PDF de programación - Tema 11 - Subredes

Bloque IV: El nivel de red

Tema 11: Subredes

Índice

• Bloque IV: El nivel de red

– Tema 11: Subredes

• Introducción
• Máscara de subred
• Direcciones de subred
• Subredes de tamaño variable
• Ejemplo 1 y 2

• Referencias

– Capítulo 4 de “Redes de Computadores: Un enfoque

descendente basdado en Internet”. James F. Kurose, Keith
W. Ross. Addison Wesley, 2ª edición. 2003.

– Capítulo 3 de “TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols”,

W. Richard Stevens, Addison Wesley, 1994.

RC - Bloque IV - Tema 11

2

Introducción

• Subredes: consiste en dividir una red en partes mas pequeñas.

– Nivel jerárquico intermedio entre red y host
– Utiliza unos bits de la parte del identificador de host para la

subred.

– Permite una organización jerárquica Visión externa como

una sola red, aunque dividida en subredes.

• Por ejemplo, partimos de una dirección clase C: 210.53.23.0

– Tenemos una empresa y 4 departamentos.
– Inicialmente no realizamos ningún tipo de división, porque la

empresa es demasiado pequeña.

Identificador de red

210

53

23

Id. host
----

210.53.23.1

210.53.23.2

210.53.23.3

210.53.23.4

Dpto.

Contabilidad

RC - Bloque IV - Tema 11

Dpto. I+D

Dpto.

Marketing

Dpto.

Desarrollo

3

Introducción

• Pero la empresa crece, y cada departamento necesita una LAN

Solución: seguir asignando “aleatoriamente” las direcciones IP.

• Problema: la tabla de enrutamiento para el router es enorme (necesito

una entrada para cada máquina).

210.53.23.1

210.53.23.9

LAN DC

210.53.23.8

210.53.23.2

LAN I+D

210.53.23.5

210.53.23.3

LAN DM

210.53.23.10

210.53.23.6

210.53.23.4

LAN DD

210.53.23.11

210.53.23.7

RC - Bloque IV - Tema 11

4

• Solución Subredes: dividir el espacio de direcciones en 4

grupos.

– 0-255

• Y en binario:

– 0-255

Introducción

0-63 para el dpto. de contabilidad
64-127 para el dpto. de I+D
128-191 para el dpto. de marketing
191-255 para el dpto. de desarrollo

0-63 = 00XX XXXX
64-127 = 01XX XXXX
128-191 = 10XX XXXX
191-255 = 11XX XXXX

•

Identificador de subred: con los 2 primeros bits del
identificador de host, sabremos a que departamento (subred)
pertenece una máquina.
Identificador de red

Id. subred

Id. host

210

53

RC - Bloque IV - Tema 11

23

5

Máscara de subred

•

Indica cuantos bits forman el identificador de red y subred, y
cuantos forman el identificador host.
– Se ponen a 1 todos los bits correspondientes al identificador

de red o subred.

– Se ponen a 0 todos los bits correspondientes al identificador

• Cada máquina almacena su dirección IP y su máscara de

de host

subred.

Identificador de red

Id. subred

Id. host

210

53

23

Máscara de

subred

11111111.11111111.11111111.

11

000000

255 . 255 . 255 . 192

• Una dirección IP siempre tiene una máscara asociada:

210.53.23.65 y 255.255.255.192

• Otra notación más breve: 210.53.23.65/26 (se utilizan 26 bits

para identificador de red y subred).

RC - Bloque IV - Tema 11

6

Direcciones de subred

• Dirección de subred:

– Dirección IP que identifica a una subred
– Se calcula para cada subred poniendo a 0 el identificador de

host.

– Es equivalente a: dirección IP AND máscara de subred

Bits subred

Dir. subred

Máscara

00 (0)

01 (64)

10 (128)

11 (192)

210.53.23.0

255.255.255.192

210.53.23.64

255.255.255.192

210.53.23.128

255.255.255.192

210.53.23.192

255.255.255.192

RC - Bloque IV - Tema 11

Rango
210.53.23.0-
210.53.23.63
210.53.23.64-
210.53.23.127
210.53.23.128-
210.53.23.191
210.53.23.192-
210.53.23.255

7

Direcciones de subred

• Dirección de broadcast en la subred:

– Se calcula poniendo todo a 1 el identificador de host
– Representa a todas las máquinas de la subred

• Direcciones IP reservadas:

– En cada subred siempre hay dos direcciones reservadas:

dirección de subred y de broadcast en la subred (= la
primera y la última dirección del rango).

Dir. subred

Dir. subred

Broadcast

subred

0000 0000 = 0

210.53.23.0

0011 1111 = 63

Broadcast

subred
210.53.23.63

0100 0000 = 64

210.53.23.64

0111 1111 = 127

210.53.23.127

1000 0000 = 128

210.53.23.128

1011 1111 = 191

210.53.23.191

1100 0000 = 192

210.53.23.192

1111 1111 = 255

210.53.23.255

RC - Bloque IV - Tema 11

8

Direcciones de subred

• Red 210.53.23.0, con máscara 255.255.255.192

– ¿La dirección 210.53.23.0 identifica a la red o la

primera subred?

– ¿La dirección 210.53.23.255 identifica la dirección

de broadcast en la red o en la subred?

• Solución: no utilizar la primera ni la última subred.

– Número de subredes: 2bits subred - 2

• Declaración “subnet zero”: permite utilizar la primera

y última subred.
– Mejor aprovechamiento del espacio de

direcciones.

– Número de subredes: 2bits subred

RC - Bloque IV - Tema 11

9

Direcciones de subred

• Subredes para una red clase C

Bits
subred
0
1
2
3
4
5
6
7
8

Nº

subredes
0
0
2
6
14
30
62
126
254

Nº subredes
(subnet zero)

0
2
4
8
16
32
64
128
256

Bits
host
8
7
6
5
4
3
2
1
0

Nº

hosts
254
126
62
30
14
6
2
0
0

Máscara

255.255.255.0
255.255.255.128
255.255.255.192
255.255.255.224
255.255.255.240
255.255.255.248
255.255.255.252
255.255.255.254
255.255.255.255

Máscara
binario
0000 0000
1000 0000
1100 0000
1110 0000
1111 0000
1111 1000
1111 1100
1111 1110
1111 1111

RC - Bloque IV - Tema 11

10

Subredes de tamaño variable

• Subredes de tamaño variable o sub-subredes:

– El departamento de marketing (subred 210.53.23.128) se

quiere subdividir en 4 subredes.

Identificador de red

Id. subred

Id. host

210

53

23

1 0

• Sub-subredes:

– Subred [10] 01 XXXX

• Identificador subred: 1001 0000 = 144
• Broadcast subred: 1001 1111 = 159

Marketing

Dir. subred

Dir. Subred

Máscara

Rango

[10] 00 0000

210.53.23.128

255.255.255.240

210.53.23.128-210.53.23.143

[10] 01 0000

210.53.23.144

255.255.255.240

210.53.23.144-210.53.23.159

[10] 10 0000

210.53.23.160

255.255.255.240

210.53.23.160-210.53.23.175

[10] 11 0000

210.53.23.176

255.255.255.240

210.53.23.176-210.53.23.191

RC - Bloque IV - Tema 11

11

Subredes: Ejemplo 1

• Queremos organizar la red de nuestra empresa,
teniendo en cuenta la siguiente distribución por
departamentos:
– Dpto. contabilidad: 12 ordenadores
– Dpto. I+D: 18 ordenadores
– Dpto. desarrollo: 21 ordenadores

• Análisis: 8 ordenadores
• Implementación: 13 ordenadores

– Dpto. marketing: 10 ordenadores
– Dpto. administración: 10 ordenadores

• Disponemos de una dirección clase C: 195.35.12.0

RC - Bloque IV - Tema 11

12

Subredes: Ejemplo 1

•

5 departamentos 5 subredes Mínimo 3 bits para identificador de subred
Máximo 30 ordenadores por subred.

• Máscara de subred: 255.255.255.224 (27 bits)

– Dpto. contabilidad: subred 001 00000 195.35.12.32

• Rango direcciones IP: 195.35.12.33-62
– Dpto. I+D: subred 010 00000 = 195.35.12.64
• Rango direcciones IP: 195.35.12.65-94

– Dpto. desarrollo: subred 100 00000 = 195.35.12.128

• Rango direcciones IP: 195.35.12.129-158

– Dpto. marketing: subred 011 00000 195.35.12.96

• Rango direcciones IP: 195.35.12.97-126

– Dpto. administración: subred 101 00000 195.35.12.160

• Rango direcciones IP: 195.35.12.161-190

• El departamento de I+D hay que subdividirlo en 2 subredes Mínimo 1 bit
para identificador de subred (subnet zero) Máximo 14 ordenadores por
subred.

• Máscara de subred: 255.255.255.240 (28 bits)

– Dpto. I+D – Análisis: subred 0100 0000 195.35.12.64

• Rango direcciones IP: 195.35.12.65-78

– Dpto. I+D – Implementación: subred 0101 0000 = 195.35.12.80

• Rango direcciones IP: 195.35.12.80-94

RC - Bloque IV - Tema 11

13

Subredes: Ejemplo 2

• Red 194.27.89.0

LAN C

LAN B

144

le1

le0
41

le2
211

RA

LAN A

RC - Bloque IV - Tema 11

14

Subredes: Ejemplo 2

• 33 = 0010 0001
• 46 = 0010 1110
• 44 = 0010 1100
• 41 = 0010 1001

• 137 = 1000 1001
• 158 = 1001 1110
• 144 = 1001 0000

• 210 = 1101 0010
• 211 = 1101 0011
• 212 = 1101 0100

•

•

•

Id. subred 1 bit:
– LAN B y LAN C mismo

identificador subred.

Id. subred 2 ó 3 bits:
– 2 bits: 4 subredes y 62

hosts por subred.

– 3 bits: 8 subredes y 30

hosts por subred.

Id. subred 4 bits:
– Hosts 137 y 158 distinto

identificador subred.

• Solución: 2 bits

– Máscara = 1100 0000

(192) 255.255.255.192

RC - Bloque IV - Tema 11

15

Subredes: Ejemplo 2

Subred

Dir. subred

Dir. subred

A (00)

00 000000

194.27.89.0

Broadcast

dirigido subred

00 111111

Broadcast dirigido

subred

194.27.89.63

B (10)

10 000000

194.27.89.128

10 111111

194.27.89.191

C (11)

11 000000

194.27.89.192

11 111111

194.27.89.255

RC - Bloque IV - Tema 11

16

Subredes: Ejemplo 2

• Red 194.27.89.0

LAN C

LAN B

144

le1

le0
41

le2
211

RA

LAN A

212

le0

RB

le1
218

LAN D

RC - Bloque IV - Tema 11

17

Subredes: Ejemplo 2

•
•
•
•

•
•
•

•
•
•
•

•
•
•

33 = 0010 0001
46 = 0010 1110
44 = 0010 1100
41 = 0010 1001

137 = 1000 1001
158 = 1001 1110
144 = 1001 0000

210 = 1101 0010
211 = 1101 0011
212 = 1101 0100
213 = 1101 0101

217 = 1101 1001
218 = 1101 1010
222 = 1101 1110

•

•

Id. subred 2 ó 3 bits:
– LAN C y D mismo identificador

subred.

Id. subred 4 bits:
– Hosts 137 y 158 distinto

identificador subred.

• Solución:

– En un primer nivel: 2 bits

Identificamos a las subredes A,
B y C+D.

– Segundo nivel (sub-subredes):

subdividir C y D.

• Otros 3 bits para identificar las
• Máscara para LAN A y B: 2 bits

subredes C y D.

• Máscara para LAN C y D: 2 + 3

– 11 000000 (192)

255.255.255.192

bits
– 11 111 000 (248)

255.255.255.248

RC - Bloque IV - Tema 11

18

Subredes: Ejemplo 2
Dir. subred
Máscara

Dir. subred

Broadcast

dirigido subred

255.255.255.192

00 000000

194.27.89.0

194.27.89.63

255.255.255.192

10 000000

194.27.89.128

194.27.89.191

Subred

A (00)

B (10)

C (11 010)

255.255.255.248

11 010 000

194.27.89.208

194.27.89.2