Subneteo - Parte 1 de 5 - Fundamentos de IP

Fundamentos de IP

En este tema veremos el subneteo el cual nos ayuda a administrar mejor las direcciones IP y no desperdiciar IPs, ya que como recordamos si usamos las IP con clase su mascara de red nos dice cuantos host tenemos disponibles.

Puntos básicos de direcciones IP:

Tomemos de ejemplo esta IP:

192.168.1.24

• Las direcciones IP son se 4 octetos (Bytes), es decir 4 partes de 8 bits cada una.
•    Cada octeto permite el número máximo en binario de 255.
•    Cada octeto permite el número máximo de hosts en 256.

• Puede ser de una de las tres diferentes clases (En realidad son 5 pero las ultimas dos son para uso de multicast y experimental)

• Si se combina con una mascara de red, nos da como resultado una IP dentro de una red, donde una porción es la red y otra porción es el host.

Como podemos observar la red esta definida por los bits activos en la mascara de red, en este caso:

RED: 192.168.1.0

Y la porción de Host esta definido por los bits que se activan en la porción sobrante de la máscara, en este caso:

HOST: 192.168.1.24 <- donde 24 es la dirección del Host.

• Opera en la capa 3 del modelo OSI.

¿Para que necesitamos subnetear una red?

Imaginemos la siguiente topología:

Como vemos cada vlan necesita un número de host diferentes, si quisiéramos usar una red por dispositivo en algunos casos sobrarían muchos host sin utilizar, es decir en base a nuestro requerimiento algunas redes quedarían con muchas direcciones IP sobrantes y sin utilizar en base a usar direccionamientos con clase, es decir si utilizamos una red de acuerdo a su clase, también si quisiéramos tener un orden con nuestras redes, no podríamos utilizar ciertos direccionamientos ya que no nos serian de ayuda por ejemplo si queremos que todos empiecen con 192.168.X.X en el caso de la red de 300 usuarios no podríamos utilizarla ya que sobrepasa a los 254 host de acuerdo a la clase de la red.

Si quisiéramos usar una red 192.168.X.X en cada una de las vlans no podríamos utilizarla en el caso de la Vlan 20, ya que necesitamos 300 hosts y solo tenemos disponibles 254, tendremos en este caso que usar una IP de clase B, donde si cumplimos con los 300 hosts pero nos quedan sobrando muchas direcciones IP.

Para solucionar estos problemas existe el subneteo, el cual es el mecanismo para poder seccionar redes en base a nuestros requerimientos, usando de base la mascara la de red, la cual nos indica en que red se encuentra una IP. 

Antes de pasar a un ejemplo práctico de subneteo necesitamos recordar algunas cosas, lo primero es la conversión de binario a decimal y de decimal a binario.

Binario a Decimal

Usando la siguiente dirección IP la transformaremos a binario

192.168.1.24

Usamos la siguiente tabla, donde colocamos los bits representados por cada una de las casillas con un valor:

Ahora tomamos el primer octeto 192 y le restamos la primera casilla ya que 192 es mayor a 128 y activamos un bit con el número 1:

El resultado lo volvemos a restar, en este caso la siguiente casilla en la que podemos hacer la resta es en la casilla de 64:

En este caso ya no nos queda ningún bit a convertir, solo queda rellenar los bits restantes con 0:

Por lo tanto:

Ahora repetimos el proceso para los demás números de la IP:

Después de convertir en binario tenemos la dirección IP completa en binario:

Valores en cada posición

Ahora que conocemos o recordamos como convertir de binario a decimal hay que conocer otro concepto el cual es muy importante, el saber los estados de cada uno de los bits, como estados entenderemos el 1 y el 0 y su valor, para simplificar esto podemos verlo de la siguiente manera:

En la primera posición como vemos tiene un valor de 1 para convertir a binario, PERO para saber cuantos hosts puede tener ese estado es tan simple como ver cuales estados son posibles en esa posición, en este caso es el 0 y el 1:

Osea en la primera posición tenemos la IP .0 y .1, en el caso de la segunda posición tenemos 4 estados:

En este caso tenemos la IP .0 , .1 , .2 , .3 las cuales son 4 y corresponden con cada casilla, como podemos ver también cada casilla representa el número 0,1,2 y 3 en binario.

Con esta información podemos inferir en que cambia la potencia de nuestra tabla, ya que ahora vamos a usar los estados de cada posición y no su peso para convertirlo en decimal, quedando de la siguiente manera:

Si nos fijamos la ultima posición tiene 256 estados, cada estado representa una IP, entonces ¿Porqué usamos el número 255 en la máscara y no 256? esto es debido a que el 0 es una posición también, los estados en total son 256 pero numerados son 255 contando el 0.

Podemos ver la cantidad de IPs que podemos tener para cada clase de IP:

En la clase A tenemos un total de 16777216 de estados, es decir contando el 0 con su posición tenemos IPs de la 0 a la 16,777,216.

En la clase B tenemos un total de 65536 de estados, es decir contando el 0 con su posición tenemos IPs de la 0 a la 65535.

En la clase C tenemos un total de 256 de estados, es decir contando el 0 con su posición tenemos IPs de la 0 a la 255.

TIP: Podemos ver la IP con la tabla de decimal a binario y la Máscara de red con la tabla de estados de la posición, esto debido a que la IP solo nos representa el número base con el cual estaremos trabajando y  la máscara de red nos indicara cuantas redes o hosts son los que tenemos disponibles.

Los siguientes post son acerca de subneteo en base a redes y en base a hosts, también así como el VLSM, que es otra herramienta que nos ayudara para crear nuestras redes.

Espero haya quedado explicado como cambiar de decimal a binario, así como también como tomar la posición de los bits según el uso que vayamos a hacer en el subneteo.