Cálculo de subredes

 Una red de ordenadores, o red informática, es un conjunto de equipos  informáticos conectados por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que comparten información (archivos), recursos (CD‐ROM, impresoras, etc.) y servicios (acceso a Internet, e‐mail, chat, juegos), etc.
 Cada uno de los equipos informáticos que componen la red se denomina "anfitrión" ("host", en inglés); no obstante, una red puede dividirse en varias redes más pequeñas si se considera necesario. Cada una de estas pequeñas redes que conforman el conjunto de una red se denominan "subred" ("subnet", en inglés).

  Para poder conectarse, cada dispositivo con interfaz de red, posee dos direcciones:

•   MAC: Identificador de 48 bits (6 bytes) que corresponde de forma única a una ethernet de red. Es individual, cada dispositivo tiene su propia dirección MAC determinada y configurada por el IEEE (los últimos 24 bits) y el fabricante (los primeros 24 bits) utilizando el OUI. Esta dirección recibe su nombre de las siglas de su nombre en inglés (Media Access Control).
•   IP: Número que identifica, de manera lógica y jerárquica, a una Interfaz en red (elemento de comunicación/conexión) de un dispositivo (ordenador, tableta, portátil, smartphone) que utilice el protocolo IP (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red del modelo TCP/IP.

   El cálculo necesario para la creación de subredes se centra en esta última.

CLASES DE DIRECCIONES IP

   Estas direcciones se componen de 32 bits divididos en 4 octetos de 8 bits cada uno. Un bit, o una secuencia de estos, determina la clase a la que pertenece la dirección IP.

  Cada clase determina una máscara de red predeterminada, un rango IP, la cantidad de redes y de anfitriones por red.

  Cada clase posee una máscara de red predeterminada (clase A: 255.0.0.0; clase B: 255.255.0.0; clase C: 255.255.255.0). Aquel direccionamiento que emplea la máscara de red por defecto se le llama "direccionamiento con clase" ("classful addressing", en inglés).

  Por lo tanto, el cálculo para crear subredes se realiza a partir de una red de clase A, B o C, y esta debe adaptarse a los requisitos de subredes y anfitriones de cada subred. Sin embargo, existe el error común de dividir una dirección de red sin clase, que ya pasó por ese proceso previamente; este tipo de direccionamiento se conoce como "direccionamiento sin clase" ("classless addressing", en inglés). De este modo, la clase de una dirección IP se define por su máscara de red, no por la propia dirección (si esta tiene su máscara predeterminada, pertenece a una de las 3 clases antes descritas, en caso contrario carece de ella).

LA MÁSCARA DE RED

  La máscara de red se compone de dos partes:

•   Porción de red: Cuando se trata de una red de clase, la cantidad de bits "1" de esta porción indican la dirección de red (parte de la dirección IP común a todos los anfitriones de esa red). Si no es una red de clase, la parte de la máscara de red cuyos octetos sean todos bits "1" indicarán la dirección de red, y los bits "1" restantes son los que se modificarán para generar las diferentes subredes en la dirección IP, siendo comunes sólo en los anfitriones pertenecientes a esa subred. Por otra parte, en ambos casos, la suma de bits "1" de la porción de red determina el prefijo que se suele poner tras una dirección IP ("/8", "/16", "/24"...).
•   Porción de anfitrión: Es la cantidad de bits "0" en la porción de anfitrión de la máscara, e indican que parte de la dirección de red se emplea para asignar direcciones de anfitrión (parte de la dirección IP que cambiará según se vayan asignando direciones a los anfitriones).

  

CALCULANDO LA SUBRED

    El cálculo manual de subredes se realizará en tres pasos:

1.   Adaptar la  máscara de red predeterminada a las subredes.
2.   Obtener la cantidad de anfitriones por subred.
3.   Obtener el rango de subredes.

Adaptar la  máscara de red predeterminada a las subredes

 Se empleará la fórmula 2ⁿ ("n" es la cantidad de bits que se deben quitar de la porción de anfitrión) para adaptar la máscara de red por defecto a la subred. El resultado de esta fórmula debe ser igual o mayor al número de subredes que se desean calcular. Puede verse la máscara adaptada en un recuadro similar al siguiente:

  Para llegar a la máscara de red adaptada, se agregan los bits sustraídos de la porción de anfitrión a la máscara predeterminada de la clase a la que pertenezca la red, sustituyéndolos por "1", a la misma. A continuación, se suman los valores del número de redes correspondientes a los bits robados, teniendo en cuenta que ese valor se incrementa de derecha a izquierda según la posición del bit (por ejemplo, si se sustraen los siguientes bits de la porción de anfitrión: 111111, los valores del nº de redes correspondiente serían, de derecha a izquierda: 4, 8, 16, 32, 64, 128; la suma daría 252).

Obtener la cantidad de anfitriones por subred

  Con la máscara de red adaptada común a todas las subredes y anfitriones que componen la red, se deben obtener estos últimos. Se comenzará desde la porción de anfitrión de la dirección IP de red (la que termina en "0"). Sobre dicha porción se emplea la fórmula 2^m - 2 {"m" es el número de bits "0" disponibles en la porción de anfitrión; se resta 2 porque representan la primera y última direcciones IP de la subred [la 1ª dirección es la propia de la subred y la última es la de difusión ("broadcast", en inglés)]}. Los bits "0" representados por "m" serán los que se utilicen para asignar los anfitriones a las subredes.

Obtener el rango de subredes

  Se utiliza la porción de red de la dirección IP alterada al adaptar la máscara de red. Hay que modificar los bits añadidos en el octeto apropiado según la clase de dirección IP que se trate en dicha dirección IP cambiada (son bits "0", y variarán según se vayan asignando las subredes). El modo más sencillo de obtener el rango de subredes consiste en restar a 256 el número de la máscara de subred adaptada, lo que dará como resultado el rango entre cada subred.

  Por ejemplo, si se pretende calcular manualmente 4 subredes con 50 anfitriones cada una a partir de la dirección de red de clase c 192.168.1.0 /24, se utilizará la máscara predeterminada 255.255.255.0 (en binario es 11111111.11111111.11111111.00000000). A esta máscara se le aplicará la fórmula 2ⁿ para adaptarla a la subred, y el resultado no puede ser menor que 4 (nº de subredes).

  Al coger los dos bits de la porción de anfitrión y transformarlos en "1", se deben sumar 64 y 128, dando 192. La máscara de red adaptada sería 255.255.255.192 /26.

  La dirección IP de red es 192.168.1.0 (en binario es 11000000.10101000.00000001.00000000), y es necesario que tenga 50 anfitriones cada subred. Desde los seis "0" de la porción de anfitrión, se puede aplicar la fórmula  2^m - 2, en este caso es  2⁶ - 2 = 62 anfitriones por subred.

  El rango de subredes se obtiene a partir de los bits "0" añadidos a la máscara de red en el cuarto octeto. Se resta 192 a 256, obteniendo el rango entre cada subred de 64.

  Existen, sin embargo, programas para realizar estos cálculos. Algunos de ellos son en línea (por ejemplo, ver siguiente enlace), mientras que otros son programas instalables (IP Subnet Calculator, Bitcricket IP Calculator, o TechExams.net- IP subnet calculator, por ejemplo).

  Aguardo que la presente entrada haya sido del gusto del lector. Si es así, espero que la comente y/o la comparta, por favor.