División de Subredes IPv4

¿Qué es la División de Subredes IPv4?

Las direcciones IP requieren ser planificadas en una red, para esto hacemos la división de redes grandes en redes más pequeñas.

Entonces debemos saber calcular cuantas subredes y cuantos hosts (clientes/dispositivos) se precisaran.

Reglas sobre Subredes y Hosts

Para que el ruteo funcione eficientemente, los grupos de direcciones IP se agrupan (vale la redundancia) en subredes y ésta decisión se toma en base a estas reglas:

  • Direcciones IP en la misma subred no son separadas por el router.
  • Direcciones IP en diferentes subredes son separadas por al menos un router.
División de Subredes
División de Subredes

¿Cómo Calcular Subredes IPv4?

Para calcular el número de subredes necesarias debemos tener acceso a la documentación y diagramas de la red actual, detalles sobre las configuraciones de VLANs y sobre los enlaces WAN.

Para los tipos de enlaces que hemos visto en este curso, necesitaríamos planificar subredes para las VLANs, enlaces serial Point-to-point ó Punto-a-Punto, Enlaces WAN como EoMPLS.

Ejemplo de Subredes

Interconexión de Subredes
Interconexión de Subredes

El número de subredes necesarias para la figura anterior no puede ser con seguridad predecible ya que podrían existir variantes. Tres subredes serán necesarias para los enlaces WAN, una subred por enlace. Cada enlace del switch puede ser configurado con una única VLAN o con múltiples VLANs, ciertamente sabemos que al menos se requerirá una subred por cada LAN, pero podrías necesitar más.

En la siguiente figura veremos cómo decidimos crear subredes para ésta red. Algunas subredes son estrictamente necesarias, recordemos que los routers separan redes, pero otras se separaron a gusto, como es el caso de las VLANs en los switches, que también separan redes.

Ejemplo de División de Subredes
Ejemplo de División de Subredes

El Tamaño de una Subred

El tamaño de la subred es la cantidad de IPs que usaremos en esa subred.

¿Puedo Usar un Único Tamaño de Subred?

Podríamos usar un único tamaño para todas las subredes o variar el tamaño de las subredes para dimensionar el uso de IPs según nuestras necesidades.

Calculando el Tamaño de una Subred

Ya vimos anteriormente en el tema de IPv4 que las direcciones IP tienen una máscara, esta máscara es la que crea las subredes y asigna la cantidad de IPs (Hosts) a usar dentro de esa subred.

Las IPs se conforman por bits que son números binarios (unos y ceros) y por tanto en base 2.

Puedes calcular entonces el tamaño de la subred haciendo 2x siendo x la cantidad de bits. Si la máscara define H hosts de bits, la subred seria 2H. Sin embargo, el tamaño de la subred será en realidad 2H − 2 por que dos números de la subred son reservados para otros propósitos.

Cómo Calcular el Tamaño de una Subred
Cómo Calcular el Tamaño de una Subred

Una forma muy sencilla de ver cómo separar subredes y hosts es analizando la siguiente figura.

Ejemplos para Calcular el Tamaño de Varias Subredes y Host por Subred
Ejemplos para Calcular el Tamaño de Varias Subredes y Host por Subred

Podemos ver 32 bits que es el tamaño de un paquete IPv4, la red es de Clase B, esto lo sabemos por que los primeros 16 bits representan a la Red. También vemos en el ejemplo cómo podemos calcular tanto la cantidad de subredes como la cantidad de host que necesitemos. Sólo debemos recordar que en el caso del host se debe restar dos números ya que son reservados y no aplica ésto para el caso de las subredes.

En el primer ejemplo precisamos 200 subredes y 200 host, por tanto usaremos S = 8 bits (256 subredes) y H = 8 bits (254 host). La subred tiene un exceso de 56 y el host tiene un exceso de 54.

En el segundo ejemplo precisamos 50 subredes y 1000 host, por tanto usaremos S = 6 bits (64 subredes) y H = 10 bits (1022 host). La subred tiene un exceso de 14 y el host tiene un exceso de 22.

Ejemplos de División de Subredes IPv4

Ejemplo: Un Único Tamaño de Subred

En el siguiente ejemplo utilizaremos una única mascara de red, ignoraremos de momento las subredes de los enlaces WAN.

Ejemplo Subredes con un Único Tamaño
Ejemplo Subredes con un Único Tamaño

La mayoría de las redes precisan 50 IPs, pero vemos que la red principal conectada al router Core precisa 200 IPs, dado que estamos dimensionando las subredes todas iguales entonces necesitaríamos para todos los casos al menos soportar 200 direcciones IP.

Por tanto, necesitaríamos 8 bits de host. Si usáramos 7 bits no llegaríamos ya que 27 − 2 = 126. Ocho bits de host serian 28 − 2 = 254.

Ventaja de usar un único tamaño de suibred: La ventaja de usar un único tamaño de subred o máscara es que para el grupo de personas que opera la red le será más fácil saber la máscara de todas las redes ya que todas usan la misma.

Desventaja de usar un único tamaño de suibred: La gran desventaja de esto es que estaríamos desperdiciando direcciones IP. En el ejemplo anterior vemos que sólo precisamos 50 direcciones IPs para ciertas subredes, e incluso vemos que para los enlaces WAN sólo precisaríamos 2 IP. Esto es ciertamente un gran desperdicio.

Ejemplo: Múltiples Tamaños de Subred (Variable-Length Subnet Masks)

Ejemplo Subredes con Múltiple Tamaños
Ejemplo Subredes con Múltiple Tamaños

Las subredes de la derecha necesitan 50 direcciones IP teniendo así 6 bits de host, para 26 − 2 = 62 direcciones disponibles por subred.

Los enlaces WAN necesitan sólo 2 IP, usan por tanto una máscara de 2 bits de host, para 22 – 2 = 2 direcciones disponibles por subred.

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