Sección 2.3

Conexiones, Direcciones y nombres

Identificación de las computadoras en Internet

Cada computadora conectada a Internet tiene asociados (al menos) una dirección IP y un nombre. La dirección IP es un número de 32 bits utilizado por los protocolos TCP/IP para identificar unívocamente la máquina (en realidad la conexión de la máquina) en la red. El nombre es una secuencia de identificadores separados por punto (.) utilizado por los usuarios humanos para referirse a las computadoras de la red.

Es más fácil memorizar un nombre que un número. Por ejemplo: El centro de cálculo de la Universidad Complutense tiene una computadora llamada maraton.sim.ucm.es cuya dirección IP es 147.96.1.122.

Cada conexión a Internet tiene una dirección IP. La mayoría de las máquinas tienen una sola conexión a Internet, pero hay máquinas, como las pasarelas entre pares de redes, que tienen más de una conexión: esas máquinas tendrán asociadas tantas direcciones IP como conexiones posean.

Las direcciones IP de dos conexiones de red diferentes han de ser necesariamente distintas.

Cada computadora puede tener asociado uno o más nombres. Existe un nombre principal y, opcionalmente, un conjunto de alias (sinónimos) de ese nombre principal. Dos computadoras distintas no pueden tener el mismo nombre.

Los alias son muy útiles para identificar servidores. Se puede cambiar la computadora que actúa como servidor de forma transparente a los clientes del mismo: se asigna el alias a la otra máquina y como los clientes usan el alias ni se enteran.

La siguiente figura muestra los nombres y direcciones IP de una red:

En esta red podemos identificar las siguientes características:

• En la parte inferior existe una red formada por tres ordenadores llamada alguimia1.ucm.es.
• El la parte superior derecha aparece otra red de tres ordenadores denominada alguimia2.ucm.es.
• Como puedes observar todos los ordenadores de la red alquimia1 tiene una dirección IP que empieza con 138.100.44, sin embargo en la red alquimia2 empiezan por 138.100.45.
• En la parte superior izquierda aparece un ordenador que une las dos redes. Este tipo de ordenadores se denominan pasarela o gateway y debe tener una conexión con cada red.
• En la red aparecen varios alias. El ordenador pasarela se llama barrabas.alquimia1.ucm.es, aunque tiene dos alias asociados: gateway.alquimia1.ucm.es y gateway.alquimia2.ucm.es.
• La máquina belcebu.alquimia1.ucm.es tiene el alias www.alguimia1.ucm.es por lo que podemos suponer que esa máquina hace de servidor web. En la misma red la máquina tormento.alquimia1.ucm.es tiene el alias ftp.alquimia1.ucm.es por lo que suponemos que actuará como servidor FTP.
• Si quisiéramos hacer que la máquina servidora de páginas web (www) fuera diablo.alquimia1.ucm.es en lugar de belcebu.alquimia1.ucm.es solamente tendríamos que cambiar el alias de estas máquinas para asignarlo al nuevo servidor.

Estructura de los nombres de Internet

El formato general de un nombre de computadora en Internet es una secuencia de nombres conectados por puntos:

Ejemplos:

• maraton.sim.ucm.es
• microsoft.com
• whitehouse.gov
• www.elpais.es

Las denominaciones reflejan la estructura jerárquica de Internet:

Existen dominios (redes) que se dividen, a su vez, en subdominios (subredes), en los cuáles pueden crearse nuevos subdominios, y así sucesivamente hasta que se alcanzan subdominios elementales, donde se encuentran las máquinas.

Esta estructura permite establecer una política distribuida de asignación de nuevos nombres. Aunque actualmente puede utilizarse cualquier dominio, normalmente se suelen utilizar los siguientes dominios:

Como ejemplo de estructura jerárquica de nombres de Internet, el dominio .es se subdivide (entre otros muchos) en los subdominios .upm, .ucm, .rediris. A su vez el dominio .ucm se subdivide en .sim y muchos otros. Y la máquina tiene dos alias distintos: por un lado se llama www.ucm.es perteneciendo a la subred ucm.es y por otro se denomina goliat y pertenece a la subred sim.ucm.es:

¿Puede hacerse una "foto" de Internet? En realidad eso es casi imposible debido a la enorme cantidad de ordenadores conectados a Internet. Aun así, en el proyecto Opte lo han intentado y nos ofrecen unas imágenes muy curiosas de cómo es Internet. La siguiente imagen es una de ellas donde puedes comprobar su organización jerárquica. Hasta 2014 esta imagen sólo podía verse en el musero MOMA de Nueva York.

Direcciones IP

Una dirección IP es una secuencia de cuatro números (entre 0 y 255) conectados por puntos:

X.X.X.X

Por ejemplo 147.96.1.9 es la dirección IP de www.ucm.es.

En la dirección IP se distinguen dos partes:

Atendiendo a la forma de cada parte se distinguen varios tipos de direcciones IP: de clase A, de clase B, de clase C, etcétera. Las tres primeras clases son las más importantes.

• Direcciones de clase A: El primero de los cuatro números está comprendido entre 1 y 126. La dirección de red es ese primer número. El resto es la dirección del equipo (conexión). Solamente puede haber 126 redes de tipo A, pero cada una de ellas puede tener más de 16 millones de conexiones. Son redes para multinacionales y grandes proveedores de Internet.
• Direcciones de clase B: El primero de los cuatro números está comprendido entre 128 y 191. La dirección de red viene dada por los dos primeros números. Hasta 16.384 redes de tipo B, cada una con 65.534 conexiones. Para grandes empresas y universidades.
• Direcciones de clase C: El primer número entre 192 y 223. Tres primeros números para la dirección de red y sólo el último para la dirección de equipo. Más de dos millones de redes, con un máximo de 254 conexiones. Pequeñas empresas, departamentos, etc.

La red de la UCM es una red de clase B: Dominio ucm.es y dirección de red 147.96.

Cada computadora (máquina, equipo, host) de la red de la UCM tiene asignada una dirección IP del tipo 147.96.X.X y un nombre del tipo nombre.ucm.es. Por ejemplo, 147.96.1.9 corresponde a www.ucm.es (www es el nombre del host y ucm.es el nombre de la red).

En las redes se pueden crear subredes. Así, en la red de la UCM existen subredes, cada una con un nombre de subdominio asociado. Por ejemplo, la subred 80 tiene asociado el nombre de subdominio sip; las computadoras de esa subred tiene direcciones IP del tipo 147.96.80.X y nombres del tipo nombre.sip.ucm.es

Por ejemplo: 147.96.80.112 corresponde a hercules.sip.ucm.es

Servidores de nombres de dominio (DNS)

Cuando un usuario desea acceder a un servicio de una computadora de Internet indica la computadora de que se trata por medio de su nombre, ya que los nombres (eucmos.sim.ucm.es) son más fáciles de recordar que las direcciones IP (147.96.1.122). Pero la conexión con la máquina se establece conociendo su dirección IP, por lo que se hace necesaria una traducción entre el nombre que indica el usuario y la dirección IP de la máquina.

Existen a lo largo de Internet muchas computadoras que se constituyen en Servicios de nombres de dominios o DNS (debe haber al menos una por dominio). Esos servidores saben cuál es la dirección IP de todas las máquinas del dominio. Así, si se les indica un nombre de máquina del dominio devuelven la dirección IP de esa máquina.

Se trata de una base de datos de direcciones IP distribuida a lo largo de Internet y gestionada, de forma jerárquica, por los servidores de nombres de dominios (DNS).

Si, por ejemplo, un usuario de una computadora situada en el Reino Unido (X.X.X.uk) quiere conectarse por FTP con una computadora en España que se llama ftp.rediris.es, todo lo que tiene que hacer es indicar ese nombre al ejecutar FTP:

Lo que quiere es establecer una sesión de terminal con esa máquina. Pero para eso la aplicación FTP necesita la dirección IP de la máquina; para obtenerla se la pregunta al servidor DNS más cercano.

Al preguntar al servidor DNS dns.ac.uk, éste sabe que es una dirección de España (.es) y pasa la pregunta al servidor principal de España (dns.rediris.es), quien ve que es una dirección de su red y por lo tanto conoce la IP asociada.

Prueba a introducir la siguiente dirección en la barra de direcciones del explorador: 147.96.1.15 ¿Que ha ocurrido? Simplemente que esa es la dirección IP del servidor www.ucm.es. Al introducir directamente la dirección IP en vez del nombre del servidor de la UCM hemos ahorrado a nuestro navegador tener que preguntar al servidor DNS cual era esa IP para luego conectarse a ella.