¿Qué son las subredes?
Las subredes son un método para maximizar el espacio de
direcciones IPv4 de 32 bits y reducir el tamaño de las tablas de enrutamiento
en una interred mayor. En cualquier clase de dirección, las subredes
proporcionan un medio de asignar parte del espacio de la dirección host a las
direcciones de red, lo cual permite tener más redes. La parte del espacio de
dirección de host asignada a las nuevas direcciones de red se conoce como número
de subred.
Además de hacer que el espacio de la
dirección IPv4 sea mas eficaz, las subredes presentan varias ventajas
administrativas. El enrutamiento puede complicarse enormemente a medida que
aumenta el número de redes. Por ejemplo, una pequeña organización podría
asignar a cada red local un número de clase C. A medida que la organización va
aumentando, puede complicarse la administración de los diferentes números de
red. Es recomendable asignar pocos números de red de clase B a cada división
principal de una organización. Por ejemplo, podría asignar una red de clase B
al departamento de ingeniería, otra al departamento de operaciones, etc. A
continuación, podría dividir cada red de clase B en redes adicionales,
utilizando los números de red adicionales obtenidos gracias a las subredes.
Esta división también puede reducir la cantidad de información de enrutamiento
que se debe comunicar entre enrutadores.
La máscara de subred
Puesto que, por
definición, a cada clase le corresponde una máscara, siempre que configuramos
nuestro ordenador con la ip, éste es capaz de mostrar la máscara
automáticamente, con lo que es bastante normal que no nos preguntemos para qué
sirve esta máscara. En un entorno doméstico en el que apenas hay unos pocos
hosts (ordenador, portátil, teléfonos móviles), no parece importante ir más
allá con las subredes, con lo que nos bastará con una máscara éstandar de red
de clase C 255.255.255.0 que es la habitual. De este modo, en casa podremos
tener un máximo de 254 equipos en una misma red.
En caso de que lo
que queramos sea administrar una oficina que esté dividida en varios
departamentos y que formen redes independientes, necesitaremos utilizar la
máscara de subred o diferentes enrutadores para separar las redes.
Una subred dentro
de una red se configura “tomando” bits de la parte que corresponde a los hosts:
Por ejemplo:
255
255 255 0
Clase C 11111111.11111111.11111111.00000000
[ red
].[ hosts]
255
255 255 192
11111111.11111111.11111111.11000000
[ red
] sr[hosts]
En este caso hemos tomado "prestados" dos
bits de la zona hosts, de tal modo
que podemos crear 2² = 4 subredes, permitiendo la
existencia de, por ejemplo,
4 departamentos separados cuyos ordenadores no
podrían verse entre sí.
El número de IPs disponibles para hosts quedaría en
2⁶-2=62.
Restamos 2 porque la primera dirección corresponde
con la dirección de
red y la última es la dirección de multidifusión
(broadcast).
Direcciones en Redes IP
El protocolo de IP usa direcciones de IP para identificar los HOST y encaminar los datos hacia ellos. Todos los host o nodos deben tener una dirección IP única para poder ser identificados en la red. El nombre de host se traduce a su dirección de IP consultando el nombre en una base de datos de pares nombre – dirección.
Cuando se diseñaron las direcciones de IP, nadie se imaginó que llegase a existir millones de computadores en el mundo y que muchas de éstas requerirían una dirección IP para ser identificadas. Los diseñadores pensaron que tenían que satisfacer las necesidades de un modesto puñado de universidades, entidades gubernamentales e instituciones militares.
Eligieron un diseño que les parecía razonable para aquel entonces. Una dirección de IP es un numero binario de 32 bits (4 octetos) claramente, la dirección se eligió para que encajase convenientemente en un registro de 32 bits de una computadora. El espacio de direcciones resultado, es decir, el conjunto de todos los números de direcciones posibles contiene 232 (4294.967.296) números. La notación punto se invento para leer y escribir fácilmente las direcciones de IP. Cada octeto (8bits) de una dirección IP se convierte a su número decimal y los números se separan por puntos. Por ejemplo; la dirección de solont.com es un numero binario de 32 bits que en la notación punto es: 10000010 10000100 00010011 00011111 (130.132.19.31).
Formatos de direcciones IP
Una dirección de IP tiene un formato de dos partes que son la dirección de red y la dirección local. La dirección de red identifica la red a la que está conectado el nodo. La dirección local identifica a un nodo particular dentro de la red de una organización.
Todas las computadoras deben tener una dirección de IP única en el rango de sistemas con los que se comunica.
Clases de direcciones
Toda organización que planee una red LAN basada en protocolo IP o conectarse a la Internet debe conseguir un bloque de direcciones de IP únicas. Las direcciones se reservan en la autoridad de registro apropiada por ejemplo la Internic.
Por conveniencia, las NIC delegan esta función a los IPS asignándoles grandes bloques de direcciones de IP. De esta forma, las organizaciones pueden obtener sus direcciones de sus proveedores de servicios en lugar de un NIC de registro.
Durante muchos años, sólo había tres tamaños de boques de direcciones, grande, mediano y pequeño. Existían tres formatos diferentes de direcciones de red para cada uno de los tamaños de bloques. Los formatos de direcciones eran:
Clase A para redes muy grandes.
Clase B para redes de tamaño medio.
Clase C para redes pequeñas.
En la siguiente figura se muestran los formatos de las clases A, B y C.
Características de las clases de direcciones
Código: Seleccionar todo
Clase Tamaño de la dirección Primer número Nº de direcciones locales
A 1 0 -127 16.777.216
B 2 128 -191 65.536
C 3 192 -223 256
En los inicios de la Internet, a las organizaciones con redes muy grandes, como la marina de los Estados Unidos o Digital Equipament Corporation, se les concedía rangos de direcciones IP de clase (A). La parte de red de una dirección de clase (A) tiene una longitud de un octeto. Los tres octetos restantes de una dirección IP de clase (A) pertenecen a la parte local y se usan para asignar números a los nodos.
Existen muy pocas direcciones de clase (A) y la mayoría de las organizaciones de gran tamaño han tenido que conformarse con un bloque de direcciones de clase (B) de tamaño medio. La parte de red de una dirección de clase (B) es de dos octetos. Los dos octetos restantes de una dirección de clase (B) pertenecen a la parte local y se usan para asignar números a los nodos.
Las organizaciones pequeñas reciben una o mas direcciones de clase (C). La parte de red de una dirección de clase (C) es de tres octetos. De esta forma sólo queda un octeto para la parte local que se usan para asignar números a los nodos. Es muy sencillo adivinar o identificar la clase de una dirección IP. Basta con mirar el primer numero de la dirección en formato de puntos.
Además de las clases A, B y C, existen dos formatos especiales de direcciones, la clase D y la clase E. Las direcciones de clase D se usan para Multienvío de IP. El Multienvío permite distribuir un mismo mensaje a un grupo de computadoras dispersas por una red. Las direcciones de clase E se han reservado para uso experimental.
· Las direcciones de clase D empiezan con un número entre 224 y 239.
· Las direcciones de clase E empiezan con un número entre 240 y 255.
Direcciones sin conexión a la Internet
Se han reservado varios bloques de direcciones para su uso en redes LAN que no se van a conectar a Internet y que aparte no se enrrutaran hacia otros emplazamientos de la organización, es decir, redes que se mantendrán aisladas. Estas direcciones son:
(Desde > 10.0.0.0) (Hasta > 10.255.255.255)
(Desde > 172.16.0.0) (Hasta > 172.31.255.255)
(Desde > 192.168.0.0) (Hasta > 192.168.255.255)
En la RFC 1918 (Asignación de direcciones en Internet Privadas) se tratan las ventajas e inconvenientes al usar estas direcciones IP reservadas.
Ejemplos de Direcciones
Asignación de direcciones clase (A)
En este caso, la autoridad de registro asigna un valor fijo en el primer octeto de la dirección IP los tres octetos restantes los gestiona la organización.
15.0.0.0 = IP asignada por la autoridad de registro.
Rangos de IP establecidos por la organización:
15.1.0.1 > 15.1.0.255
15.0.1.1 > 15.0.1.255
Es decir desde: (15.0.0.0 > 15.255.255.255)
Por ejemplo:
15.254.48.2
15.255.152.2
Asignación de direcciones clase (B)
La autoridad de registro asigna un valor fijo para los primeros dos (2) octetos de una dirección clase (B) y la organización se encarga de gestionar los dos octetos restantes.
128.121.0.0 = IP asignada por la autoridad de registro.
Rangos de IP establecidos por la organización:
128.121.1.1 > 128.121.1.255
128.121.5.1 > 128.121.5.255
Es decir; desde (128.121.0.0 > 128.121.255.255)
Por ejemplo:
128.121.50.140
128.121.200.1
Asignación de direcciones clase (C)
La autoridad de registro asigna los tres primeros octetos y la organización se encarga de gestionar el último octeto. Este es el caso más numeroso ya que en la actualidad existen millones de compañías pequeñas que no exceden el numero de 254 espacios reservados en la Internet.
192.216.46.0 = IP asignada por la autoridad de registro.
Rangos de IP establecidos por la organización:
192.216.46.0 > 192.216.46.255
por ejemplo:
192.216.46.2
192.216.46.3
192.216.46.4, 5, 6, 7, 8, 9 ... 255
Ineficiencias Debidas a clases de Direcciones IP
Una red clase A dispone de un máximo de 16.777.216 direcciones IP, mientras que una red clase B dispone de 65.536 y una clase C sólo dispone de 256. Estas diferencias tan grandes entre estos números conllevan a cierta ineficacia en la asignación de rangos de IP y han contribuido a que el espacio de direcciones IP se termine.
Redes y subredes en TCP/IP
Las direcciones de subred suelen dividirse en bytes, es decir, una organización con un rango de IP clase (B) como por ejemplo: 128.121. usara el tercer bytes para identificar las subredes, por ejemplo;
128.121.1
128.121.2
128.121.3
128.121.4
Entonces el cuarto byte se emplea para identificar los host correspondientes a esa subred.
Por otro lado, una organización con un rango de IP clase (C) sólo dispondrá del cuarto byte para identificar sus nodos.
Máscaras de Subred
En una red bajo TCP/IP, el tráfico se encamina hacia un host consultando las partes de red y subred de una dirección de IP. La parte de red de una dirección de clase A, B o C tiene un tamaño fijo. Pero las organizaciones están en libertad de elegir sus propios tamaños de subred.
Ahora ¿cómo pueden conocer los encaminadores el tamaño de estos campos? La respuesta es simple, es necesario configurar los sistemas para que conozcan el tamaño de la parte de subred de la dirección y puedan crear sus tablas de enrutamiento para realizar los respectivos saltos.
El tamaño del campo de subred se almacena realmente en un parámetro de configuración llamado máscara de subred. La máscara de subred es una secuencia de 32 bits. Los bits que corresponden a los campos de red y subred de una dirección se ponen a (1) y los bits para el campo del sistema se ponen a (0).
Por ejemplo:
Si se usa el tercer byte de las direcciones que empiezan por 128.121.(xxx) para identificar las subredes, la máscara es;
11111111 11111111 11111111 00000000
lo que es igual a notación decimal con puntos:
255.255.255.0
en hexadecimal quedaría como;
X FF-FF-FF-00
Los host y los encaminadores conectados a una subred se deben configurar con la mascara de la subred.
Identificación de Redes y Subredes.
Resulta apropiado y más práctico usar el formato de notación con puntos para referirse a una red. Por convención, se hace completando la parte local de la dirección rellenándola con ceros, por ejemplo; 5.0.0.0 identifica una red clase A, 131.18.0.0 identifica una red clase B y 201.49.16.0 se refiere a una red de clase C.
Este mismo tipo de notación se usa para identificar las subredes. Por ejemplo, si la red 131.18.0.0 usa una máscara de red de 8 bits , 131.18.5.0 y 131.18.6.0 se refieren a subredes. Esta notación se usa para representar redes y subredes de destino en las tablas de encaminamiento IP. El precio por usar esta notación es que las direcciones de esta forma no se pueden asignar a ningún host ni encaminador. Además, el uso de un cero como número de subred hace que sea ambiguo el identificador 131.18.0.0. Por esta razón, en las normas se olvida el campo de subred cero.
ok
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