domingo, 4 de septiembre de 2011

Subnetting y VLSM (primera parte)

Por Carlos Quiroz Goicochea

Uno de los grandes problemas de mis alumnos es cuando tienen que aprender subnetting y VLSM, en este artículo voy a explicarles de forma sencilla como se realizan ambos procesos, haciendo uso mínimo del formato binario, por el contrario desarrollándolo mediante el sistema decimal.

Existen dos formas de dividir las redes:

La primera forma de dividir, que fue usada inicialmente, tomaba la red en clase y generaba subredes, todas del mismo tamaño, usando la misma máscara de subred, a esta forma de dividir las redes se llama subnetting.

La segunda forma fue diseñada cuando se enfrentaron a la escasez de direcciones IP, ya no se podía seguir usando subredes muy grandes, donde se desperdiciaban muchas direcciones, para solucionar este problema se comenzaron a dividir las redes en subredes de diferentes tamaños, de acuerdo a la necesidad, cada subred al ser de tamaño diferente, tiene la máscara de subred diferente, a esta forma de dividir se le llama VLSM (Máscara de Subred de Longitud Variable).

Una forma de darnos cuenta si la red ha sido dividida usando subnetting o VLSM es observando las máscaras de cada una de las subredes, si todas tienen la misma máscara se trata de subnetting, caso contrario será VLSM.

Vamos a explicar como se realiza el subnetting:
Esto lo vamos a hacer mediante ejemplos, el primero de ellos tiene una red como el de la figura que aparece más adelante, y la dirección de red, en clase C, que vamos a usar es la clásica 192.168.1.0 /24.
Lo primero que debemos tener en cuenta es que, cuando nos dan una dirección de red, nos están dando una cantidad de direcciones, esta cantidad depende del prefijo o de la máscara.

En este ejemplo, el prefijo /24, me indica que la parte de red usa 24 bits y como el total de bits es de 32, le queda 8 bits para la parte de host.


Con esos 8 bits de host se pueden generar 2 a la 8 direcciones IP, o sea, 256 direcciones, de las cuales recordemos no se pueden usar ni la primera (dirección de red) ni la última (dirección de broadcast).

El esquema de red que vamos a trabajar es el siguiente:

Primero, hay que identificar la cantidad de subredes, porque para cada una de ellas necesitamos una dirección de subred. Las interfaces de los routers nos permiten determinar la cantidad de subredes, tenemos tres subredes en las tres LAN, uno en cada router y dos subredes para los enlaces WAN, en total hay 05 subredes.

Para crear las subredes se le debe quitar algunos bits a los bits de host, estos bits serán identificados como los bits de subred.

La dirección de red tiene 8 bits de host, si le quitamos un bit, con ese bit se pueden generar 2 a la 1 subredes, o sea solo 2 subredes y necesitamos 5.
Si le quitamos 2 bits, con ellos podemos generar 2 a la 2 subredes, o sea solo 4 y necesitamos 5, pero si le quitamos 3 bits, podemos generar 8 subredes. Con estas 8 subredes podemos cubrir las cinco que necesitamos y nos sobrarán tres.

Por lo tanto, podemos subnetear la red generando 8 subredes con prefijo /27, porque ahora las subredes se han quedado con solo 5 bits de host. Lo que debemos hacer ahora es determinar cuáles son esas subredes, donde cada una de ellas tiene 5 bits de host.

Cada subred con 5 bits de host puede tener 2 a la 5 direcciones IP, o sea 32 direcciones, aunque no pueden usar ni la primera (dirección de subred) ni la última (dirección de broadcast de la subred) para asignarle a los equipos.

Las direcciones de subred las obtenemos de la siguiente manera:
La primera dirección es la misma dirección de red, pero con prefijo /27 que indica que tiene 32 direcciones:
            Primera subred          192.168.1.0 /27
La segunda subred se obtiene con la primera mas 32 direcciones, esto da como resultado:
            Segunda subred         192.168.1.32 /27
Las siguientes subredes se obtendrán sumándole 32 direcciones a la dirección anterior:
            Tercera subred           192.168.1.64 /27
            Cuarta subred             192.168.1.96 /27
            Quinta subred             192.168.1.128 /27
            Sexta subred              192.168.1.160 /27
            Séptima subred          192.168.1.192 /27
            Octava subred           192.168.1.224 /27

La siguiente tabla determina las principales direcciones de cada una de las subredes, en particular podremos determinar a las direcciones válidas, las cuales se usarán para configurar a los routers y las PC´s



Direc de subred
Primera IP válida
Última IP válida
Direcc broadcast
1
192.168.1.0
192.168.1.1     ***
192.168.1.30     ****
192.168.1.31   *
2
192.168.1.32
192.168.1.33
192.168.1.62
192.168.1.63   **
3
192.168.1.64
192.168.1.65
192.168.1.94
192.168.1.95
4
192.168.1.96
192.168.1.97
192.168.1.126
192.168.1.127
5
192.168.1.128
192.168.1.129
192.168.1.158
192.168.1.159
6
192.168.1.160
192.168.1.161
192.168.1.190
192.168.1.191
7
192.168.1.192
192.168.1.193
192.168.1.222
192.168.1.223
8
192.168.1.224
192.168.1.225
192.168.1.254
192.168.1.255

Para llenar esta tabla, primero llenamos las direcciones de subred, luego llenamos la columna de direcciones de broadcast, la primera dirección de broadcast se puede obtener restándole 1 a la siguiente dirección de subred:
            192.168.1.32 -1 = 192.168.1.31  *
Las siguientes direcciones de broadcast se obtienen restándole 1 a la siguiente dirección de subred:
            192.168.1.64 -1 = 192.168.1.63  **

La columna de Primera IP válida se obtiene sumándole 1 a su correspondiente dirección de subred:
            192.168.1.0 + 1 = 192.168.1.1   ***

La columna de Última IP válida se obtiene restándole 1 a su correspondiente dirección de broadcast:
            192.168.1.31 - 1 = 192.168.1.30   ****

Finalmente elegimos 5 subredes y las asignamos en la red, tal como se puede apreciar en diagrama de red.

Luego de haber asignado las subredes en forma arbitraria, no importa el orden, se recomienda asígnale la primera dirección válida a la interfaz F0/0 de los routers y la última a su PC, tal como se indica en la red Lan de R1, aunque solo se anota el octeto menos significativo (.1 y .30) para no tener que escribir las dirección completa.