División en subredes
La división en subredes es otro método para administrar las direcciones IP. Este
método, que consiste en dividir las clases de direcciones de red completas en partes de menor tamaño, ha evitado el completo agotamiento de las direcciones IP. Es muy importante para los administradores de sistemas comprender que la división en subredes constituye un medio para dividir e identificar las redes individuales en toda la LAN. No siempre es necesario subdividir una red pequeña.
Sin embargo, en el caso de redes grandes a muy grandes, la división en subredes es necesaria. Dividir una red en subredes significa utilizar una máscara de subred para dividir la red y convertir una gran red en segmentos más pequeños, más eficientes y administrables o subredes.
Es importante saber cuántas subredes o redes son necesarias y cuántos hosts se requerirán en cada red. Con la división en subredes, la red no está limitada a las máscaras de red por defecto Clase A (255.x.x.x), B (255.255.x.x) o C (255.255.255.x) y se da una mayor flexibilidad en el diseño de la red.
Las direcciones de subredes incluyen la porción de red más el campo de subred y el campo de host. El campo de subred y el campo de host se crean a partir de la porción de host original de la red entera. La capacidad para decidir cómo se divide la porción de host original en los nuevos campos de subred y de host ofrece flexibilidad en el direccionamiento al administrador de red.
La máscara de red o mascara de subred
La máscara de red nos permite identificar la topología de la red si una red está dividida o no en subredes. Cuando la red está dividida en subredes, se suele utilizar el término «mascara de subred»» La máscara de subred es usada por el router para reconocer a que red va dirigido cada paquete.
En las mascaras de red y de subred, los bits que hacen referencia a la nominación de la red se encuentran a «1», y los bits que hacen referencia a la nominación del host se encuentran a «0» esto quiere decir que en una máscara 255.0.0.0 que en binario sería 11111111.00000000.00000000.00000000
Los primeros 8 bits que se encuentran a «1» hacen referencia a la red y los siguientes 24 bits que se encuentran a «0» hacen referencia al host.
Las redes de tipo A tienen una máscara por defecto de 255.0.0.0 que son 8 bit para redes y 24 para host.
Las redes de tipo C tienen una máscara de red 255.255.255.0 que son 24 bit para la red y 8 bit para los host.
Si junto con una IP perteneciente a cualquier clase de red, nos encontráramos una mascara diferente a la que tiene por defecto esto quiere decir que la red está dividida en subredes.
Para dividir una red en subredes, tenemos que trabajar con los bits que corresponden al host, que son los que están a cero.
Un ejemplo de mascara de subred en una red de clase “C” sería
255.255.255.128 en binario: 11111111.11111111.1111111.100000000. En la cual hemos puesto un bit de los que le correspondían al host a «1».
Con este bit podemos hacer 2 combinaciones (1 y 0), por lo cual, con esta mascara de red podemos obtener 2 subredes.
Existe una forma de denominar al tipo de red, con la notación Classless InterDomain Routing (CIDR). En la cual se pone la Ip seguida de una barra con un número que indica el número de bits que se encuentran a «1» en la máscara de subred.
Si tenemos una IP 10.0.0.0, y su máscara es:
255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000
quiere decir que en la representación binaria de la máscara hay 8 bit en «1», por lo cual se escribe como /8 en el caso de una máscara de tipo “B” al haber 16 bits en “1” para la máscara, el sufijo sería /16 y en una red de tipo “C” al haber 24 bit en 1 en la máscara, el sufijo sería /24.
En mascaras de subred sería igual, en la mascara
255.255.255.224 en binario sería: 11111111.11111111.11111111.11100000
Por lo cual tendríamos los 24 bits normales de los 3 primeros bytes mas los 3 bites de esta mascara, Y la denominación CIDR sería «/27»
Subnetting: Segmentando redes
Para planificar la segmentación de una red, hay que tener en cuenta 2 cosas importantes:
1.- El número de usuarios por red y el número de redes que necesitamos.
Cuantos más usuarios por red menos redes y cuantas más redes menos usuarios por red.
2.- Por cada red que creemos, se pierden 2 IPs, una asociada al broadcast y otra asociada a la identificación de la misma Red.
Si tuviéramos una red con 16 IPs, siempre la primera IP estaría destinada para
denominar a la misma red y la ultima sería la dirección de Broadcast, o difusión, por lo cual tendríamos 14 IPs útiles:
IP 1 RED
IP 2 HOST 1
IP 3 HOST 2
IP 4 HOST 3
IP 5 HOST 4
IP 6 HOST 5
IP 7 HOST 6
IP 8 HOST 7
IP 9 HOST 8
IP 10 HOST 9
IP 11 HOST 10
IP 12 HOST 11
IP 13 HOST 12
IP 14 HOST 13
IP 15 HOST 14
IP 16 BROADCAST
Si partimos la red en dos subredes, cada una de ellas tendría su propia dirección de Red y su propia dirección de broadcast por lo cual perderíamos 4 de las 14 IPs , 2 por cada una de las subredes:
IP 1 RED
IP 2 HOST 1
IP 3 HOST 2
IP 4 HOST 3
IP 5 HOST 4
IP 6 HOST 5
IP 7 HOST 6
IP 8 BROADCAST
IP 9 RED
IP 10 HOST 1
IP 11 HOST 2
IP 12 HOST 3
IP 13 HOST 4
IP 15 HOST 6
IP 16 BROADCAST
Existe dos formulas que podemos usar para el cálculo de subredes:
La primera formula es para averiguar cuántos bit tenemos que tomar a los host para hacer un número determinado de subredes:
2^X>=Y
Tenemos que elevar 2 a un numero «X» (que será el número de bits que tenemos que tomar a los host para hacer subredes) para que nos dé un número igual o mayor al número de subredes que necesitamos crear que es «Y».
La fórmula para averiguar cuántos bits necesitamos para tener un número determinado de hosts por red es:
2^X-2>= Y
X es el número de bits que necesitamos para tener «Y» host por subred. Le restamos 2, porque siempre en todas las redes y subredes hay 2 direcciones reservadas para identificar a la misma red y otra para identificar su dirección de broadcast. Que necesitamos. «Y» siempre tiene que ser igual o mayor al número de host que necesitamos por cada subred.
Ejemplo 1
Subnetting de clase «C»
Queremos dividir una red de tipo C con la IP 193.25.31.0 en subredes que puedan contener 80 host cada una, ¿qué mascara tendremos que usar? Por la formula 2^X-2= numero de host (mayor o igual a 80)
Necesitamos un número potencia de 2 al que restándole 2 nos dé como resultado el número 80 o más grande.
Miramos la tabla con los números potencia de dos: Potencia de 2
Vemos que el número inmediatamente por encima sería 2^7 que es igual a 128, ya que 2^6 que son 64, y no nos alcanza para crear 80 host.
Entonces según: 2^7-2= 126
con 7 bit para host podemos tener 126 host por red.
Para averiguar cuantas redes podemos tener con esta máscara de red, elevamos 2 al número de bits que se han quedado utilizadas para SubRedes. 8 – 7 que dedicaremos a hosts nos queda 1 bit para las SubRedes:
2^1 = 2
Por lo cual disponemos de 2 redes.
Ya determinamos cuantos bits vamos a tomar de los host así que es hora de segmentar la red, lo primero y principal es volcar nuestra ip a binario:
193.25.31.0 = 11000001.00011001.00011111.00000000
Ahora la máscara por defecto de una clase C seria 255.255.255.0 también la volcamos a binario:
255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
La máscara por defecto nos indica con unos (1) hasta donde la ip determina red y con ceros (0) que parte de la ip determina host:
RED HOST
193.25.31.0 = 11000001.00011001.00011111.00000000 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
Entonces debemos modificar la máscara para que la parte de red me tome el bits que necesito para conformar mi subred esto lo hago agregando un 1 a mi mascara.
RED SUBRED HOST
193.25.31.0 = 11000001.00011001.00011111.00000000 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.10000000
11111111.11111111.11111111.10000000 = 255.255.255.128
Una vez obtenida la mascar solamente queda asignar los host en los 7 bits restantes ya que el bit de subred ahora me estará determinando mi subred y no un host. Entonces ahora asignemos algunos host y pasemos la ip a decimal nuevamente para ver cómo nos queda.
Primer Host Disponible
11000001.00011001.00011111.00000001 = 193.25.31.1 Ultimo Host Disponible
11000001.00011001.00011111.01111111 = 193.25.31.127
Recordar que el primer host disponible de una subred pertenece a la dirección de subred y no es válido para un host y el último host disponible de una subred pertenece a la dirección de broadcast y no es válido para un host de la subred.
En el ejemplo anterior vemos que tenemos la dirección de subred y la dirección de broadcast de la subred cero, y como en este ejemplo tomamos solo un bit para subred solamente tenemos 2 subredes posibles la cero (0) y la (1)
Entones 192.25.31.1 seria la dirección de subred de la primera subred y
192.25.31.127 seria la dirección de broadcast de mi primera subred o subred cero (0).
Primer Host Valido Disponible
11000001.00011001.00011111.00000010 = 193.25.31.2 Ultimo Host Valido Disponible
11000001.00011001.00011111.01111110 = 193.25.31.126
