Práctica 2.- Subnetting en Direccionamiento IP
Universidad de Guadalajara
Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías
Taller de Redes Avanzadas CC325
Profr. Alejandro Martinez Varela
Práctica 2
Fecha de Realización: 8 de Octubre de 2008
Objetivo: Que el alumno primeramente entienda el concepto del direccionamiento IP, y sobre de eso, aplique la tecnica de Subnetting para organizar la red de una pequeña empresa con varias sucursales.
Marco Teórico:
Una dirección IP es un número que identifica de manera lógica y jerárquica a una interfaz de un dispositivo (habitualmente una computadora) dentro de una red que utilice el protocolo IP (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red o nivel 3 del modelo de referencia OSI. Dicho número no se ha de confundir con la dirección MAC que es un número hexadecimal fijo que es asignado a la tarjeta o dispositivo de red por el fabricante, mientras que la dirección IP se puede cambiar.
Es habitual que un usuario que se conecta desde su hogar a Internet utilice una dirección IP. Esta dirección puede cambiar al reconectar; y a esta forma de asignación de dirección IP se denomina una dirección IP dinámica (normalmente se abrevia como IP dinámica).
Los sitios de Internet que por su naturaleza necesitan estar permanentemente conectados, generalmente tienen una dirección IP fija (se aplica la misma reducción por IP fija o IP estática), es decir, no cambia con el tiempo. Los servidores de correo, DNS, FTP públicos, y servidores de páginas web necesariamente deben contar con una dirección IP fija o estática, ya que de esta forma se permite su localización en la red.
A través de Internet, los ordenadores se conectan entre sí mediante sus respectivas direcciones IP. Sin embargo, a los seres humanos nos es más cómodo utilizar otra notación más fácil de recordar y utilizar, como los nombres de dominio; la traducción entre unos y otros se resuelve mediante los servidores de nombres de dominio DNS.
Existe un protocolo para asignar direcciones IP dinámicas llamado DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).
Direccionamiento IP
Para poder comunicarse en una red, cada equipo debe tener una dirección IP exclusiva. En el direccionamiento IP en clases, existen tres clases de dirección que se utilizan para asignar direcciones IP a los equipos. El tamaño y tipo de la red determinará la clase de dirección IP que aplicaremos cuando proporcionemos direcciones IP a los equipos y otros hosts de nuestra red.
La dirección IP es el único identificador que diferencia un equipo de otro en una red y ayuda a localizar dónde reside ese equipo. Se necesita una dirección IP para cada equipo y componente de red, como un router, que se comunique mediante TCP/IP.
La dirección IP identifica la ubicación de un equipo en la red, al igual que el número de la dirección identifica una casa en una ciudad. Al igual que sucede con la dirección de una casa específica, que es exclusiva pero sigue ciertas convenciones, una dirección IP debe ser exclusiva pero conforme a un formato estándar. Una dirección IP está formada por un conjunto de cuatro números, cada uno de los cuales puede oscilar entre 0 y 255.
Qué es subnneting (subredes)?
Las redes se pueden dividir en subredes más pequeñas para el mayor aprovechamiento de las mismas, además de contar con esta flexibilidad, la división en subredes permite que el administrador de la red brinde contención de broadcast y seguridad de bajo nivel en la LAN. La división en subredes, además, ofrece seguridad ya que el acceso a las otras subredes está disponible solamente a través de los servicios de un Router. Las clases de direcciones IP disponen de 256 a 16,8 millones de Hosts según su clase.
El proceso de creación de subredes comienza pidiendo “prestado” al rango de host la cantidad de bits necesaria para la cantidad subredes requeridas. Se debe tener especial cuidado en esta acción de pedir ya que deben quedar como mínimo dos bits del rango de host. La máxima cantidad de bits disponibles para este propósito en una clase A es de 22, en una clase B es de 14 y en una clase C es de 6.
Cuando una red de computadoras se vuelve muy grande, conviene dividirla en subredes, por los siguientes motivos:
- Reducir el tamaño de los dominios de broadcast.
- Hacer la red más manejable, administrativamente. Entre otros, se puede controlar el tráfico entre diferentes subredes, mediante ACLs.
Existen diversas técnicas para conectar diferentes subredes entre sí, se pueden conectar:
- a nivel físico (capa 1 OSI) mediante repetidores o concentradores(Hubs)
- a nivel de enlace (capa 2 OSI) mediante puentes o conmutadores(Switches)
- a nivel de red (capa 3 OSI) mediante routers
- a nivel de transporte (capa 4 OSI)
- aplicación (capa 7 OSI) mediante pasarelas.
También se pueden emplear técnicas de encapsulación (tunneling).
En el caso más simple, se puede dividir una red en subredes de tamaño fijo (todas las subredes tienen el mismo tamaño). Sin embargo, por la escasez de direcciones IP, hoy en día frecuentemente se usan subredes de tamaño variable.
ID de red Rango válido IP Dir de Broadcast
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
200.3.25.0 200.3.25.1 – 200.3.25.30 200.3.25.31 *
200.3.25.32 200.3.25.33 – 200.3.25.62 200.3.25.63
200.3.25.64 200.3.25.65 – 200.3.25.94 200.3.25.95
200.3.25.96 200.3.25.97 – 200.3.25.126 200.3.25.127
200.3.25.128 200.3.25.129 – 200.3.25.158 200.3.25.159
200.3.25.160 200.3.25.161 – 200.3.25.190 200.3.25.191
200.3.25.192 200.3.25.193 – 200.3.25.222 200.3.25.223
200.3.25.224 200.3.25.225 – 200.3.25.254 200.3.25.255 *
Para practicar el subnetting, tomaremos en cuenta el siguiente ejemplo ficticio de empresa:
La Empresa Huaraches Pericles, SA DE CV. inicia operaciones en Guadalajara, Jal, la cual abre las siguientes sucursales, talleres y demás stuff…
- Taller en la Zona Industrial de Guadalajara, la cual cuenta con 20 PC’s
- Oficinas Corporativas en Concentro, la cual cuenta con 20 PC’s.
- Oficinas de venta ubicadas en Plazas Outlet, la cual cuenta con 3 PC’s.
- Distribuidor autorizado en la Macroplaza Zapotlanejo, la cual cuenta con 5 PC’s.
El total de direcciones IP que necesitaremos dentro de nuestra red de Huaraches Pericles es igual a:
- Todas las PC’s conectadas a la red –> 48 IP’s
- Los enlaces entre los routers de cada lugar con el servidor principal ubicado en las
Oficinas Corporativas –> 6 IP’s
Total de IP’s = 48 + 6 = 54 IP’s
Telmex, proovedor de servicios de internet, provee a Huaraches Pericles SA DE CV de el siguiente bloque de dir IP:
200.33.80.0/25
Lo que haremos a continuación, es que a ese bloque dado le aplicaremos un subnetting, tomando en cuenta lo siguiente:
- La espectativa de crecimiento a n años de las IP de la empresa a n años es de: 108 IP’s +- 20%, la cual inicia con un crecimiento inmediato de 20 PC’s mas en el taller de Zona Industrial.
A continuacion se anexa un pequeño diagramita de la red de la empresa, como observamos el servidor principal lo encontramos en las Oficinas Corporativas de Concentro y de ahi se reparte la red a los demás servers de todos los puntos de la empresa. Tambien en el diagramita encontramos que:
Tenemos 4 lans (R1…R4) y 3 enlaces entre ellas, por lo que deducimos que hay (4+3=7) 7 subredes en nuestra empresa, las cuales subnettearemos…
Para subnettear nuestras subredes, deberemos comenzar por la lan que tenga mas equipos, que en este caso es el Taller de la Zona Industrial con 40 PC’s, y de ahi continuar en orden descendente en nuestras lans, en función del número de equipos conectados a la red, y siguiendo un orden consecutivo en las direcciones IP que se asignarán.
Para conocer los prefijos de encaminamiento de CIDR que utilizamos en el subnetting, los cuales permiten una reducción significativa en el número de rutas que los enrutadores en Internet tienen que conocer (y una reducción de memoria, recursos, etc.) la cual previene una explosión de tablas de encaminamiento, que podría sobrecargar a los routers e impedir la expansión de Internet en el futuro, anexo a continuacion una tabla de prefijos:
| CIDR | Clase | Hosts* | Máscara |
|---|---|---|---|
| /32 | 1/256 C | 1 | 255.255.255.255 |
| /31 | 1/128 C | 2 | 255.255.255.254 |
| /30 | 1/64 C | 4 | 255.255.255.252 |
| /29 | 1/32 C | 8 | 255.255.255.248 |
| /28 | 1/16 C | 16 | 255.255.255.240 |
| /27 | 1/8 C | 32 | 255.255.255.224 |
| /26 | 1/4 C | 64 | 255.255.255.192 |
| /25 | 1/2 C | 128 | 255.255.255.128 |
| /24 | 1 C | 256 | 255.255.255.000 |
| /23 | 2 C | 512 | 255.255.254.000 |
| /22 | 4 C | 1024 | 255.255.252.000 |
| /21 | 8 C | 2048 | 255.255.248.000 |
| /20 | 16 C | 4096 | 255.255.240.000 |
| /19 | 32 C | 8192 | 255.255.224.000 |
| /18 | 64 C | 16384 | 255.255.192.000 |
| /17 | 128 C | 32768 | 255.255.128.000 |
| /16 | 256 C, 1 B | 65536 | 255.255.000.000 |
| /15 | 512 C, 2 B | 131072 | 255.254.000.000 |
| /14 | 1024 C, 4 B | 262144 | 255.252.000.000 |
| /13 | 2048 C, 8 B | 524288 | 255.248.000.000 |
| /12 | 4096 C, 16 B | 1048576 | 255.240.000.000 |
| /11 | 8192 C, 32 B | 2097152 | 255.224.000.000 |
| /10 | 16384 C, 64 B | 4194304 | 255.192.000.000 |
| /9 | 32768 C, 128B | 8388608 | 255.128.000.000 |
| /8 | 65536 C, 256B, 1 A | 16777216 | 255.000.000.000 |
| /7 | 131072 C, 512B, 2 A | 33554432 | 254.000.000.000 |
| /6 | 262144 C, 1024 B, 4 A | 67108864 | 252.000.000.000 |
| /5 | 524288 C, 2048 B, 8 A | 134217728 | 248.000.000.000 |
| /4 | 1048576 C, 4096 B, 16 A | 268435456 | 240.000.000.000 |
| /3 | 2097152 C, 8192 B, 32 A | 536870912 | 224.000.000.000 |
| /2 | 4194304 C, 16384 B, 64 A | 1073741824 | 192.000.000.000 |
| /1 | 8388608 C, 32768 B, 128 A | 2147483648 | 128.000.000.000 |
Empezamos:
Subred 1, Taller de Zona Industrial.
Numero de equipos conectados a la red: 40 PC’s, segun la tabla, lo cubrimos perfectamente con un /26 ya que 40<64, por lo que:
200.33.80.0/26 –> ID de red
200.33.80.1 –> Primera dirección válida
200.33.80.62 –> Ultima dirección válida
200.33.80.63 –> Dirección de broadcast
Subred 2, Oficinas Corporativas en Concentro.
Numero de equipos conectados a la red: 20 PC’s, segun la tabla, lo cubrimos perfectamente con un /27 ya que 20<32, por lo que:
200.33.80.64/27 –> ID de red
200.33.80.65 –> Primera dirección válida
200.33.80.94 –> Ultima dirección válida
200.33.80.95 –> Dirección de broadcast
Subred 3, Tienda en Macroplaza Zapotlanejo.
Numero de equipos conectados a la red: 5 PC’s, según la tabla lo cubrimos perfectamente con un /29 ya que 5<8, por lo que:
200.33.80.96/29 –> ID de red
200.33.80.97 –> Primera dirección válida
200.33.80.102 –> Ultima dirección válida
200.33.80.103 –> Dirección de broadcast
Subred 4, Oficina de ventas en Plazas Outlet.
Numero de equipos conectados a la red: 3 PC’s, según la tabla lo cubrimos perfectamente con un /29 ya que 3<8, por lo que:
200.33.80.104/29 –> ID de red
200.33.80.105 –> Primera dirección válida
200.33.80.110 –> Ultima dirección válida
200.33.80.111 –> Dirección de broadcast
Subred 5, Enlace de red R1-R2.
Para cada enlace se necesitan 2 IP’s, una para cada punto del enlace punto a punto. Eso lo cubrimos perfectamente con un /30, ya que 2<4, por lo que:
200.33.80.112/30 –> ID de red
200.33.80.113 –> Primera dirección válida
200.33.80.114 –> Ultima dirección válida
200.33.80.115 –> Dirección de broadcast
Subred 6, Enlace de red R1-R3
Para cada enlace se necesitan 2 IP’s, una para cada punto del enlace punto a punto. Eso lo cubrimos perfectamente con un /30, ya que 2<4, por lo que:
200.33.80.116/30 –> ID de red
200.33.80.117 –> Primera dirección válida
200.33.80.118 –> Ultima dirección válida
200.33.80.119 –> Dirección de broadcast
Subred 7, Enlace de red R1-R4
Para cada enlace se necesitan 2 IP’s, una para cada punto del enlace punto a punto. Eso lo cubrimos perfectamente con un /30, ya que 2<4, por lo que:
200.33.80.120/30 –> ID de red
200.33.80.121 –> Primera dirección válida
200.33.80.122 –> Ultima dirección válida
200.33.80.123 –> Dirección de broadcast
El total de direcciones que necesitaremos en toda la empresa será de 123 IP’s, ya subnetteadas.
Ya no es viable que podamos crecer nuestra red, ya que el 123 esta casi en los limites de cantidad de direcciones IP (hosts) que podemos incluir en el bloque /25 que nuestro proovedor de internet nos facilitó (/25 = 128 hosts).
Conclusion:
La realización de esta práctica me pareció cordial, ya que aprendimos a utilizar la técnica del subnetting, el cual es util para organizar de una manera mas eficiente y ordenada todo el conjunto de equipos que tengamos conectado a una red, ya sea de una empresa, un corporativo, etc.
Gracias.
