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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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13

Subredes: Ejemplo 2

• Red 194.27.89.0

LAN C

LAN B

144

le1

le0
41

le2
211

RA

LAN A

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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

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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

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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

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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

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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