Introduccion a redes - IP y Bloque CIDR

La comprensión de las redes informáticas es fundamental para cualquier profesional de TI que busque desarrollar proyectos robustos en la nube. Cuando trabajamos con AWS, entender los conceptos de networking nos permite diseñar arquitecturas seguras, eficientes y escalables. Si estás comenzando una rotación en el equipo de redes o simplemente buscas profundizar tus conocimientos para la certificación de AWS, dominar los fundamentos de las IPs y los bloques CIDR será tu primer paso hacia el éxito.

¿Qué es una IP y por qué es importante en AWS?

Una dirección IP (Internet Protocol) es un identificador numérico único que se asigna a los dispositivos dentro de una red utilizando el protocolo de Internet. Este identificador permite que los dispositivos se comuniquen entre sí y es esencial para el funcionamiento de cualquier red.

En AWS podemos utilizar dos versiones de IP:

• IPv4: Cuenta con aproximadamente 4.300.000.000 de direcciones, de las cuales unas 588.000.000 están reservadas para diferentes usos, dejando disponibles alrededor de 3.700.000.000 de direcciones.
• IPv6: Utiliza 128 bits y tiene una especificación diferente a IPv4, proporcionando un número mucho mayor de direcciones posibles.

Aunque parezca que IPv4 ofrece muchas direcciones, la explosión de dispositivos conectados a Internet ha hecho que este número sea insuficiente, lo que ha impulsado la adopción de IPv6.

Diferencia entre IPs públicas y privadas

Las direcciones IP se clasifican en dos tipos principales:

• IP pública: Asignada a dispositivos que necesitan conectarse a Internet o tener salida al mundo exterior.
• IP privada: Utilizada para dispositivos dentro de una red local que no requieren acceso directo a Internet.

Esta distinción es crucial en el diseño de redes en AWS, ya que determina qué recursos estarán expuestos a Internet y cuáles permanecerán protegidos dentro de nuestra red privada.

¿Cómo se compone una dirección IPv4?

Para entender mejor la estructura de una dirección IPv4, podemos visualizarla de dos formas:

1. Notación decimal: Cuatro números separados por puntos (por ejemplo, 192.168.50.178)
2. Representación binaria: Cuatro grupos de 8 bits cada uno (32 bits en total)

Cada número en la notación decimal representa un valor entre 0 y 255, que corresponde a un octeto (8 bits) en la representación binaria. Por ejemplo:

• El número 1 enciende el primer bit (00000001)
• El número 2 enciende el segundo bit (00000010)
• El número 3 enciende el primer y segundo bit (00000011)
• El número 255 enciende todos los bits (11111111)

Esta comprensión binaria es fundamental para entender el siguiente concepto: los bloques CIDR.

¿Qué son los bloques CIDR y cómo funcionan en AWS?

CIDR (Classless Inter-Domain Routing) es un método para asignar direcciones IP que permite una distribución más flexible que el sistema de clases tradicional. En AWS, los bloques CIDR son esenciales para definir el rango de direcciones IP disponibles en una VPC (Virtual Private Cloud).

Un bloque CIDR se representa con una notación especial: una dirección IP seguida de una barra diagonal (/) y un número que indica cuántos bits están "fijos" en la dirección. Por ejemplo: 192.168.50.178/24.

¿Cómo calcular el número de IPs disponibles?

El número después de la barra (prefijo de red) determina cuántos bits están fijos y, por lo tanto, cuántas direcciones IP están disponibles:

• /16: Fija los primeros 16 bits (dos primeros octetos), dejando variables los dos últimos. Esto proporciona aproximadamente 65,536 direcciones IP (256 × 256).
• /24: Fija los primeros 24 bits (tres primeros octetos), dejando variable solo el último. Esto proporciona 256 direcciones IP.
• /28: Fija los primeros 28 bits, dejando variables solo 4 bits. Esto proporciona 16 direcciones IP.

La fórmula general para calcular el número de direcciones IP disponibles es: 2^(32-prefijo).

Consideraciones importantes en AWS

Es crucial recordar que AWS reserva 5 direcciones IP de cada bloque CIDR que definimos en nuestra VPC. Estas direcciones se utilizan para:

1. La dirección de red (primera dirección)
2. La dirección de broadcast (última dirección)
3. La dirección del router interno de AWS
4. La dirección para DNS de AWS
5. Una dirección reservada para uso futuro

Por lo tanto, al planificar nuestra red, debemos considerar que tendremos 5 direcciones menos de las calculadas teóricamente.

Ejemplo práctico de diseño de red

Si necesitamos diseñar una red para aproximadamente 220 dispositivos, debemos seleccionar un bloque CIDR que proporcione al menos 225 direcciones IP (220 + 5 reservadas).

Un bloque CIDR /24 proporciona 256 direcciones, de las cuales podemos usar 251 (256 - 5). Esto sería suficiente para nuestros 220 dispositivos.

Si quisiéramos ser más eficientes y no desperdiciar direcciones, podríamos usar un bloque /24 que nos da exactamente lo que necesitamos. Si prevemos crecimiento futuro, podríamos optar por un bloque /23 que proporcionaría 512 direcciones (507 utilizables).

Los conceptos de direcciones IP y bloques CIDR son fundamentales para cualquier profesional que trabaje con redes en AWS. Dominar estos conocimientos te permitirá diseñar arquitecturas de red eficientes y seguras, además de ser esencial para obtener certificaciones de AWS. ¿Has tenido la oportunidad de diseñar una red en AWS? Comparte tu experiencia y cualquier duda que tengas sobre estos conceptos en los comentarios.