Qué es el Subnetting, Vlsm y CIDR ?

Qué es el Subnetting, Vlsm y CIDR ?

   junio 29, 2011       Moderador

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Qué es el Subnetting, Vlsm y CIDR ?

VLSM es una técnica introducida en 1987 por la IETF en la RFC 1009 con el objetivo de brindar mayor flexibilidad a la aplicación de subredes.
La implementación de VLSM permite a una organización dividir un único sistema autónomo utilizando más de una máscara de subred, generando de esta manera subredes de diferente tamaño dentro de la misma red.
De este modo una red puede ser dividida en subredes de diferentes tamaños según las necesidades, e incluso crear subredes de sólo 2 puertos para los enlaces WAN (con máscaras de 30 bits).
El principio básico es el siguiente:


En los sistemas tradicionales o classful:

• Una red se divide en múltiples subredes.
• Cada subred es un dominio de broadcast.
• Todos los puertos de un dominio de broadcast tienen la misma máscara de subred.
• Todos los dominios de broadcast de una red (subredes) utilizan la misma máscara de subred.
• El enrutamiento en estos sistemas se puede realizar utilizando rutas estáticas o protocolos de enrutamiento dinámico classful (RIP v1).

En los sistemas classless que implementan VLSM:

• Una red se divide en múltiples subredes.
• Cada subred es un dominio de broadcast.
• Todos los puertos de un dominio de broadcast tienen la misma máscara de subred.
• Todos los dominios de broadcast de una red (subredes) pueden utilizar la misma o diferentemáscara de subred.
• El enrutamiento en estos sistemas se puede realizar utilizando rutas estáticas o protocolos de enrutamiento dinámico tanto classful como classless (RIP v2, EIGRP, OSPF).

Para implementar VLSM se deben tener en cuenta algunos requisitos:Es imprescindible utilizar protocolos de enrutamiento que en sus actualizaciones incluyan no sólo la dirección de red, sino también la máscara de subred. Son los denominados protocolos de enrutamiento classless. Todos los routers de la red deben implementar un algoritmo de enrutamiento consistente, que busque la mayor coincidencia en la máscara de subred. Para que la red pueda beneficiarse con la agregación de rutas, es importante tener muy en cuenta el diseño topológico junto al diseño lógico.

El subneting es una colección de direcciones IP que permiten definir él numero de redes y de host que se desean utilizar en una subred determinada; el Vlsm es una técnica que permite dividir subredes en redes más pequeñas pero la regla que hay que tener en consideración siempre que se utilice Vlsm es que solamente se puede aplicar esta técnica a las direcciones de redes/subredes que no están siendo utilizadas por ningún host, VLSM permite crear subredes mas pequeñas que se ajusten a las necesidades reales de la red (los routers que utilizan protocolos de enrutamiento ‘sin clase’ como RIPV2 y OSPF pueden trabajar con un esquema de direccionamiento IP que contenga diferentes tamaños de mascara, no así los protocolos de enrutamiento ‘con clase’ RIPV1 que solo pueden trabajar con un solo esquema de direcciones IP, es decir una misma mascara para todas las subredes dentro de la RED-LAN) y por ultimo tenemos el CIDR(Resumen de Rutas) que es la simplificación de varias direcciones de redes o subredes en una sola dirección IP Patrón que cubra todo ese esquema de direccionamiento IP.

Ejemplo de Subnetting y Vlsm, obtener Subredes y Host x Subred:

Antes de entrar de lleno en el estudio de las técnicas de subnetting quiero indicar que existen 2 tipos de direcciones IP: Publicas y Privadas, las IP públicas son utilizadas para poder comunicarse a través del Internet y son alquiladas o vendidas por los ISP(Proveedores de Servicios de Internet) y las IP-Privadas son utilizadas para construir un esquema de direccionamiento interno de la red LAN y no pueden ser 

utilizadas para enviar trafico hacia el Internet.

Valores por defecto para los diferentes tipos de RED(IP Privadas):

CLASE A: (10.0.0.0 a 10.255.255.255)

Net_ID 8, Host_ID 24, Mask : 255.0.0.0; Ejemplo: 10.0.0.0

CLASE B: (172.16.0.0 a 172.31.255.255)

Net_ID 16, Host_ID 16, Mask : 255.255.0.0; Ejemplo: 172.17.0.0

CLASE C: (192.168.0.0 a 192.168.255.255)

Net_ID 24, Host_ID 8, Mask : 255.255.255.0; Ejemplo: 192.168.18.0

Valores por defecto para los diferentes tipos de RED(IP Públicas):

CLASE A: (0 – 127, 127 – Dirección de LoopBack)

Net_ID 8, Host_ID 24, Mask : 255.0.0.0; Ejemplo: 11.0.0.0

CLASE B: (128 – 191)

Net_ID 16, Host_ID 16, Mask : 255.255.0.0; Ejemplo: 172.15.0.0

CLASE C: (192 – 223)

Net_ID 24, Host_ID 8, Mask : 255.255.255.0; Ejemplo: 192.25.18.0

Dir_IP: 192.10.20.64/28(Clase C).

Bueno en primer lugar debemos tener en consideración que las redes de clase ‘C’ tienen 24 bits como Net_ID y 8 bits para el Host_ID pero en este caso se esta creando una subred con 4 bits; el desarrollo es el siguiente:2(4)-2 = 14 Subredes validas, 2 subrds. 1Dir_IP y 1Broadcast, total 16. 2(4)-2 = 14 Host validos por subred. Identificando el paso de las subredes de esta serie /28. Los avances o saltos para obtener la siguiente dirección de red se basan en los bits restantes del octeto del Host_ID, en este caso seria 11110000, 2(4)=16. Ej: 192.10.20.64/28, IP utilizables : 192.10.20.65 – 192.10.20.78 192.10.20.80/28, IP utilizables : 192.10.20.81 – 192.10.20.94 192.10.20.96/28, IP utilizables : 192.10.20.97 – 192.10.20.110

Identificando la Dirección de Red y la Dirección de Broadcast: 192.10.20.64/28

Dirección de Red : 192.10.20.64

Direcciones Validas : 192.10.20.65 hasta 192.10.20.78

Dirección de BroadCast : 192.10.20.79

La dirección de RED y de BROADCAST no se puede asignar a una dirección de HOST  ya que invalida la red.

Subnetting:

1. Dirección IP: 172.20.0.0/21

VLSM : 172.20.11111000.00000000

Mascara : 255.255.248.0

Subredes : 2(5bits)-2 = 30 Redes Validas.

Host por Subred : 2(11bits)-2 = 2046 Host Validas/Red.

Rango de las Redes, el paso para las subredes siguientes es: 2(3)=8; se cogen los bits restantes del octeto que pertenece al Host_ID.172.20.0.0/21  172.20.8.0/21   172.20.16.0/21...248.

2. Dirección IP: 172.20.0.0/23

VLSM : 172.20.11111110.00000000

Mascara : 255.255.254.0

Subredes : 2(7bits)-2 = 126 Redes Validas.

Host por Subred : 2(9bits)-2 = 510 Host Validas/Red.

Rango de las Redes, el paso para las subredes siguientes es: 2(1)=2; se cogen los bits restantes del octeto que pertenece al Host_ID. 172.20.0.0/21    172.20.2.0/21      172.20.4.0/21...127.

Ejercicios fáciles de subredes con VLSM 

El problema

Dada la red 192.168.0.0/24, desarrolle un esquema de direccionamiento que cumpla con los siguientes requerimientos. Use VLSM, es decir, optimice el espacio de direccionamiento tanto como sea posible.1. Una subred de 20 hosts para ser asignada a la VLAN de Profesores

2. Una subred de 80 hosts para ser asignada a la VLAN de Estudiantes

3. Una subred de 20 hosts para ser asignada a la VLAN de Invitados

4. Tres  subredes de 2 hosts para ser asignada a los enlaces entre enrutadores.

Solución

Ordeno las subredes en orden decreciente: 80, 20, 20, 2, 2, 2. Para 80 hosts necesito 7 bits (2^7=128, menos red y broadcast 126 hosts máx.), por lo tanto el prefijo de subred del primer bloque sería /25 (8-7=1; 24+1=25) Tomando la subred cero, la primera dirección de subred sería 192.168.0.0/25, broadcast 

192.168.0.127, por lo tanto el rango asignable sería .1 hasta .126.

Para 20 hosts necesito 5 bits (2^5=32, es decir 30 hosts máx.). Prefijo: /27 (8-5=3, 24+3=27); Dir. de red: 192.168.0.128/27, broadcast 192.168.0.159. Rango asignable .129-.158.

La siguiente subred es del mismo tamaño y el prefijo es el mismo. Dir. de red: 192.168.0.160/27 , broadcast 192.168.0.191, rango .161-.190.

Los enlaces entre enrutadores sólo necesitan 2 bits (2^2=4, es decir 2 hosts máx) por lo tanto el prefijo debe ser /30 (8-2=6, 24+6=30). Dir. de enlace 1: 192.168.0.192, dir. de broadcast en enlace 1: 192.168.0.195, rango .193-.194.  Dir. enlace 2: 

192.168.0.196/30, broadcast en enlace 2: 192.168.0.199, rango .197-.198. Dir. enlace 3: 

192.168.0.200/30, broadcast enlace 3: 192.168.0.203, rango: .201-.202.