Subredes IPv4: problemas de práctica con soluciones paso a paso

1Qué es una subred

Cada dispositivo de una red IPv4 tiene una dirección IP, por ejemplo 192.168.10.37. Tiene 32 bits de longitud y se escribe como cuatro números del 0 al 255. Cada número es un byte, llamado octeto.

Una dirección tiene dos partes. La primera parte indica en qué red está el dispositivo. La segunda indica qué host (dispositivo) es dentro de esa red.

Piensa en una dirección postal: el nombre de la calle es la red, el número de la casa es el host.

Una subred es una de esas redes. Dividir una red grande en subredes mantiene el tráfico local y permite a un administrador dar a cada departamento su propio rango.

El prefijo indica dónde está la división. En 192.168.10.37/24 los primeros 24 bits son la parte de red, y los últimos 8 bits son la parte de host.

2Prefijo, máscara y número de hosts

La misma división puede escribirse como una máscara de subred: 32 bits con 1 en la parte de red y 0 en la parte de host, escrita como una dirección.

Una máscara /24 son 24 unos y 8 ceros: 255.255.255.0. Una máscara /16 es 255.255.0.0.

Cuando el prefijo termina dentro de un octeto, ese octeto tiene activados los primeros bits. Estos son los únicos valores que puede tener un octeto de máscara:

• 1 bit: 128. 2 bits: 192. 3 bits: 224. 4 bits: 240.
• 5 bits: 248. 6 bits: 252. 7 bits: 254. 8 bits: 255.

Ejemplo: /27 es 24 + 3 bits, así que la máscara es 255.255.255.224.

Con h bits de host hay 2^h direcciones. Dos de ellas no se pueden asignar a un dispositivo: la primera es la dirección de red y la última es la dirección de difusión (broadcast).

Para /24: 2⁸ − 2 = 254 hosts utilizables. Para /27: 2⁵ − 2 = 30.

Las listas de acceso usan una máscara wildcard, la inversa de la máscara de subred: cada octeto es 255 menos el octeto de la máscara. Para /27 es 0.0.0.31.

3El método paso a paso

Hosts y máscaras:

1. Halla los bits de host: h = 32 − p.
2. Hosts utilizables: H = 2^h − 2.
3. Para pasar de una máscara a un prefijo, cuenta los bits a 1: 255 son 8, 224 son 3, y así sucesivamente.

Dividir una red:

1. Necesitas N subredes. Toma prestado de la parte de host el menor número de bits n con 2ⁿ ≥ N.
2. El nuevo prefijo es el prefijo antiguo más n.
3. Cada subred tiene 2^{(32 − nuevo prefijo)} − 2 hosts utilizables.
4. Para que quepan h hosts en una subred, halla el menor número de bits de host con 2^bits − 2 ≥ h.

El rango de una dirección:

1. Encuentra el octeto donde termina el prefijo. Su tamaño de bloque es 256 menos el octeto de la máscara.
2. La dirección de red es el mayor múltiplo del tamaño de bloque que no supera el octeto de la dirección.
3. La dirección de difusión es la dirección de red más el tamaño de bloque menos 1.
4. Los hosts utilizables son todo lo que hay en medio: red + 1 hasta difusión − 1.

4Un ejemplo resuelto

Sigue cada paso. Intenta adivinar el siguiente antes de abrirlo.

5Hallar el rango de una dirección

Toma el host 10.20.130.90/27. El prefijo termina en el cuarto octeto, y la máscara es 255.255.255.224.

Las subredes del cuarto octeto empiezan en 0, 32, 64, 96, … El octeto de la dirección, 90, está entre 64 y 95.

• Dirección de red: 10.20.130.64.
• Dirección de difusión: 64 + 32 − 1 = 95, es decir 10.20.130.95.
• Hosts utilizables: de 10.20.130.65 a 10.20.130.94.

Cuando el prefijo termina en el tercer octeto, por ejemplo /20, los mismos pasos funcionan con el tercer octeto. El cuarto octeto es entonces 0 para la red y 255 para la difusión.

6Errores frecuentes

• Olvidar el −2. La dirección de red y la de difusión no son hosts utilizables.
• Usar el prefijo como número de bits de host. Los bits de host son 32 − p.
• Tomar prestados demasiados bits. Toma el menor n que dé suficientes subredes.
• Calcular el tamaño de bloque en el octeto equivocado. Usa el octeto donde termina el prefijo.
• Tomar la propia dirección como dirección de red. Redondea hacia abajo a un múltiplo del tamaño de bloque.

7Cómo son las preguntas de examen

• Fácil: hosts por subred. Hosts utilizables para un prefijo, la máscara de un prefijo, el prefijo de una máscara, o una máscara wildcard.
• Medio: dividir una red. Cuántas subredes de un prefijo dado caben, cuántos bits tomar prestados y los hosts por subred, o la subred más pequeña para un número de hosts.
• Difícil: rangos de direcciones. La dirección de red, de difusión o la última utilizable de un host, una ruta resumen para varias redes, o la asignación VLSM.

Para una ruta resumen, escribe en binario el octeto que cambia y cuenta cuántos bits iniciales comparten todas las redes.

En VLSM, da primero su subred a la LAN más grande, luego la siguiente justo después de ella, cada una con su propio prefijo.