La respuesta breve a la pregunta «¿Qué es IPv4?» es que se trata de la cuarta versión del protocolo de Internet. IP, siglas de «protocolo de Internet», es el principal conjunto de normas de Internet para las comunicaciones.

En vigor desde hace más de 35 años, el Departamento de Defensa de EE. UU. lo implementó por primera vez en suARPANET (Red de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada) en 1983.

El protocolo de Internet versión 4, IPv4, también se encuentra en una encrucijada: se ha agotado el suministro mundial de direcciones IP. Internet está experimentando una transición gradual hacia la siguiente versión, IPv6, pero no sin dificultades.

En esta entrada del glosario, exploraremos los componentes básicos de Internet y cómo funcionan juntos, analizaremos la cuarta versión del protocolo de Internet y sus limitaciones actuales, y abordaremos su sucesor, el IPv6.

Antes de IPv4, un poco más sobre cómo funciona Internet

Más detalles sobre el IP

El IP forma parte de un conjunto de protocolos de Internet, que también incluye el protocolo de control de transmisión. Juntos, estos dos se conocen como TCP/IP. El conjunto de protocolos de Internet regula las normas para la fragmentación en paquetes, el direccionamiento, la transmisión, el enrutamiento y la recepción de datos a través de las redes.

El direccionamiento IP es un método lógico para asignar direcciones a los dispositivos de una red. Cada dispositivo conectado a Internet requiere una dirección IP única.

La mayoría de las redes que gestionan el tráfico de Internet son de conmutación de paquetes. Pequeñas unidades de datos, denominadas paquetes, se enrutan a través de una red. Un host de origen, como tu ordenador, envía estos paquetes IP a un host de destino, como un servidor, basándose en las direcciones IP de las cabeceras de los paquetes. La conmutación de paquetes permite que muchos usuarios de una red compartan la misma ruta de datos.

Una dirección IP consta de dos partes: una identifica al host, como un ordenador u otro dispositivo, y la otra identifica la red a la que pertenece. El protocolo TCP/IP utiliza una máscara de subred para separarlas.

El protocolo IP se sitúa en la capa 3, la capa de red, del modelo OSI. Este modelo divide la comunicación entre redes informáticas en siete capas abstractas, cada una de las cuales desempeña una función distinta en la comunicación de red. La capa 3 es donde tiene lugar el enrutamiento entre diferentes redes.

Cómo encaja el DNS en todo esto

El DNS, o sistema de nombres de dominio, es la guía telefónica de Internet. Traduce los nombres de dominio que recordamos fácilmente, como bluecatnetworks.com, a direcciones IP como 104.239.197.100, que son el lenguaje de Internet.

El DNS permite que los ordenadores, servidores y otros dispositivos conectados en red, cada uno con su dirección IP única, se comuniquen entre sí. Y lleva a los usuarios al sitio web que están buscando.

Ahora bien, ¿qué es exactamente el IPv4?

Las direcciones IP (versión 4) son números enteros de 32 bits que pueden expresarse en notación hexadecimal. El formato más habitual, conocido como «dotted quad» o «dotted decimal», es x.x.x.x, donde cada x puede ser cualquier valor entre 0 y 255. Por ejemplo, 192.0.2.146 es una dirección IPv4 válida.

IPv4 sigue gestionando la mayor parte del tráfico actual de Internet. Un espacio de direcciones de 32 bits limita el número de hosts únicos a 2³², lo que supone casi 4.300 millones de direcciones IPv4 para todo el mundo (4.294.967.296, para ser exactos).

Hoy en día, se nos han agotado

Piénsalo: ¿cuántos dispositivos conectados hay en tu hogar?

El hogar estadounidense medio cuenta con cinco dispositivos, entre los que se incluyen smartphones, ordenadores de sobremesa y portátiles, tabletas y dispositivos de streaming. Eso sin contar siquiera la variedad de dispositivos que entran en la categoría del Internet de las cosas (IoT), como termostatos conectados, altavoces inteligentes y cámaras en los timbres.

Así pues, en el mundo actual de redes informáticas ultraconectadas, donde cada dispositivo fijo y móvil cuenta ahora con una dirección IP, resulta que 4.3 mil millones de ellas no son ni de lejos suficientes.

En 2011, la Autoridad de Asignación de Números de Internet (IANA), coordinadora mundial de la asignación de direcciones IP, se quedó sin espacio libre de direcciones IPv4 para asignar a los registros regionales. La IANA recuperó entonces bloques adicionales de direcciones IPv4 no utilizados de los registros regionales y creó un fondo común de direcciones recuperadas. En 2014, la IANA anunció que estaba redistribuyendo las últimas direcciones del fondo de direcciones recuperadas.

Cuando se agote, no quedarán más direcciones IPv4.

Limitaciones adicionales

Además de agotar el espacio de direcciones, el sistema de direccionamiento IPv4 presenta algunas desventajas adicionales:

Se reservaron unos 18 millones de direcciones para el direccionamiento privado, procedentes de un rango conocido como RFC 1918. La mayoría de las organizaciones utilizan direcciones privadas en sus redes internas. Sin embargo, los dispositivos de estas redes locales no tienen conexión directa con la Internet pública.

Para acceder a la Internet pública, los dispositivos con direcciones privadas necesitan una solución alternativa compleja y que consume muchos recursos denominada traducción de direcciones de red (NAT).

Además, Norteamérica se llevó la mayor parte de las asignaciones de direcciones IPv4. Como resultado, entidades de Asia-Pacífico y otras regiones, donde el uso de Internet se ha disparado, han adquirido grandes bloques de espacio IP en el mercado gris. Esto ha fragmentado los rangos contiguos de direcciones IP y ha complicado el enrutamiento del tráfico de Internet.

Para sustituir a IPv4, llega IPv6

Para solucionar este problema, Internet está llevando a cabo una transición gradual hacia IPv6. La última versión del protocolo de Internet, el direccionamiento IPv6, pasa de un espacio de direcciones de 32 bits a uno de 128 bits, con letras y números en los identificadores (por ejemplo, 2002:db8::8a3f:362:7897). IPv6 cuenta con^2¹²⁸ direcciones únicas, lo que equivale a unos 340 undecillones o 340 mil mil millones de mil millones.

Esta versión de IP presenta algunas ventajas evidentes, siendo la principal que ofrece mucho más espacio. Con IPv6, una sola red puede tener más direcciones IPv6 que todo el espacio de direcciones IPv4.

Parece bastante sencillo, pero IPv4 e IPv6 no son directamente interoperables, lo que dificulta la transición. Comprender las diferencias entre IPv4 e IPv6 es complejo. Las soluciones de BlueCat pueden facilitar la transición a IPv6 gracias a nuestro software DDI, reconocido en el sector.