Cálculo de Subredes IPv4

Hoy hablamos un poco sobre el calculo de subredes IPv4.

Calculo de subredes ipv4

Para que se pueda entender bien, el concepto de sub redes viene como una de las propuestas de mejor aprovechamiento de las direcciones IPv4.

Con la llegada del IPv6, y la gran cuantidad de direcciones disponibles, el concepto de aprovechar mejor las direcciones se encuentra en desuso.

No es que se dejó de utilizar las sub redes, ahora las utilizan en IPv6 para tener la red más ordenada y eficaz.

Números Binarios

Para entender el concepto de sub redes es necesario empezar por los números binarios.

La conversión de Binario para Decimal y Decimal para Binario se puede hacer de una manera extremadamente simple.

Hay que armar una tabla y de ahí prender o apagar bits de acorde al número que queremos armar.

128

64 32 16 8 4 2 1
28 27 26 25 24 23 22

21

Siempre el número a la izquierda es el doble de el de la derecha, esto pasa porque son binarios, o sea en base 2.

Utilizamos la tabla hasta el 128 porque es el máximo que necesitamos para las IP, si sumamos todos vamos obtener 255, pero los números binarios pueden ser utilizado para números mayores.

Vamos a un ejemplo que va dejar todo mucho más claro.

Vamos a convertir el número 33 para binario, como quedaría:

128

64 32 16 8 4 2 1

28

27 26 25 24 23 22

21

0 0 1 0 0 0 0

1

Lo que hicimos fue, poner un 1 en cada número que necesitamos, en general decimos que prendimos o bit para este número.

En este caso, si sumamos 32 + 1 = 33.

Hagamos un paso a paso con el número 157.

128

64 32 16 8 4 2 1

28

27 26 25 24 23 22

21

0 0 0 0 0 0 0

0

Revisemos la tabla de la izquierda a la derecha buscando un número menor que 157.

128 es menor o igual que 157? Si, así que prendamos el bit de 128.

128

64 32 16 8 4 2 1

28

27 26 25 24 23 22

21

1 0 0 0 0 0 0

0

157 – 128 = 29

Sigamos, 64 es menor o igual que 29? No. 32 es menor o igual que 29? No. 16 es menor o igual que 29? Si, prendemos el bit de 16.

128

64 32 16 8 4 2

1

28

27 26 25 24 23 22

21

1 0 0 1 0 0 0

0

29 – 16 = 13

Sigamos, 8 es menor o igual que 13? Si, prendemos el bit de 8.

128

64 32 16 8 4 2 1

28

27 26 25 24 23 22

21

1 0 0 1 1 0 0

0

13 – 8 = 5

Sigamos, 4 es menor o igual que 5? Si, prendemos el bit de 4

128

64 32 16 8 4 2 1

28

27 26 25 24 23 22

21

1 0 0 1 1 1 0

0

5 – 4 = 1

Sigamos, 2 es menor o igual que 1? No. 1 es menor o igual que 1? Si, prendamos el bit de 1.

128

64 32 16 8 4 2 1

28

27 26 25 24 23 22

21

1 0 0 1 1 1 0

1

Así que el número en binario que representa 157 es 10011101.

Lo mismo se hace al revés, el binario 00010010 por ejemplo, ¿cómo quedaría en decimal?

Vayamos a la tabla:

128

64 32 16 8 4 2 1

28

27 26 25 24 23 22

21

0 0 0 1 0 0 1

0

Vemos que están prendidos los bits de 16 y 2, así que sumamos 16 + 2 = 18, y ahí tenemos. 00010010 en decimal es 18.

Relacionando los binarios con las subredes

Los números binarios son la clave para la máscara de red y por consecuencia para la creación de sub redes.

Los cambios en las máscaras de red a nivel binario van producir las subredes, que son divisiones lógicas de una red mayor.

Entendiendo el IPv4

La versión actual del protocolo IP, la IPv4, tiene 32 bits, separados por puntos en 4 partes de 8 bits, la clásica estructura xxx.xxx.xxx.xxx que aproximadamente nos va proporcionar 4 mil millones de direcciones únicas.

En un principio se dividió las direcciones únicas en cinco clases, según se puede ver en la tabla abajo:

Clase

Bits Iniciales IP Inicial IP Final

Redes Posibles

A

0 0.0.0.0 127.255.255.255 126

B

10 128.0.0.0 191.255.255.255 16.384

C

110 192.168.0.0 223.255.255.255 2.097.152

D (Multicast)

1110 224.0.0.0 239.255.255.255

E (experimental)

1111 240.0.0.0 255.255.255.255

Las direcciones de las clases A, B y C, son las direcciones que son válidas, las clases D y E no pueden ser utilizadas para internet, la clase E separada para estudios nunca fue utilizada.

Pero en las clases A, B y C también hay direcciones que son reservadas.

La dirección 0.0.0.0 es reservada por la IANA para identificación local.

Las direcciones 127.x.x.x se reservan para designar la propia máquina. Se denomina dirección de bucle local o loopback.

También se excluyen las direcciones privadas.

Direcciones privadas

Las direcciones privadas pueden ser utilizadas por los hosts que usan traducción de dirección de red (NAT) para conectarse a una red pública o por los hosts que no se conectan a Internet.

En una misma red no pueden existir dos direcciones iguales, pero sí se pueden repetir en dos redes privadas que no tengan conexión entre sí o que se conecten mediante el protocolo NAT. Las direcciones privadas son:

Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (8 bits red, 24 bits hosts).

Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (12 bits red, 20 bits hosts). 16 redes clase B contiguas, uso en universidades y grandes compañías.

Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (16 bits red, 16 bits hosts). 256 redes clase C continuas, uso de compañías medias y pequeñas además de pequeños proveedores de internet (ISP)

Máscara de red

Si miramos en las configuraciones de la tarjeta de red de nuestra computadora, vamos a percibir que por debajo de la dirección IP siempre hay un campo que pide llenar la máscara de red. ¿Ahora que es la máscara de red?

La máscara de red permite distinguir dentro de la dirección IP, los bits que identifican a la red y los bits que identifican al host.

Se definen por defecto para cada una de las clases.

Para una dirección de clase A, que los primeros ocho (8) bits son para la red y los restantes 24 para host.

Para una dirección de clase B, los primeros 16 bits son la parte de red y la de host son los siguientes 16.

Para una dirección de clase C, los primeros 24 bits son la parte de red y los ocho (8) restantes son la parte de host.

La máscara se forma poniendo en 1 los bits que identifican la red y en 0 los bits que identifican al host.

De esta forma una dirección de clase A tendrá una máscara por defecto de 255.0.0.0, una de clase B 255.255.0.0 y una de clase C 255.255.255.0.

Los dispositivos de red realizan un AND entre la dirección IP y la máscara de red para obtener la dirección de red a la que pertenece el host identificado por la dirección IP dada.

Por ejemplo:

Dirección IP: 196.5.4.44

Máscara de subred (por defecto): 255.255.255.0

AND (en binario):

11000100.00000101.00000100.00101100 (196.5.4.44) Dirección IP

11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0) Máscara de subred

11000100.00000101.00000100.00000000 (196.5.4.0) Resultado del AND

Calculo de Subredes IPv4

Las subredes son un recurso como hemos dicho con anterioridad creado para aprovechar mejor los recursos de la red, pongamos una situación para que quede más claro.

Imagina que la red de una empresa tiene 300 hosts.

Una red de clase C soporta hasta 254 hosts, así que no podríamos utilizar una clase C, ya que nos quedaríamos cortos.

Una red de clase B, que es la subsecuente, soporta hasta 65.534 hosts, lo que es mucho más de lo que necesitamos, pero es lo que tendríamos que utilizar.

Para sanar este tipo de inconveniente se crearon las subredes que explicando de manera súper simples es la posibilidad de mover bits en la máscara de red.

Volvamos a nuestro ejemplo, decidimos utilizar la red 172.16.0.0 que tiene la máscara 255.255.0.0.

Pongamos la marcara a binario, así queda más simples de entender.

255

255 0

0

11111111 11111111 00000000

00000000

Sabemos que en la máscara los 1 son red y los 0 host, así que para crear sub redes tenemos que cambiar los 0 por uno de la izquierda para la derecha. Veamos…

La red 172.16.0.0 podemos dividir en 2 subredes moviendo un bit en su máscara.

255

255 128 0
11111111 11111111 10000000

00000000

Tendremos las redes 172.16.0.0 y 172.16.128.0, cada una con 32.766 hosts.

Para nuestro ejemplo de 300 hosts usaríamos una máscara 255.255.254.0. Analicemos.

255

255 254 0
11111111 11111111 11111110

00000000

Si ampliamos el tercer y cuarto octetos:

oc

128 64 32 16 8 4 2 1
3 1 1 1 1 1 1 1

0

4

0 0 0 0 0 0 0

0

Vemos que el 4 octeto tiene todos 0 o ser se sumamos los números arriba, 255 posibilidades únicas, pero hay un cero más y en este caso multiplicamos nuestras posibilidades por 2, ya que este bit puede ser 1 o 0.

Así que pasamos a tener 510 posibilidades únicas de IP, que alcanzan para mis 300 hosts.

Sé que parece complicado, y que en principio son muchas cuentas, pero estén seguros que con el tiempo no van a necesitar más que unos segundos para hacerlas.

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