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Subnetting: Qué es y cómo funciona

Como cualquier red computacional, el internet es una conexión entre muchas computadoras para comunicarse una con la otra. Por ahora, dividir la enorme red de internet entre diferentes subredes ha llegado a ser inevitable. Para entender que es el subnetting, porque es importante y como computar una mascara de subred, considero necesario e importante clarificar las bases de las redes de internet.

¿COMO FUNCIONA LA COMUNICACION DENTRO DE UNA RED?
Desde 1981, el internet se ha operado en las bases del protocolo de internet o IP (internet protocol), que no es mas que un protocolo que regulariza el envió de rutas de los usuarios. Para mandar un paquete de información en una red, el transmisor debería conocer la dirección IP del receptor. La Net ID y el Host ID están ocultos dentro de la dirección IP. Por lo tanto, la correspondiente red y su host (por ejemplo, una PC y la red de una impresora) puede ser identificada. Con base en esta información, los routers son capaces de reenviar los paquetes de información a los destinatarios correctos.

Las computadoras solo entienden el lenguaje maquina, mejor conocido como lenguaje binario o un montón de ceros y unos, así que las computadoras operan en estos sistemas binarios y dan resultados también en los sistemas binarios, las direcciones IP están también configuradas en binario. El actual sistema IPv4 consiste de 32 bits (32 ceros y unos). Para hacer mas fácil entender y salvar espacio, las direcciones IP usualmente son representadas en notación decimal y por puntos, como por ejemplo 192.168.88.3

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Cada posición corresponde al poder de 2. Si es agregado a la suma es indicado por 1 o 0. Esto 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 proporciona un numero finito de posibles direcciones (para ser exactos, 4,294,967,296) para ser asignadas. Esto suena como mucho, sin embargo, no lo es, ya que estas direcciones están siendo consumidas o usadas mas rápido de lo que uno podría pensar. Subsecuentemente, el subnetting fue presentado en 1985.

¿QUE ES EL SUBNETTING?
De acuerdo con la definición simple de subnetting, esta es la división de una red dentro de varias subredes. Por ejemplo, el subnetting le permite a las redes administrativas dividir su propia red empresarial en subredes sin darle a conocer esto a la internet. Esto significa que el router al cual eventualmente se conecta la red a internet esta especificada como la dirección actual, pero muchos hosts pueden ser ocultados dentro de esta. El numero de posibles hosts disponible para el administrador esta creciendo gradualmente. Con la introducción del IPv6, la cual comprime 128 bits y va a reemplazar a la versión anterior (IPv4) en los próximos años, la perdida de direcciones IP no será nunca mas la razón principal para la creación de subredes.

De cualquier manera, existen mas razones para el subnetting: las subredes trabajan independientemente y la transferencia de información es mas rápida. ¿Pero porque? El subnetting hace las redes mas fácil para administrar. Un broadcast, el cual es cuando un suscriptor manda información a la red entera, corre relativamente incontrolablemente a través de una subred. Las subredes son usadas para enrutar paquetes de información a través del router mucho mas específicamente a los receptores. Si el remitente y el receptor están en la subret, la información puede ser entregada directamente y no necesariamente ser redireccionada.

Cuando fue introducido el protocolo de internet, la Engineering Task Force (IETF) clasifico cuatro tipos de direcciones IP: A, B, C, D y E. Ellos reconocen la clase por el rango de direcciones en la cual ellos están localizados.

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La clase determina cuantas direcciones de redes están disponibles y cuantos hosts están en cada red. En la clase A, solo el primer bloque de números (a veces llamado un octeto, porque es un bloque de 8 bits) es reservado para la dirección de red, mientras los tres restantes están disponibles para las direcciones de los hosts. Este resultado es redes menores, pero mucho hosts. En la clase B, los primeros dos bloques son responsables de las direcciones de las redes, que es, mas redes pero menos hosts. En la clase C solo el ultimo octeto de las direcciones de host permanecen. Los rangos de direcciones de las clases D y E están reservadas pero no asignadas.

¿COMO FUNCIONA EL SUBNETTING?
En el subnetting, los bits son “prestados” desde la dirección del host para crear una subred. Si tu solo pides prestado un bit, tienes la posibilidad de crear exactamente dos subredes porque solo 0 y 1 son las posibles probabilidades. Para la creación de mas subredes, mas bits deberían ser liberados, dejando menos espacios para las direcciones IP de los hosts. Las direcciones IP con subredes se ven exactamente igual que aquellas que no tienen subredes. Incluso una computadora no puede reconocer la diferencia, así es como las “mascaras de subred” son creadas. Si los paquetes de datos son mandados desde el internet a su propia red, el router decide cual subred usa para distribuir la información. Justo como las direcciones IPv4, las mascaras de subred consisten de 32 bits (o bytes) y son colocados en las direcciones como una mascara o plantilla. Una típica mascara de subred luce algo así: 255.255.255.128

De nuevo, esto puede ser mostrado en la forma binaria como: 11111111.11111111.11111111.10000000

Ahora podemos hacer una comparación lógica AND:

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En la comparación, es asumido que solo la combinación de dos unos en el mismo lugar da como resultado un uno de nuevo. Todas las otras comparaciones (1/0, 0/1 y 0/0) dan 0 y esto es como el router hace esta operación.
La comparación lógica AND da como resultado la dirección de la red. La dirección del host toma en cuenta todos los dígitos que aparecen en el área derecha de los ceros. En nuestro ejemplo:

IPaddress         192.168.88.3Net-ID:                192.168.88.0Host-ID:               0.0.0.3

¿COMO CALCULAR UNA MASCARA DE SUBRED?
Hasta ahora se han mostrado cuales conclusiones pueden ser hecha de las direcciones IP y mascaras de subred. Sin embargo, las redes administrativas regularmente se enfrentan a otro problema: la dirección de red y el numero de hosts que deberían ser acomodados en la subred dada. El administrador debería calcular una mascara de subred que permita suficientes hosts y para hacer uso de esta formula:

x = 2^n - 2.

Como nosotros estamos todavía en el sistema binario, nosotros calculamos en poderes de 2 o a la segunda potencia (al cuadrado). N corresponde al numero de bits los cuales son cero en la mascara de subred. El valor 2 es restado para hacer la dirección la dirección red y la dirección broadcast desaparecer del resultado. X da como resultado los posibles hosts.
Digamos que la red administrativa tiene 150 PCs en su red. Primero, la red busca el poder mas alto después del 2. 27 no puede ser considerado desde que 128 es demasiado pequeño. Por lo tanto, la red decide del 28 a 2, así 254 hosts. Los últimos 8 bits de la mascara de subred son entonces 0.

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La mascara de subred 255.255.255.0 permite suficientes hosts para ser liberados, Debería también ser notado que tu puedes generar solo subredes pidiendo prestado bits de la parte del hosts uno por uno de izquierda a derecha. Este resultado en la estructura adecuada de la mascara de subred y considerando el hecho de que solo nueve valores distintos pueden ser usados en un octeto.

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¿PORQUE ES TAN IMPORTANTE EL SUBNETTING?
Las series de números, conversiones binarias y las comparaciones lógicas tienen una razón de ser. Particularmente en el contexto de la aproximación a IPv6, algunos podrían preguntarse ¿Es todo este proceso realmente valioso? Y la respuesta es un contundente si. Aquí hay unas cuentas razones por las cuales el subnetting es útil en el futuro:

  • Extiende el rango de direcciones dentro de una red. A través del subnetting, la red administrativa puede decidir que tan larga será su red
  • Conexiones Ast entre los hosts de una subred. Los paquetes de datos son directamente mandados desde el remitente a el receptor y no son enrutados hacia la red entera a través del router
  • Mejora la organización lógica de las redes de los usuarios. Para mantener una mejor visión general de los hosts, tiene sentido segmentar a través de un criterio local (diferentes edificios o pisos) o por departamentos.
  • Mas seguridad. Si una red externa es atacada, la red entera es rápidamente amenazada. El subnetting hace a las redes administrativas mas fácil partir en porciones las subredes.
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