Redes sin clase. La máscara de subred

A medida que la joven Internet comenzó a crecer de manera espectacular, surgieron problemas con el esquema de direccionamiento original que utilizabas clases de direcciones IP. La mayoría de compañías optaron por solicitar direcciones de clase B, ya que las de clase C sólo permitían direccionar 254 dispositivos, lo que provocó que las direcciones de clase B se agotaran rápidamente.

A mediados de 1990 se inició el desarrollo del protocolo IP versión 6 que utiliza 128 bits para direccionamiento IP, pero se reconoció que se necesitarían muchos años antes de que fuera posible la implementación generalizada de IPv6.

Con el fin de extender la vida de IPv4 hasta que el nuevo IPv6 se pudiera implantar, era necesario adoptar un nuevo enfoque para hacer frente al direccionamiento de dispositivos IPv4. Este nuevo sistema implica la eliminación de la noción de clases de direcciones, creando un nuevo esquema de direccionamiento sin clases llamado enrutamiento entre dominions sin clase, Classless Inter-Domain Routing (CIDR).

La principal mejora que introdujo el CIDR fue abandonar la rigidez de las clases de direcciones IP. CIDR permite emplear un número de bits variable para la parte de red y de equipos de una dirección IP a diferencia que el direccionamiento IP con clase que sólo permite utilizar para la parte de la red 8, 16 o 24 bits.

Para poder asignar cualquier tamaño de bits para la parte de red se definió la máscara de subred que consiste en un número de 32 bits con la parte de red colocada a 1 y la parte de host colocada a 0.

Un ejemplo de máscara de subred sería:

11111111 11111111 11111100 00000000

Que en notación decimal punteada sería 255.255.252.0. Esta máscara indica que la subred utiliza 22 bits para la parte de red y 10 bits para direccionar equipos, lo que nos da 2^10^ – 2 = 1022 equipos que podemos direccionar.

Un ejemplo de dirección IP expresada en notación CIDR que los routers reconocen es 190.34.121.123/22 donde 22 indica el número de unos de la máscara de subred y, permite por tanto a los routers saber la parte de red de la dirección IP y poder por tanto decidir como encaminar el paquete.

Para averiguar la dirección de red de una dirección IP en notación CIDR, la operación que se hace es la siguiente:

• A la dirección en formato binario, los bits que corresponden a las posiciones en las que hay un 1 en la máscara de red se les mantiene su valor actual
• A aquellos en los que la máscara vale 0 se ponen a 0.

Si lo que queremos es averiguar la dirección de broadcast de la red a la que pertence la dirección IP lo que hacemos es: - Mantener en su valor actual los dígitos binarios de la dirección IP en los que la máscara vale 1 y - Poner a 1 los dígitos en los que la máscara de subred vale 0.

Por ejemplo, para la dirección 190.34.121.123/28 pasada a binario sería:

10111110 00100010 01111001 01111011`

La máscara de subred en binario y octal punteada sería:

11111111 11111111 11111111 11110000

Si dejamos como están los bits que en la máscara están a 1 y ponemos a 0 los bits que en la máscara son 0 obtenemos la dirección de red a la que pertenece el equipo:

10111110 00100010 01111001 01110000

Por lo tanto la dirección de red es 190.34.121.112

Subredes

A medida que las redes fueron creciendo y la tecnología mejorando los administradores de redes se dieron cuenta de que mejoraba el rendimiento si se dividían las redes grandes en redes LAN pequeñas que se comunicaban entre si mediante Routers. Sin embargo en el direccionamiento IP sólo tenemos una parte de la dirección para la red y el resto para los equipos.

Para evitar este problema surge el concepto de subred o subnetting. Lo que se hace es utilizar bits de la parte de host para asignárselos a la parte de red y así conseguir que los routers dentro de una misma organización puedan definir diferentes subredes en el conjunto de la red.

Para realizar esta asignación se utiliza la máscara de subred.

Lo que se consigue mediante la máscara de subred es ampliar la parte de dirección de red de una dirección IP. El número de bits que podremos coger dependerá del número de subredes que queramos construir.

Hemos de tener en cuenta que siempre debemos dejar al menos 2 bits para la parte del host, para poder direccionar al menos 2 equipos en una red.

Uno de los inconvenientes que tiene el subnetting es que por cada subred creada se pierden dos direcciones que se emplean para la dirección de red y de difusión de la subred.

Caso práctico

Imaginemos que en una red con dirección 199.134.3.0/24 queremos montar 5 subredes

¿Cuantos bits le tenemos que quitar a la parte de host para crearlas?

2 bits -> 4 valores posibles - no es suficiente 3 bits -> 8 valores posibles - podremos hacer 5 subredes y quedarán 3 sin usar

¿De cuantos bits será nuestra máscara de red?

A los 24 bits que tenía le añadimos 3 que le quitamos a la parte de host

24+3 = 27 bits

¿Cuál sería el valor de la máscara en formato decimal punteado?

11111111 11111111 11111111 11100000

255.255.255.224

¿Cuantos hosts como máximo podremos conectar a cada una de las subredes?

Con 5 bits que tenemos para direccionar hosts -> 2^5^ - 2 = 30 hosts

¿Cuáles podrían ser las direcciones de red de las 5 subredes que necesitamos?

Subred 0 - 11000111 10000110 00000011 00000000 - 199.134.3.0/27

Subred 1 - 11000111 10000110 00000011 00100000 - 199.134.3.32/27

Subred 2 - 11000111 10000110 00000011 01000000 - 199.134.3.64/27

Subred 3 - 11000111 10000110 00000011 01100000 - 199.134.3.96/27

Subred 4 - 11000111 10000110 00000011 10000000 - 199.134.3.128/27

¿Cuáles serían las direcciones de difusión de cada una de las subredes?

Subred 0 - 11000111 10000110 00000011 00011111 - 199.134.3.31

Subred 1 - 11000111 10000110 00000011 00111111 - 199.134.3.63

Subred 2 - 11000111 10000110 00000011 01011111 - 199.134.3.95

Subred 3 - 11000111 10000110 00000011 01111111 - 199.134.3.127

Subred 4 - 11000111 10000110 00000011 10011111 - 199.134.3.159

Si a un router de esta organización le llega la dirección IP 199.134.3.72/27. ¿A qué subred pertenece?

Para averiguarlo aplicamos la mascara de subred a la dirección manteniendo igual los bits a 1 de la máscara y poniendo a 0 los bits de la dirección en los que la IP está a cero.

11000111 10000110 00000011 01001000 - 199.134.3.72
11111111 11111111 11111111 11100000 - 255.255.255.224 -  
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11000111 10000110 00000011 01000000 - 199.134.3.64

Pertenece a la subred 199.134.3.64/27