El Subnetting para sacar el máximo partido a tu red

Internet es, al igual que toda red informática, una conexión de muchos ordenadores que se comunican entre sí. Desde hace tiempo es imprescindible subdividir la red en diversas subredes, pero para entender qué es el subnetting —la división de una red—, por qué se lleva a cabo y cómo se puede calcular una máscara de subred, es conveniente aclarar algunos conceptos básicos de las redes informáticas.

¿Cómo se establece la comunicación en una red?

Ya desde 1981 Internet funciona tomando como base el llamado Internet Protocol (IP), que consiste en un protocolo de red que regula las vías de transporte de los participantes en las redes. Para enviar un paquete de datos en una red, el emisor debe conocer la dirección IP del receptor.

En la dirección IP se ocultan el Net ID y el Host ID, que permiten la identificación de la red correspondiente y, en ella, del host, que puede ser un PC o una impresora de red. Mediante estos datos, el router tiene la capacidad de transmitir paquetes de datos a los destinatarios correctos.

Los ordenadores solo pueden entender ceros y unos: trabajan así en un sistema numérico binario, motivo por el que las direcciones IP también se construyen siguiendo este principio. El sistema IPv4 utilizado hasta la fecha está compuesto por 32 bits, es decir, por 32 ceros o unos, pero para que esto sea más sencillo y para ahorrar espacio, las direcciones IP se representan siguiendo el formato “dot-decimal notation”, es decir, de forma decimal y divididas por puntos, como indica el ejemplo 192.168.88.3.

Decimal 192 168 88 3
Binario 11000000 10101000 01011000 00000011

Cada posición se corresponde con una potencia de dos. El hecho de si esta se agrega o no a la suma, se mostrará mediante 1 o 0, lo que significa:

1 * 2^7 + 1 * 2^6 + 0 * 2^5 + 0 * 2^4 + 0 * 2^3 + 0 * 2^2 + 0 * 2^1 + 0 * 2^0 = 128 + 64 = 192

Este formato permite obtener un número ilimitado de direcciones posibles, pero, para mayor exactitud, se pueden asignar 232direcciones, o lo que es lo mismo 4.294.967.296. Puede que a priori el número sea muy elevado, pero estas direcciones se consumen mucho más rápido de lo que se piensa. Esto hizo que se introdujera el subneteo (subnetting) ya en 1985.

¿Qué es el subnetting?

Definido de la forma más simple, el término subnetting hace referencia a la subdivisión de una red en varias subredes. El subneteo permite a los administradores de red, por ejemplo, dividir una red empresarial en varias subredes sin hacerlo público en Internet. Esto se traduce en que el router que establece la conexión entre la red e Internet se especifica como dirección única, aunque puede que haya varios hosts ocultos. Así, el número de hosts que están a disposición del administrador aumenta considerablemente.

Con la aparición de IPv6, que abarca 128 bits y reemplazará a la versión IPv4 en los próximos años, las direcciones IP ausentes ya no tendrán un papel principal para la creación de subredes.

Nota

debido a que las direcciones IPv6 con 128 bits en forma decimal son muy largas se muestran en formato hexadecimal. Asimismo, los bloques de bits que solo contienen ceros aparecen vacíos en la notación: 2001:620::211:24FF:FE80:C12C. Si quieres obtener más información al respecto, visita nuestra guía sobre la versión 6 del protocolo de Internet.

Los motivos para el subneteo de redes son múltiples. Las subredes funcionan de manera independiente las unas de las otras y la recogida de los datos se lleva a cabo con mayor celeridad. ¿Cuál es el motivo para ello? El subnetting hace que la red adquiera una mayor claridad. El denominado broadcast, en el que los participantes envían datos a toda la red, se lleva a cabo de manera descontrolada a través de subredes pero, por medio de subnets, el router envía los paquetes de datos al destinatario específico. Si los emisores y los receptores se encuentran en la misma subred, los datos se pueden enviar directamente y no tienen que desviarse. 

Cuando se introdujo el protocolo de Internet, la Internet Engineering Task Force (IETF) estableció las cinco clases de direcciones IP A, B, C, D y E. Cada una de estas clases puede identificarse por medio del rango de direcciones en el que se encuentran.

Clase A Clase B Clase C Clase D Clase E
0.0.0.0 - 127.255.255.255 128.0.0.0 - 191.255.255.255 192.0.0.0 - 223.255.255.255 224.0.0.0 - 239.255.255.255 240.0.0.0 - 255.255.255.255

La clase determina el número de direcciones de red que están disponibles y la cantidad de hosts que albergan las respectivas redes. En la clase A, el primer bloque numérico (también denominado octeto porque un bloque está compuesto por 8 bits) está reservado para la dirección de red y los tres últimos están disponibles para los ID de los hosts, lo que significa que hay pocas redes pero muchos hosts. En la clase B, los primeros dos bloques son responsables de los Net ID, lo que da como resultado más redes pero menos hosts. La clase C solo alberga el último octeto para las direcciones de hosts restantes. Por su parte, los rangos de direcciones de las clases D y E están reservados y no se pueden adjudicar.

Nota

desde 1993 las clases ya no son relevantes para el tamaño de las redes, pero debido a que el subneteo fue introducido en el año 1985 y estaba pensado como solución al problema del limitado tamaño de red, es importante entender el sistema. En la actualidad Internet se basa en el principio del Classless Inter-Domain Routing (CIDR), en español “enrutamiento entre dominios sin clases” y, en este caso, no se tiene en cuenta el tamaño de la red en la dirección IP.

¿Cómo funciona el subnetting?

En el subnetting o subneteo se toman bits del ID del host “prestados” para crear una subred. Con solo un bit se tiene la posibilidad de generar dos subredes, puesto que solo se tiene en cuenta el 0 o el 1. Para un número mayor de subredes se tienen que liberar más bits, de modo que hay menos espacio para direcciones de hosts. Cabe remarcar en este caso que tanto las direcciones IP de una subred como aquellas que no forman parte de ninguna tienen la misma apariencia y los ordenadores tampoco detectan ninguna diferencia, de ahí que se creen las llamadas máscaras de subred. Si se envían paquetes de datos de Internet a la propia red, el router es capaz de decidir mediante esta máscara en qué subred distribuye los datos.

Como ocurre con las direcciones de IPv4, las máscaras de red contienen 32 bits (o 4 bytes) y se depositan en la dirección como una máscara o una plantilla. Una típica máscara de subred tendría la siguiente apariencia: 255.255.255.128

Consejo

tanto la dirección IP como la máscara de subred pueden encontrarse en Windows a través del símbolo del sistema y del comando ipconfig.

Esto también puede representarse de forma binaria: 11111111.11111111.11111111.10000000

A continuación creamos la comparación AND lógica:

Dirección IP

11000000

10101000

01011000

00000011

Máscara de subred

11111111

11111111

11111111

10000000

Comparación AND

11000000

10101000

01011000

00000000

Para la comparación se supone que la combinación de dos unos en la misma posición vuelve a dar un uno como resultado. El resto de comparaciones (1/0, 0/1 y 0/0) dan 0 como resultado. (Esta comparación no es un proceso en el que tú seas el único participante, sino que el router también realiza los cálculos).  

La comparación AND arroja la dirección de red. Para la dirección del host se tienen en cuenta todas las posiciones que aparecen en el lado derecho de los ceros, como en nuestro ejemplo:

                Dirección IP:         192.168.88.3

                Net ID:                 192.168.88.0

                Host ID:                0.0.0.3

Nota

en una subred se utilizan tanto la primera como la última dirección IP de forma limitada. La primera dirección IP (en la parte del host solo tiene ceros) se establece como dirección de red. La última dirección (255 en la parte del host) se utiliza como dirección de broadcast. Por consiguiente, se puede asumir que, con respecto al número de direcciones disponibles, siempre hay dos hosts menos.

¿Cómo se calcula una máscara de red?

Ya hemos explicado cuáles son las conclusiones que se pueden extraer de las direcciones IP y de las máscaras de red. Sin embargo, de manera habitual, los administradores de red se enfrentan a otro problema: dados la dirección de red y el número de hosts que debe alojar la subred, el administrador debe calcular una máscara de subred que permita suficientes hosts. Para ello utiliza la fórmula x = 2^n - 2.

Puesto que se trata de un sistema binario, el cálculo se hará con potencias de dos. n hace referencia al número de bits que son iguales a cero en la máscara de red. A continuación, se resta el valor 2 para hacer desaparecer las direcciones de broadcast y de red y X arroja como resultado los hosts posibles.

Si, por ejemplo, un administrador de red tiene que alojar 150 ordenadores en su red, en primer lugar buscará la potencia más elevada de 2, donde 27 no se tiene en cuenta, ya que 128 es un número muy bajo. Por ello, escogerá 28-2, es decir, 254 hosts. Los últimos 8 bits de la máscara de red son, por lo tanto, 0.

Binario

11111111

11111111

11111111

00000000

Decimal

255

255

255

0

Con la máscara de subred 255.255.255.0 se pueden liberar suficientes hosts.

También debe tenerse en cuenta que solo deben crearse subredes tomando bits prestados de la parte del host de izquierda a derecha. De ello se deduce la estructura ordenada de la máscara de subred y el hecho de que solo puedan utilizarse nueve valores diferentes en un octeto:

Binario

Decimal

00000000

0

10000000

128

11000000

192

11100000

224

11110000

240

11111000

248

11111100

252

11111110

254

11111111

255

Nota

es común que las máscaras de subred se presenten a través de un sufijo: en lugar de mencionar la dirección IP y la máscara de subred de manera individual, también se puede indicar la cantidad de unos como complemento para la dirección IP. En nuestro ejemplo inicial esto aparece reflejado como: 192.168.88.3 / 25

¿Por qué es tan importante el subnetting?

Las secuencias numéricas, las conversiones binarias y las comparaciones lógicas tienen un efecto disuasorio. Sobre todo en el contexto de la transición a IPv6 muchos se preguntan si realmente merece la pena. La respuesta es claramente afirmativa. Esto es lo que hace que el subneteo también sea relevante para el futuro:

  • Ampliación del rango de direcciones dentro de una red: el subnetting permite que el administrador de redes pueda decidir el tamaño que tendrán sus redes.
  • Conexión rápida entre los hosts y las subredes: los paquetes de datos llegan directamente del emisor al receptor y, en principio, no se transmiten por toda la red a través del router.
  • Mejor organización lógica de losparticipantes en la red: para obtener una visión más completa de los hosts, es conveniente hacer una segmentación de los mismos por departamentos o en función de criterios locales (edificios y plantas diferentes).
  • Mayor grado de seguridad: si un participante de la red es víctima de un ataque externo, la amenaza se extiende rápidamente a toda la red. El subneteo permite a los administradores de redes aislar las subredes mucho más fácilmente.
Hecho

el supernetting es el proceso contrario al subnetting y consiste en la combinación de varias redes o subredes, tras lo que disminuyen las partes de red de las direcciones para facilitar más hosts en una misma red.

En las redes medianas y grandes el proceso de creación de subredes resulta algo más que razonable. El esfuerzo inicial necesario se ve compensado con creces porque la subdivisión de la red empresarial permite mantener la perspectiva y detectar problemas con mayor rapidez. Al igual que en el día a día, mantener el orden siempre tiene su recompensa.


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