Subred para Cumplir con los Requisitos

Subred con Requisitos

Resumen

Si bien es bueno segmentar rápidamente una red en subredes, la red de su organización puede usar direcciones IPv4 públicas y privadas. Esto afecta la forma en que subredes tu red.

¡Bienvenido!: Este tema forma parte del Módulo 11 del curso de Cisco CCNA 1, para un mejor seguimiento del curso puede ir a la sección CCNA 1 para guiarte del índice.

1. Espacio de Direcciones IPv4 Privado versus Público

La imagen muestra una red empresarial típica:

  • Intranet: esta es la parte interna de la red de una empresa, accesible solo dentro de la organización. Los dispositivos en la intranet usan direcciones IPv4 privadas.
  • DMZ: forma parte de la red de la compañía que contiene recursos disponibles en Internet, como un servidor web. Los dispositivos en la DMZ usan direcciones IPv4 públicas.
IPv4 privado versus público

Espacio de direcciones IPv4 público y privado

El diagrama es una topología de red que muestra un Router en el centro con tres conexiones; uno para la Intranet de la empresa, uno para una DMZ y otro para Internet. A la izquierda está la Intranet con dispositivos que usan direcciones IPv4 privadas. En la parte superior, está la DMZ con dos servidores que usan direcciones IPv4 públicas. El Router está etiquetado como Router a Internet y tiene una conexión a la nube de Internet.

Tanto la intranet como la DMZ tienen sus propios requisitos y desafíos de subredes.


La intranet utiliza un espacio de direccionamiento IPv4 privado. Esto permite que una organización use cualquiera de las direcciones de red IPv4 privadas, incluido el prefijo 10.0.0.0/8 con 24 bits de host y más de 16 millones de hosts. El uso de una dirección de red con 24 bits de host hace que la división en subredes sea más fácil y más flexible. Esto incluye la división en subredes en un límite de octeto utilizando un / 16 o / 24.

Por ejemplo, la dirección de red privada IPv4 10.0.0.0/8 se puede dividir en subredes con una máscara /16. Como se muestra en la tabla, esto da como resultado 256 subredes, con 65.534 hosts por subred. Si una organización necesita menos de 200 subredes, lo que permite un cierto crecimiento, esto le da a cada subred más que suficientes direcciones de host.

Subredes 10.0.0.0/8 usando /16

Dirección de subred
(256 subredes posibles)
Rango de host
(65.534 posibles hosts por subred)
Transmitir
10.0.0.0 / 1610.0.0.1 – 10.0.255.25410.0.255.255
10.1.0.0 / 1610.1 0.1 – 10.1.255.25410.1.255.255
10.2.0.0 / 1610.2.0.1 – 10.2.255.25410.2.255.255
10.3.0.0 / 1610.3.0.1 – 10.3.255.25410.3.255.255
10.4.0.0 / 1610.4.0.1 – 10.4.255.25410.4.255.255
10.5.0.0 / 1610.5.0.1 – 10.5.255.25410.5.255.255
10.6.0.0 / 1610.6.0.1 – 10.6.255,25410.6.255.255
10.7.0.0 / 1610.7.0.1 – 10.7.255.25410.7.255.255
10.255.0.0 / 1610.255.0.1 – 10.255.255.25410.255 .255.255

Otra opción que utiliza la dirección de red privada IPv4 10.0.0.0/8 es la subred con una máscara /24. Como se muestra en la tabla, esto da como resultado 65.536 subredes, con 254 hosts por subred. Si una organización necesita más de 256 subredes, puede usar un /24 con 254 hosts por subred.

Subredes 10.0.0.0/8 usando /24

Dirección de subred
(65.536 subredes posibles)
Rango de host
(254 posibles hosts por subred)
Transmitir
10.0.0.0 / 2410.0.0.1 – 10.0.0.25410.0.0.255
10.0.1.0 / 2410.0.1.1 – 10.0.1.25410.0.1.255
10.0.2.0 / 2410.0.2.1 – 10.0.2.25410.0.2.255
10.0.255 .0 / 2410.0.255.1 – 10.0.255.25410.0.255.255
10.1.0.0 / 2410.1.0.1 – 10.1.0.25410.1.0.255
10.1.1.0 / 2410.1.1.1 – 10.1.1.25410.1.1.255
10.1.2.0 / 2410.1.2.1 – 10.1.2.25410.1.2.255
10.100.0.0 / 2410.100.0.1 – 10.100.0 0.25410.100.0.255
10.255.255.0 / 2410.255.255.1 – 10.2255.255.25410.255.255.255

El 10.0.0.0/8 también se puede dividir en subredes utilizando cualquier otro número de longitudes de prefijo, como /12, /18, /20, etc. Esto le daría al administrador de la red una amplia variedad de opciones. El uso de una dirección de red privada IPv4 10.0.0.0/8 facilita la planificación e implementación de subredes.

¿Qué pasa con la DMZ?

Debido a que estos dispositivos deben ser accesibles públicamente desde Internet, los dispositivos en la DMZ requieren direcciones IPv4 públicas. El agotamiento del espacio público de direcciones IPv4 se convirtió en un problema a partir de mediados de la década de 1990. Desde 2011, IANA y cuatro de cada cinco RIR se han quedado sin espacio de direcciones IPv4. Aunque las organizaciones están haciendo la transición a IPv6, el espacio de direcciones IPv4 restante sigue siendo muy limitado. Esto significa que una organización debe maximizar su propio número limitado de direcciones IPv4 públicas. Esto requiere que el administrador de la red subred su espacio de direcciones públicas en subredes con máscaras de subred diferentes, para minimizar el número de direcciones de host no utilizadas por subred. Esto se conoce como Máscara de subred de tamaño variable (VLSM).

2. Minimizar Direcciones IPv4 de Host No Utilizadas y Maximizar Subredes

Para minimizar la cantidad de direcciones IPv4 de host no utilizadas y maximizar la cantidad de subredes disponibles, hay dos consideraciones al planificar las subredes: la cantidad de direcciones de host requeridas para cada red y la cantidad de subredes individuales necesarias.

La tabla muestra los detalles para subredes a una red /24. Observa cómo hay una relación inversa entre el número de subredes y el número de hosts. Cuantos más bits se toman prestados para crear subredes, menos bits de host quedan disponibles. Si se necesitan más direcciones de host, se requieren más bits de host, lo que resulta en menos subredes.

El número de direcciones de host requeridas en la subred más grande determinará cuántos bits deben quedar en la porción de host. Recuerde que no se pueden usar dos de las direcciones, por lo que el número de direcciones utilizables se puede calcular como 2^n-2.

Subnetear una red /24

Longitud del prefijoMáscara de subredMáscara de subred en binario
(n = red, h = host)
# de subredes# de hosts por subred
/25255.255.255.128
nnnnnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.nhhhhhhh 
11111111.11111111.11111111.10000000
2126
/26255.255.255.192
nnnnnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.nnhhhhhh 
11111111.11111111.11111111.11000000
462
/27255.255.255.224
nnnnnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.nnnhhhhh 
11111111.11111111.11111111.11100000
830
/28255.255.255.240
nnnnnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.nnnnhhhh 
11111111.11111111.11111111.11110000
1614
/29255.255.255.248
nnnnnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.nnnnnhhh 
11111111.11111111.11111111.11111000
326
/30255.255.255.252
nnnnnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnhh 
11111111.11111111.11111111.11111100
642

Los administradores de red deben idear el esquema de direccionamiento de red para acomodar el número máximo de hosts para cada red y el número de subredes. El esquema de direccionamiento debe permitir un crecimiento tanto en el número de direcciones de host por subred como en el número total de subredes.

3. Ejemplo: Subredes IPv4 Eficientes

En este ejemplo, tu ISP ha asignado una dirección de red pública de 172.16.0.0/22 ​​(10 bits de host) a su sede central. Como se muestra en la imagen, esto proporcionará 1.022 direcciones de host.

Nota: 172.16.0.0/22 ​​es parte del espacio de direcciones privadas IPv4. Estamos utilizando esta dirección en lugar de una dirección IPv4 pública real.

Subredes IPv4 eficientes

Subredes IPv4 eficientes

El gráfico muestra el número de hosts proporcionados cuando se utiliza una red 172.16.0.0/22. La porción de red de la dirección en binario es: 10101100.00010100.000000. La porción del host en binario es: 00.00000000. La porción de host consta de 10 bits de host, por lo tanto, 2 a la potencia de 10 – 2 = 1,022 hosts.

La sede corporativa tiene una DMZ y cuatro sucursales, cada una necesita su propio espacio público de direcciones IPv4. La sede corporativa debe aprovechar al máximo su espacio limitado de direcciones IPv4.

La topología que se muestra en la imagen consta de cinco sitios; una oficina corporativa y cuatro sucursales. Cada sitio requiere conectividad a Internet y, por lo tanto, cinco conexiones a Internet. Esto significa que la organización requiere 10 subredes de la dirección pública 172.16.0.0/22 ​​de la compañía. La subred más grande requiere 40 direcciones.

Topología corporativa con cinco sitios

El diagrama es una topología de red corporativa con cinco sitios. En el medio está la nube ISP. Conectados a la nube hay cinco sitios, cada uno con un Router, varios servidores y los requisitos de direccionamiento IPv4 público. Los sitios son: sede corporativa con 40 direcciones; Branch 1 con 25 direcciones; Branch 2 con 30 direcciones; Branch 3 con 10 direcciones; y Branch 4 con 15 direcciones.

Topología con cinco sitios

Topología con cinco sitios

La dirección de red 172.16.0.0/22 ​​tiene 10 bits de host, como se muestra en la imagen. Debido a que la subred más grande requiere 40 hosts, se necesitan un mínimo de 6 bits de host para proporcionar direccionamiento a 40 hosts. Esto se determina utilizando esta fórmula: 2^6 – 2 = 62 hosts.

Esquema de subred

Esquema de subred

Esquema de subred

El uso de la fórmula para determinar las subredes da como resultado 16 subredes: 2^4 = 16. Debido a que la interconexión de redes de ejemplo requiere 10 subredes, esto cumplirá con el requisito y permitirá un crecimiento adicional.

Por lo tanto, los primeros 4 bits de host se pueden usar para asignar subredes. Esto significa que se tomarán prestados dos bits del tercer octeto y dos bits del cuarto octeto. Cuando se toman prestados 4 bits de la red 172.16.0.0/22, la nueva longitud del prefijo es /26 con una máscara de subred de 255.255.255.192.

Como se muestra en esta imagen, las subredes se pueden asignar a cada ubicación y conexiones de Router a ISP.

Asignaciones de subred a cada sitio e ISP

Asignación subred a cada sitio e ISP

Asignación subred a cada sitio e ISP

El diagrama muestra las asignaciones de subredes para una topología corporativa con cinco sitios conectados a una nube de ISP. Cada sitio muestra un Router conectado al ISP, varios servidores, los requisitos de direccionamiento IPv4 público y la dirección de subred asignada. A cada conexión entre el Router y el ISP también se le ha asignado una dirección de subred.

4. Packet Tracer: escenario de subredes

En esta actividad, se le asigna la dirección de red 192.168.100.0/24 a la subred y proporciona el direccionamiento IP para la red que se muestra en la topología. Cada LAN de la red requiere espacio suficiente para al menos 25 direcciones, lo que incluye dispositivos finales, así como el Swtich y el Router. La conexión entre R1 y R2 requerirá una dirección IP para cada extremo del enlace.

Glosario: Si tienes dudas con algún término especial, puedes consultar este diccionario de redes informáticas.

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