponde a 10.10.10.255. Cuando el paquete se envía con esta dirección de destino broadcast, es recibido por todos los dispositivos de la misma red lógica. En este caso, el paquete será recibido por las otras 2 computadoras y también por la interfaz del router R1. Si existieran otras 20 computadoras, el paquete llegaría igualmente a esas 20 computadoras.

Tipos de direcciones IPv4 – Broadcast

Existen 2 tipos de comunicación broadcast, que determinan el tipo de dirección broadcast IPv4 que se utilizará: el broadcast limitado y el dirigido.

Broadcast limitado

El broadcast limitado siempre tiene como dirección IPv4 de destino la 255.255.255.255, es decir todos los 32 bits de la dirección de destino tienen valores binarios de 1.
Un paquete enviado con esta dirección de destino solo llega a los dispositivos que se encuentran en la misma red del dispositivo que generó el paquete. En nuestra topología, si la computadora PC_A envía un paquete a la dirección de destino 255.255.255.255, ese paquete llegará a los dispositivos que compartan su misma dirección de red 10.10.10.0/24, es decir, a la PC_B, PC_C y a la interfaz del router R1. Un efecto similar se producirá si PC_B genera un broadcast hacia la IP 255.255.255.255; en ese caso, el paquete broadcast será recibido por PC_A, PC_C y por la interfaz del router R1.

 
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Viendo 15 entradas - de la 1 a la 15 (de un total de 21)
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    Entradas
  • #10882
    AdminNG
    Superadministrador
    #17403
    Alvaro Sucapuca Cuba
    Participante

    Buenas noches podria explicar por que La dirección IPv4 172.16.255.255, es una dirección.. broadcast, yo coloque que era dirección unicast, pero el sistema dice que esta mal, seguro debe de ser por que esa direccion es de destino, por lo tanto puedo entender que sea un broadcast dirigido, esta bien mi suposicion?. Gracias

    #17443
    AlvaroM
    Superadministrador

    Hola Alvaro!

    No puedo confirmar que esa dirección IP sea una dirección de broadcast sin antes conocer su máscara de subred. Para confirmar tu suposición tienes que hacer los cálculos correspondientes para analizar si efectivamente es o NO una dirección de broadcast.

    Me parece que te saltaste un video de las clases, en el video número 3 de esta clase: https://netwgeeks.com/topic/1-9-estructura-direccion-ipv4-parte-2-porcion-de-red-host-y-cidr/ hablamos sobre las direcciones de broadcast, y también hablamos sobre como obtener la dirección de broadcast, de red, primera dirección IP utilizable y última dirección IP utilizable, dale una mirada, no deberían quedar dudas despues de ver ese video.

    Si todavía tienes otras consultas estamos a tu disposición.

    Saludos cordiales!

    • Esta respuesta fue modificada hace 4 años, 1 mes por AlvaroM.
    • Esta respuesta fue modificada hace 4 años, 1 mes por AlvaroM.
    #17504
    Alvaro Sucapuca Cuba
    Participante

    Gracias Alvaro ya lo entendi, me habia confundido

    #23952
    andres
    Participante

    Alvaro,
    Buenos días, tengo una consulta, cuando trabajaba como soporte Onsite en una empresa en la que los dispositivos finales tenian asignadas direcciones IPv4 con DHCP, sucedia que en algunas oportunidades los equipos no se conectaban a internet porque adquirian IPv4 que era el broadcast de la dirección de red. Me decian bajalo del dominio y vuelvelo a subir y en el peor de los casos formatear el equipo. Me gustaria saber ¿porque un equipo puede adquirir una IP que corresponde a su broadcast, necesariamente es por un problema del S.O del equipo?, porque cuando escalaba esto al área de redes, se cerraban diciendome que tenia que formatearlo y demanda tiempo y esfuerzo realziar ello.

    Quedo atento a tu gentil respuesta.
    Saludos Cordiales

    #23955
    AlvaroM
    Superadministrador

    Hola Andres!

    Interesante problema, la verdad nunca me he topado con algo así, por lo tanto no te podría dar una respuesta puntual, si he experimentado ciertos problemas respecto a los timers de DHCP, sin embargo cuando esto ocurre no se otorga la dirección de broadcast sino una dirección APIPA.

    Hay un par de factores a tener en cuenta acá, en primer lugar, el servidor DHCP no debería otorgar la dirección de broadcast, en el pool de direcciones no se coloca la IP de broadcast, acá te hablo de servidores DHCP Cisco y Windows server 2016… tal vez en otras soluciones DHCP si se añade la dirección de broadcast (no lo sé, pero lo dudo). En segundo lugar, habría que analizar el tráfico que recibe la PC, habría que analizar si se está recibiendo una oferta correcta del servidor DHCP, y habría que analizar si la PC está solicitando las IPs ofrecidas por el servidor… esto ya daría un importante indicio de donde se encuentra el error, tal vez el servidor realmente no ofrece parámetros correctos de direccionamiento, o es la PC la que no recibe/entiende correctamente los datos. Los logs acá son muy importantes de acuerdo a tu solución de DHCP, sin tener acceso a los servidores y/o dispositivos de red se dificulta resolver el problema. En un último lugar, ten en cuenta que DHCP no es una solución propietaria, cada fabricante implementa DHCP de acuerdo a su criterio siguiendo las líneas generales del estándar que se encuentra definido en el RFC 2131 , esto quiere decir que ciertas soluciones trabajan de manera ligeramente diferente y podrían existir ciertos problemas de compatibilidad (es raro pero puede ocurrir)…

    Lo que te recomiendo la siguiente que te pase, es que captures con Wireshark todo el tráfico DHCP y analices los headers para verificar si estas recibiendo o no trafico correcto del servidor (los headers los aprendes en la clases de DHCP), y también captura el tráfico para que analices si realmente estas recibiendo datos del servidor DHCP correcto, muchas veces sin darnos cuenta introducimos a la red otros dispositivos que también otorgan servicios DHCP, y otorgan parámetros erróneos que dejan sin comunicación a nuestros dispositivos…ahí por lo menos tendrías pruebas para mostrar al equipo de red. Por otro lado, a medida que avanzas vas a tener los conocimientos para implementar servidores DHCP en dispositivos Cisco, de ser posible, crea tu propio servidor en un router Cisco o consigue uno de esos routers SOHO y conecta directamente la PC con problemas… esto también te ayudara a definir si es el servidor DHCP de tu empresa el del problema o realmente tus PCs con sus políticas de dominio tienen fallas.

    Fuera de esto, la verdad que te pidan formatear el equipo para resolver el problema, es una solución simplemente inaceptable, el servicio DHCP es esencial en la red y no puede ser que falle a tal grado y no exista una respuesta de los responsables del servicio… no puede ser posible que los recursos de personal de una red de computadoras se pierdan en un problema que NO DEBERÍA OCURRIR. O el personal de servidores que manejan el dominio y/o servidor debe darte una solución o el personal de redes.

    A ver si nos cuentas como te va la siguiente!

    Atentos a tus comentarios.

    #24912

    Buenas noches Profesor

    Me puede explicar la pregunta 6 yo marque unicast pero me indica que es broadast y no entiendo porque si no tengo la mascara como se que eso es una dirección de broadcast.

    6. La dirección IPv4 172.16.255.255, es una dirección…
    Unicast
    Multicast
    Broadcast
    Anycast
    No existe esa dirección IP

    #24913
    AlvaroM
    Superadministrador

    Buenos días Nelson!

    Tienes razón en tu observación, sin embargo ten en cuenta que una pregunta así puede tocarte en el examen, cuando no te entreguen una máscara de subred, asume que se trata de direcciones Classful Clase A, B o C. Dicho esto, 172.16.X.X es una dirección clase B, y por lo tanto tiene una máscara /16, si tienes una máscara /16 la IP 172.16.255.255 llegaría a ser una dirección de broadcast.

    Espero que ahora quede clara la pregunta!

    Saludos cordiales.

    #31841
    Evillalba_31
    Participante

    Hola buenas tardes tengo una consulta por que dices que la comunicación Multicast es de uno a varios segun yo es de varios a varios no??

    #31847
    AlvaroM
    Superadministrador

    Hola y bienvenido al foro!

    Tal vez podrías facilitarnos tu fuente de información para tratar de entender a qué específicamente te/se refiere(s)? … de todas formas esto NO es así; conceptualmente la comunicación multicast es del tipo 1 a varios, esto significa que 1 cliente inicia la generación de datos, y estos datos son enviados a múltiples dispositivos al mismo tiempo. Al mencionar comunicación «varios a varios», en realidad estarías abarcando TODOS los tipos de comunicaciones existentes, ya sea unicast, multicast o broadcast dependiendo el contexto.

    Atento a tus comentarios.

    Saludos! =)

    #32798
    richchri
    Participante

    La dirección IPv4 172.16.255.255, es una dirección.. segun la respuesta es brodcast, pero esto dependeria de la mascara que tenga. 🙂

    #32802
    AlvaroM
    Superadministrador

    Es correcto Richchi, sin embargo en este punto no hemos ingresado a los conceptos de máscaras variables, de todas formas como le mencione a Nelson, en estos casos deberías asumir que se tratan de direcciones Classful (A, B o C). En las siguientes clases recién ingresamos a los conceptos de máscaras variables y se enseña a obtener las direcciones de broadcast correspondientes.

    Saludos! =)

    • Esta respuesta fue modificada hace 1 año, 8 meses por AlvaroM.
    • Esta respuesta fue modificada hace 1 año, 8 meses por AlvaroM.
    #38702
    Mauricio MV
    Participante

    Hola Alvaro! En esta ocasión quiero preguntar lo siguiente:

    1. de acuerdo a la explicación de la comunicación broadcast, cuál es la diferencia de tener como dirección de destino 255.255.255.255 y la dirección broadcast de la red a la cual pertenece una computadora?

    2. existe la manera de enviar paquetes broadcast al mismo tiempo todo el tiempo desde varios dispositivos y congestionar la red? puede un software malicioso encargarse de que los dispositivos de una misma red envíen paquetes broadcast al mismo tiempo y congestionar la red?

    3. si la comunicación broadcast dirigido no esta permitido por defecto en los routers, qué comportamientos de cada dispositivo se deben estudiar para saber si pueden reenviar broadcast dirigidos?

    4. los dispositivos que no están suscritos en un grupo multicast y reciben paquetes dirigidos al grupo multicast, como hacen para descartar esos paquetes? ya están programados para saber que la dirección de destino del paquete que reciben es de clase D?

    Gracias de antemano!

    #38711
    AlvaroM
    Superadministrador

    ¡Hola Mauricio!

    1. Ambas se utilizan para el mismo propósito, enviar un broadcast a una red en particular, la diferencia está en que al utilizar 255.255.255.255, se envía el broadcast a la red local en la cual te encuentras; y la otra sirve para enviar un broadcast a una red lógica detallada de manera específica, ya sea que te encuentres en esa red lógica, o sea una red lógica remota. Sin embargo, el que los hosts respondan a este tipo de mensajes, que los hosts puedan generar este tipo de mensajes, o que los routers reenvíen los broadcasts hacia otras redes, depende de la implementación de los diferentes dispositivos. Hoy en día la mayoría de los equipos tienen deshabilitada la posibilidad de enviar y recibir mensajes a estas IPs por temas de seguridad.

    2. Si, existen formas de congestionar la red, con un simple software de generador de tráfico (como TFGEN) puedes hacer caer cualquier red en cuestión de segundos si es que no se tienen los mecanismos de seguridad correctamente implementados, no necesitas generar tráfico de diferentes computadoras, desde una sola computadora puedes hacerlo.

    ¡Saludos! =)

    #38819
    AlvaroM
    Superadministrador

    Hola Mauricio, continuando con tus consultas.

    3. Pues tenemos que estudiar las hojas de datos de cada plataforma para analizar si los broadcasts dirigidos son permitidos o no, en Cisco hay un comando a nivel de interface que habilita el envío de mensajes broadcast dirigidos, el comando es «ip directed-broadcast». Pero de nuevo, hay que analizar el comportamiento en cada plataforma. Si no estás seguro si se pueden enviar los mensajes broadcast a través de algún dispositivo, la única manera de saberlo con certeza es habilitando debugs a nivel de paquetes en tu dispositivo de red, o en su defecto capturando tráfico en las diferentes interfaces a través de las cuales pueda circular ese tráfico.

    4. Cuando un dispositivo se suscribe a un grupo multicast, se programa para recibir tráfico SOLO de esa IP multicast que se ve traducida en una cierta dirección MAC (existe la conversión de IP multicast a una cierta dirección MAC), por lo tanto, cuando reciba una trama multicast para la cual no está registrado, automáticamente descarta el tráfico, ya ni siquiera se analiza el header de capa 3. Esto ahorra recursos de procesamiento al dispositivo de red, ya que el filtrado de estas tramas se realiza en la tarjeta de Red y no así en el procesador general de tu equipo.

    Saludos! =)

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