Plataforma Aprende subnetting en pocos pasos - VLSM

Direccionamiento IP

Para que dos dispositivos se comuniquen entre si, es necesario poder identificarlos claramente. Una dirección IP es una secuencia de unos y ceros de 32 bits. Para hacer más comprensible el direccionamiento, una dirección IP aparece escrita en forma de cuatro números decimales, separados por puntos. La notación decimal punteada es un método más sencillo de comprender que el método binario de unos y ceros.

La dirección IP debe ser un número exclusivo, porque las direcciones repetidas harían imposible el enrutamiento.

Consta de dos partes:
La primera parte identifica la dirección de la red del sistema. La segunda parte, la parte del host, identifica qué máquina en particular de la red.

Las direcciones IP se dividen en clases para definir las redes de tamaño pequeño, mediano y grande. Las direcciones Clase A se asignan a las redes de mayor tamaño. Las direcciones Clase B se utilizan para las redes de tamaño medio y las de Clase C para redes pequeñas. Dentro de cada rango existen direcciones llamadas privadas para uso interno que no veremos en INTERNET. Las direcciones de clase D son de uso multicast y las de clase E, experimentales.


Clases de direccionamiento IP:


Direccionamiento Clase A:
Rango de direcciones IP 1.0.0.0 a 127.0.0.0
Mascara de red 255.0.0.0
Direcciones privadas 10.0.0.0 a 10.255.255.255


Direccionamiento Clase B:
Rango de direcciones IP: 128.0.0.0 a 191.255.0.0
Mascara de red: 255.255.0.0
Direcciones privadas 172.16.0.0 a 172.31.255.255


Direccionamiento Clase C:
Rango de direcciones IP: 192.0.0.0 a 223.255.255.0
Mascara de red: 255.255.255.0
Direcciones privadas 192.168.0.0 a 192.168.255.255


Direccionamiento Clase D:
Rango de direcciones IP: 224.0.0.0 a 239.255.255.255
Uso multicast o multidifusión


Direccionamiento Clase E:
Rango de direcciones IP: 240.0.0.0 a 247.255.255.255
Uso experimental o científico


La dirección 127.0.0.0 es llamada Dirección de loopback, localhost o interfaz virtual.

Existe un direccionamiento particular cuando los bits están todos en UNOS llamada dirección de broadcast, o de difusión. Este direccionamiento particular no debe utilizarse para identificar a los host. Una cantidad excesiva de estas difusiones provocara una tormenta de broadcast que hará ineficiente el uso de la red, consumiendo gran cantidad de ancho de banda y haciendo que los host utilicen demasiados recursos al estar “obligados” a leer esos paquetes ya que están dirigidos a todos los host que integran ese Dominio de Broadcast.


Subredes

Las redes se pueden dividir en subredes más pequeñas para el mayor aprovechamiento de las mismas, además de contar con esta flexibilidad, la división en subredes permite que el administrador de la red brinde contención de broadcast y seguridad de bajo nivel en la LAN (red de área local). La división en subredes, además, ofrece seguridad ya que el acceso a las otras subredes está disponible solamente a través de los servicios de un router. Las clases de direcciones IP disponen de 256 a 16,8 millones de Hosts según su clase.

El proceso de creación de subredes comienza pidiendo “prestado” al rango de host la cantidad de bits necesaria para la cantidad subredes requeridas. Se debe tener especial cuidado en esta acción de pedir ya que deben quedar como mínimo dos bits del rango de host. La máxima cantidad de bits disponibles para este propósito en una clase A es de 22, en una clase B es de 14 y en una clase C es de 6.

Cada bit que se toma del rango de host posee dos estados (0 y 1) por lo tanto si se toman tres bits existirán 8 estados diferentes.

El número de subredes que se pueden usar es igual a: 2 elevado a la potencia del número de bits asignados a subred.

2^N=Numero de subredes

Donde N es la cantidad de bits tomados al rango de host

Por lo tanto si se quieren crear 8 subredes, es decir cumpliendo la formula 2^N tendrá que tomar del rango de host 3 bits:

2^3=8


*Observe que no siempre el resultado es exacto, en el caso que se pidan 5 subredes se obtendrán 6, debido a la portencia de 2 no es posible obtener siempre valores exactos.

Subnetting

Aprenderemos esta técnica con un sencillo ejercicio:

1) Se necesitan 14 subredes con 14 hosts útiles cada una desde la dirección de red 192.10.10.0. ¿Cuál es la máscara de subred adaptada?

Razone, red de clase C, el primer octeto, el segundo y el tercero corresponden a la dirección de red, por lo tanto trabaje con el cuarto octeto correspondiente a la parte de host.
Tome la cantidad de bits necesarios a uno de izquierda a derecha según la cantidad de subredes que le solicitan
(o bien tome los bits necesarios a cero de derecha a izquierda según la cantidad de host que le solicitan).

Para crear 14 subredes a partir de una red de clase C:

Mascara de red por defecto: 255.255.255.0

Rango de red ------------------------ Rango de host
11111111.11111111.11111111.00000000

Cuarto octeto: 00000000
Según la formula 2^N debemos tomar 4 bits del rango de host, por lo tanto:

Dos a la cuarta igual a 16 subredes máximas aprovechables (como nos piden 14, es válido)
2⁴=16

Tomo prestados los cuatro bits a uno, para las subredes: 11110000

Recuerde que no siempre los valores son exactos, coloque en uno los bits que resultaron de la operación anterior y súmelos, recuerde el valor de cada bit dentro del octeto: 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1
11110000
128+64+32+16=240
Por tanto, la máscara de subred de clase C para obtener 14 subredes válidas es:

11111111.11111111.11111111.11110000 que escrito en notación decimal quedaría 255.255.255.240

2) Para el ejercicio anterior, escriba las direcciones IP de cada una de las subredes, con su correspondiente máscara de subred, e indique el rango de hosts útil que se puede asignar.

Si la primera dirección de la primera subred acaba en 0, la de la segunda, si le sumamos el número de host, y añadimos 1 (por la dirección de broadcast, que hay que tenerla en cuenta) la segunda dirección quedaría 192.168.10.16. Como podemos ver, todas las subredes comparten la misma máscara, que se puede escribir con una barra que indica los bits de red que están con valor 1 (de los 32, hay 28 a 1, y 4 a 0, como vimos anteriormente en el último octeto). Por tanto, el ejercicio quedaría completo así:


*IMPORTANTE: En el caso de los host, se descartan la primera y última dirección de la subred en la que nos encontremos, puesto que son la dirección de red y la de broadcast, respectivamente.

Ejercicio de subnetting con máscara de red de longitud variable (VLSM)

Dada la red 192.168.0.0/24, desarrolle un esquema de direccionamiento que cumpla con los siguientes requerimientos. Use VLSM, es decir, optimice el espacio de direccionamiento tanto como sea posible.
Una subred de 20 hosts para ser asignada a la VLAN de Profesores
Una subred de 80 hosts para ser asignada a la VLAN de Estudiantes
Una subred de 20 hosts para ser asignada a la VLAN de Invitados
Tres subredes de 2 hosts para ser asignada a los enlaces entre enrutadores.
Solución
Ordeno las subredes en orden decreciente: 80, 20, 20, 2, 2, 2.
Para 80 hosts necesito 7 bits (2^7=128, menos red y broadcast quedarían 126 hosts útiles máximo), por lo tanto el prefijo de subred del primer bloque sería /25 (si una IP se representa por 32 bits, y uso 7 para la parte de host, me quedan 25 para la parte de red, luego la máscara será /25) Tomando la subred cero, la primera dirección de subred sería 192.168.0.0/25, la dirección de broadcast sería 192.168.0.127, por lo tanto el rango asignable sería desde .1 (omitimos la parte fija de la red, para ir más rápido) hasta .126.
Para 20 hosts necesito 5 bits (2^5=32, es decir 30 hosts máx.). Prefijo: /27 (8-5=3, 24+3=27); Dir. de red: 192.168.0.128/27, broadcast 192.168.0.159. Rango asignable .129-.158.
La siguiente subred es del mismo tamaño y el prefijo es el mismo. Dir. de red: 192.168.0.160/27 , broadcast 192.168.0.191, rango .161-.190.
Los enlaces entre enrutadores sólo necesitan 2 bits (2^2=4, es decir 2 hosts máx) por lo tanto el prefijo debe ser /30 (8-2=6, 24+6=30). Dir. de enlace 1: 192.168.0.192, dir. de broadcast en enlace 1: 192.168.0.195, rango .193-.194. Dir. enlace 2: 192.168.0.196/30, broadcast en enlace 2: 192.168.0.199, rango .197-.198. Dir. enlace 3: 192.168.0.200/30, broadcast enlace 3: 192.168.0.203, rango: .201-.202.

El esquema resultado es:



Se puede observar que los rangos de direcciones asignados son continuos y que queda disponible para crecimiento futuro un rango de direcciones desde 204 en adelante.

Hasta aquí el tutorial