Direccionamiento IPv4

Direcciones IPv4

El direccionamiento es una función clave de los protocolos de capa de red. El direccionamiento habilita

la comunicación de datos entre los hosts en la misma red o en redes diferentes. El protocolo de internet

(IP) proporciona una direccionamiento jerárquico de los paquetes que transportan sus datos.

Cada dispositivo en una red debe estar definido en exclusiva por una dirección de capa de red. Con IPv4

y una dirección tiene 32 bits que se representan por decimales, aunque los dispositivos siguen usando la

lógica binaria.

Por ejemplo:

10101100000100000000010000010100 se expresa como 172.16.4.20

Porciones de red y de host

Las direcciones tienen dos partes: la porción de red y la porción de host. Para cada dirección IPv4,

alguna porción de los bits más significativos, o bits de orden superior, representa la dirección de red.

172.16.4.20

Porción porción

Red host

Tipos de direccionamiento de comunicación: unicast, broadcast, y multicast.

Comunicación y direcciones unicast

El tipo de comunicación más común es el tipo unicast. Es la comunicación normal de host a host tanto

en una red cliente/servidor como en una red peer-to-peer. En una comunicación unicast, las direcciones

de host asignadas a los dos dispositivos se utilizan como direcciones IPv4 de origen y destino. Por

ejemplo: la computadora A con la dirección 172.16.4.1 a la impresora con la dirección 172.16.4.253.

172.16.4.253

Origen: 172.16.4.1

Destino:172.16.4.253

172.16.4.2

172.16.4.1

Comunicación y direcciones broadcast

Las comunicación broadcast de capa 4 es el proceso de enviar un paquete de un host a todos los host de

la red. Las comunicaciones broadcast y multicast utilizan direcciones especiales como dirección de

destino. Esta dirección especial, denominada dirección de broadcast, permite que todos los host

acepten el paquete.

A continuación unos ejemplos:

- Asignación de direcciones de capa superior a direcciones de capa inferior

- Solicitud de una dirección

- Intercambio de información de enrutamiento por protocolos de enrutamiento

Cuando un host necesita información, envía una solicitud, denominada consulta, a la dirección de

broadcast. Todos los host de la red reciben y procesan esta consulta. Responderá uno o más de los host

con la información solicitada, normalmente usando unicast.

Broadcast dirigida

Una broadcast dirigida se envía a todos los host de una red específica. Este tipo de broadcast resulta útil

para enviar una broadcast a todos los host de una red no local. La broadcast dirigida utiliza una dirección

de destino IPv4 wue es la dirección más alta de una red: se trata de la dirección de red con todos los bits

de host a 1. Aunque los routers no envían broadcasts dirigidas de forma predeterminada, es posible

configurarlos para que lo hagan. Por ejemplo: en una red 172.16.4.0/24 la dirección de destino sería

172.16.4.255.

Broadcast limitada.

La broadcast limitada se utiliza para una comunicación que está limitada a los host de la red local. Estos

paquetes utilizan una dirección IPv4 de destino con todas las posiciones establecidas a 1.

(255.255.255.255). Los routers no envían esta broadcast.

172.16.4.253

Origen: 172.16.4.1

Destino:255.255.255.255

172.16.4.2

172.16.4.1

Comunicación y direcciones multicast

La transmisión multicast está diseñada para conservar el ancho de banda de la red IPv4. Reduce el

tráfico al permitir a un host enviar un paquete un conjunto de host seleccionados. A continuación tiene

algunos ejemplos de transmisión multicast:

- Difusiones de audio y video

- Información de enrutamiento intercambiada por algunos protocolos de enrutamiento

- Distribución de software

- News feeds

Los host que quieren recibir datos particulares de multicast se denominan clientes multicast. Los clientes

multicast utilizan servicios iniciados por un programa cliente para suscribirse algrupo multicast. Cada

grupo multicast está representado por una sola dirección de destino multicast IPv4. IPv4 tiene apartdo

un bloque especial de direcciones desde 224.0.0.0 hasta 239.255.255.255 como direcciones para grupos

multicast. Las direcciones multicast 224.0.0.0 a 224.0.0.255 son las direcciones de enlace local

reservadas. Estas direcciones se utilizan para los grupos multicast en una red local. Las direcciones

224.0.1.0 hasta la 238.255.255.255 se pueden utilizar para difundir datos a través de Internet, por

ejemplo: 224.0.1.1 se ha reservado para NTP(Protocolo de hora de red).

El ámbito del tráfico multicast está a menudo limitado a la red local o se enruta a través de una

internetwork.

172.16.4.253

224.10.10.5

Origen: 172.16.4.1

Destino:224.10.10.5

172.16.4.2

224.10.10.5

172.16.4.1

Tipos de direcciones en un rango de red IPv4

Dirección de red

La dirección de red es una forma estándar de referirse a una red. Esta dirección no se puede asignar a un

dispositivo y, por tanto, no se puede utilizar como una dirección para la comunicación en la red. Solo se

utiliza como referencia de la red. Esta dirección tiene un 0 para cada bit de host en su porción de host.

Dirección de broadcast

La dirección de broadcast dentro de una red es la dirección de broadcast dirigida. A diferencia de la

dirección se utiliza para comunicarse con todos los host de una red. La dirección más alta del rango de

red. Es la dirección en la que todos los bits de la porción de host son 1.

Direcciones de host

Cada dispositivo final requiere una dirección de unicast única para entregar un paquete a ese host. Se

puede asignar los valores entre la dirección de red y la dirección de broadcast a los dispositivos de red.

Red Host

Dirección de red

10 0 0 0

00001010 00000000 00000000 00000000

Dirección de broadcast

10 0 0 255

00001010 00000000 00000000 11111111

Dirección de host

10 0 0 1

00001010 00000000 00000000 00000001

Prefijos de red

Cuando se expresa una dirección de red IPv4, se añade una longitud de prefijo a la dirección de red. Esta

longitud de prefijo es el número de bits de la dirección que proporcionan la porción de red, y se escribe

en formato de barra inclinada (/) seguida del número de bits de red. Por ejemplo: 172.16.4.0/24, indica

que 24 bits son la dirección de red y los 8 bits restantes son la porción de red.

Máscara de subred.

El prefijo y la máscara de subred son formas diferentes de representar la misma información: la porción

de red y una dirección. La máscara de subred se utiliza en las redes de datos para definir esa porción de

red para los dispositivos. La máscara de subred es un valor de 32 bits que se utiliza con la dirección IPv4

y especifica la porción de red de la dirección a los dispositivos de red. La máscara de subred se crea

colocando un 1 binario en cada posición de bit apropiada que representa un bit de red de la dirección, y

colocando un 0 binario en el resto de posiciones de bit que representan la porción de host de la

dirección. Por ejemplo: un prefijo /24 representa una mascar de subred 255.255.255.0

(11111111.11111111.11111111.00000000)

Rango de direcciones experimentales IPv4

El bloque de direcciones de 224.0.0.0 a 239.255.255.255 está reservado para el direccionamiento de

grupos multicast, exceptuando la dirección de broadcast limitada 255.255.255.255.

Estas direcciones actualmente aparecen como “reservadas para el futuro”, sin embargo estas

direcciones se utilizan para la investigación o la experimentación.

Direcciones públicas y privadas.

Hay bloques de direcciones que se utilizan en redes que requieren un acceso a Internet limitado o

simplemente no tener acceso a Internet. Estas direcciones se denominan direcciones privadas y son:

- 10.0.0.0/8 (10.0.0.0 a 10.255.255.255) (1 red)

- 172.16.0.0/12 (172.16.0.0 a 172.31.255.255) (16 redes)

- 192.168.0.0/16 (192.168.0.0 a 192.168.255.255) (256 redes)

El uso de estas direcciones no necesita ser único éntrelas redes externas. Los host que no requieren

acceso a Internet en general pueden usar sin restricciones las direcciones privadas.

Como los paquetes con direcciones de destino del espacio privado no son enrutables a través de

Internet, se necesitan unos servicios que conviertan los paquetes de host que utilizan direcciones

privadas. Estos servicios se llaman NAT(Traducción de direcciones de red, Network Address Translation),

se pueden implementar en un dispositivo en el contorno de la red privada. En el router de contorno,

NAT cambia las direcciones del espacio privado en la cabecera del paquete IPv4 por una dirección del

espacio público.

Direcciones IPv4 unicast especiales

Además delas direcciones que no se pueden asignar a los host, las direcciones especiales también se les

pueden asignar pero con restricciones relativas a cómo esos hosts pueden interactuar dentro de la red.

Ruta predeterminada

La ruta predeterminada IPv4 es 0.0.0.0. Esta ruta predeterminada es una ruta del tipo “alcanzar todo”

para enrutar paquetes cuando no hay disponible una ruta más específica.

Loopback

Otro bloque de direcciones reservadas es 127.0.0.0/8 (127.0.0.0 a 127.255.255.255). Están reservadas

en los host IPv4 para la loopback 127.0.0.1. La loopback es una dirección especial que los hosts utilizan

para dirigir el tráfico hacia sí.

Direcciones de enlace local

Las direcciones IPv4 del bloque de direcciones 169.254.0.0/16 (169.254.0.0 a 169.254.255.255) están

designadas como direcciones de enlace local. El sistema operativo puede asignar automáticamente

estas direcciones al host local en entornos donde no hay disponible una configuración IP. Esto podría

utilizarse en una red peer-to-peer pequeña o para un host que no podría obtener automáticamente una

dirección del servidor DHCP (Protocolo de configuración dinámica del host, Dynamic Host Configuration

Protocol)

Direcciones test-net

Las direcciones test-net están apartadas para fines de enseñanza y aprendizaje. Se trata del bloque de

direcciones 192.0.2.0/24 (192.0.2.0 a 192.0.2.225). Estas direcciones se pueden utilizar en la

documentación y en los ejemplos de redes. Las direcciones de este bloque no deben aparecer en

Internet.

Direccionamiento con clases

A principios de la década de 1980, el rango de direccionamiento IPv4 se dividió en tres clases diferentes:

clases A, clase B y clase C. Cada clase de direcciones representaba redes de un tamaño fijo específico.

Clase de dirección Rango del primer octeto

Prefijo y máscara Número posible de redes

Número de hosts por red

A 1 a 127 /8 255.0.0.0 126 (27) 16.777.214 (224-2)

B 128 a 191 /16 255.255.0.0 16.384 (214) 65.534 (216-2)

C 192 a 223 /24 255.255.255.0 2.097.159(221) 254 (28-2)

Bloques de clase A

El bloque de direcciones de clase A se diseñó para soportar redes extremadamente grandes con más de

16 millones de direcciones de host. Las direcciones de clase A utilizaban un prefijo /8 fijo con el primer

octeto para indicar la dirección de red.

Bloques de clase B

El espacio de direcciones clase B se diseño para soportar la necesidad de redes de tamaño medio a

grande con más de 65.000 hosts. Una dirección IP de clase B utilizaba los dos octetos de orden superior

para indicar la dirección de red.

Bloques de clase C

El espacio de direcciones de clase C era el más común de las clases de direcciones. Este espacio de

direcciones se pensó para proporcionar direcciones a las redes pequeñas con un máximo de 254 hosts.

Los bloques de direcciones de clase C utilizaban el prefijo /24.

Límites al sistema de direccionamiento con clase

No todos los requisitos de direccionamiento de las compañías encajan bien en una de estas tres clases.

La asignación con clase del espacio de direcciones derrochaba a menudo muchas direcciones. Aunque

este sistema con clase casi fue abandonado a finales de los noventa, restos suyos todavía tienen efecto

en las redes actuales. Por ejemplo: los sistemas operativos siguen asignando la máscara de acuerdo a la

clase.

Direccionamiento sin clase

El sistema que se utiliza actualmente se conoce como direccionamiento sin clase. Con este sistema, se

asignan a las compañías u organizaciones bloques de direcciones apropiadas al número de hosts sin

tener en cuenta la clase unicast.

CIDR y VLSM

CIDR (Classless inter-domain routing). El encaminamiento inter dominio sin clases se introdujo en 1993 y

representa la última mejora en el modo como se interpretan las direcciones IP. Permite:

- Un uso más eficiente de las cada vez más escasa direcciones IPv4

- Un mayor uso de la jerarquía de direcciones (agregación de prefijos de red), disminuyendo la

sobrecarga de los enrutadores principales de internet para realizar el encaminamiento.

CIDR usa la técnica VLSM (variable-length subnet masking máscara de subred de longitud variable), para

hacer posible la asignación de prefijos de longitud arbitraria. De esta forma, la división red/host puede

ocurrir en cualquier bit de los 32 que componen la dirección IP. Este proceso puede ser recursivo,

dividiendo una parte del espacio de direcciones en porciones cada vez menores, usando máscaras que

cubren un mayor número de bits. Además permite la agregación de múltiples prefijos contiguos de

superredes, reduciendo el número de entradas en las tablas de ruta globales. Por ejemplo: 16 redes /24

contiguas pueden ser agregadas y publicadas en los enrutadores como una sola ruta /20.

CIDR es un estándar de red para la interpretación de direcciones IP. CIDR facilita el encapsulamiento al

permitir agrupar bloques de direcciones en una solo entrada de tabla de rutas. Estos grupos, llamados

comúnmente bloques CIDR, comparten una misma secuencia inicial de bits en la representación binaria

de sus direcciones IP.

Los bloques CIDR IPv4 se identifican usando una sintaxis similar a las de las direcciones IPv4; cuatro

números decimales separados por puntos, seguidos de una barra de división y un número de 0 a 32;

A.B.C.D/N.

Cuando los prefijos CIDR son más cercanos a 0 permiten encajar un mayor número de direcciones IP,

mientras que cuando más cercamos son a 32 permiten encajar menos direcciones IP.

El término VLSM se usa generalmente cuando se habla de redes privadas, mientras que CIDR se usa

cuando se habla de Internet (red pública)

Asignación de direcciones

Planificación del direccionamiento de la red

Se debe planificar y documentar la asignación de esas direcciones dentro de las redes, con los siguientes

propósitos:

- Evitar la duplicación de direcciones

- Proporcionar y controlar el acceso

- Monitorizar la seguridad y el rendimiento

Asignación de direcciones dentro de una red

Dentro de una red, hay diferentes tipos de hosts, como los siguientes:

- Dispositivos finales para los usuarios

- Servidores y periféricos

- Hosts que son accesibles desde internet

- Dispositivos intermediarios.

Direccionamiento estático o dinámico para los dispositivos de usuario final

Asignación estática de direcciones

En el caso de una asignación estática, el administrador de la red configura manualmente la información

de la red para un host.

Las direcciones estáticas tienen algunas ventajas sobre las direcciones dinámicas. Por ejemplo, son útiles

para impresoras, servidores y otros dispositivos de networking que deben ser accesibles para los clientes

de la red.

Asignación dinámica de direcciones

Los dispositivos de usuario final a menudo tienen direcciones asignadas dinámicamente, utilizando

DHCP. DHCP habilita la asignación automática de la información de direccionamiento, como la dirección

IP, la máscara de subred, el Gateway predeterminado y otra información de configuración. La

configuración del servidor DHCP requiere la definición de un bloque de direcciones, denominado

conjunto de direcciones, que se asignarán a los clientes DHCP de una red.

Por regla general, en las redes grandes es preferible utilizar DHCP, donde una dirección no se asigna de

forma permanente a un host, sino que se alquila durante un periodo de tiempo (mientras el host esté

activo)

Direcciones para servidores y periféricos

Cualquier recurso de red, como un servidor o una impresora, debe tener una dirección IPv4 estática.

Direcciones para host que son accesibles desde Internet

En la mayoría de la internetworks, sólo unos pocos dispositivos son accesibles para host de fuera de la

empresa. En su mayoría, dichos dispositivos son normalmente servidores de algún tipo. Las direcciones

para estos dispositivos deben ser estáticas. En el caso de servidores accesibles por Internet, cada uno

debe tener asociada una dirección del espacio público.

Direcciones para dispositivos intermediarios

Los dispositivos intermediarios también son un punto de concentración del tráfico de la red. Casi todo el

tráfico dentro o entre redes atraviesa alguna clase de dispositivo intermediario.

Los dispositivos como hubs, switches y puntos de acceso inalámbrico, no necesitan direcciones IPv4 para

operar como dispositivos intermediarios. Sin embargo, para acceder a estos dispositivos como hosts

para configurar, monitorizar o resolver los problemas de funcionamiento de la red, necesitan tener

asignadas unas direcciones. Lo normal es asignarles sus direcciones manualmente, y estas direccioens

deben estar en un rango diferente dentro del bloque de red que las direccioens de los dispositivos de

usuario.

Direcciones para routers y firewalls

A diferencia de otros dispositivos intermediarios mencionados, los dispositivos router y firewall tienen

asignada una dirección IPv4 a cada interfaz. Cada interfaz se encuentra en una red diferente y sirve

como Gateway para los hosts de esa red. Normalmente, la interfaz de router utiliza la dirección más baja

o la más alta de la red.

Autoridad de números asignados de Internet (IANA)

Una compañía u organización que quiere tener hosts de red accesibles desde el Internet debe tener

asignado un bloque de direcciones públicas, que está regulado por IANA. .IANA (http://www.iana.net) es

la titular de las direcciones IP. Las direcciones multicast IP y las direcciones IPv6 se obtienen

directamente de la IANA, mientras que la administración del espacio de direcciones IPv4 se encuantra a

cargo de los registros regionales de internet (RIR). Los principales son:

- AfriNIC (African Network Information Centre)

- APNIC(Asia Pacific Network Information Centre)

- ARIN (American Registry for Internet Numbers)

- LACNIC(Regional Latin-American an Caribbean IP Adress Registry)

- RIPE NCC (Reseaux IP Europeans)

ISP

La mayoría de las compañías u organizaciones obtienen sus bloques de direcciones IPv4 de un

Proveedor de Servicios de Internet (ISP). Por regla general, un ISP suministrará una pequeña cantidad de

direcciones IPv4 utilizables (6 o 14) a sus clientes como parte de sus servicios. Además proporcional

normalmente a sus clientes los servicios de DNS(sistema de nombres de dominio), correo electrónico y

el website.

IPv6

Las características de IPv6 son las siguientes:

- Direccionamiento jerárquico de 128 bits para ampliar las capacidades de direccionamiento

http://www.iana.net/

- Simplificación del formato de la cabecera para mejorar la manipulación de paquetes

- Soporte mejorado de extensiones y opciones para una escalabilidad/longevidad aumentada y

una manipulación de paquetes mejorada

- Capacidades de etiquetado del flujo como mecanismos de QoS.

- Capacidades de autenticación y privacidad para integrar seguridad.

Cabecera IPv6

Versión 6 Clase de tráfico 8 bits Etiqueta de flujo 20 bits

Longitud de sobrecarga 16 bits Siguiente cabecera 8 bits Límite salto 8 bits

Dirección de origen 128 bits

Dirección de destino 128 bits

IPV6 no es simplemente un nuevo protocolo de capa 3 es una suite de protocolos nueva. Existen nuevos

protocolos de mensajería y de enrutamiento que soportan IPv6

Cálculo de direcciones

Operación AND y el cálculo de la dirección de red a partir de una dirección de host.

La Operación AND se utiliza para determinar la dirección de red. Una operación AND arroja 1 cuando los

dos bits son 1 caso contrario arroja 0. Por ejemplo:

Si tenemos el host 192.0.0.1 y la máscara de subred 255.255.0.0.

Para los dos primeros octetos, todos los bits de la máscara de subred son 1 (255). Para el AND de cada

uno de estos bits con la dirección de host, el resultado es el bit de la dirección de host. En el caso de los

dos últimos octetos, los bits de la máscara son 0. Para estos procesos AND, todos los resultantes son 0.

Decimal con puntos Octetos binarios

Host 192 0 0 1 11000000 00000000 00000000 00000001

Máscara 255 255 0 0 11111111 11111111 00000000 00000000

AND

Red 192 0 0 0 11000000 00000000 00000000 00000000

Cálculo de las direcciones de red, host y broadcast

Los pasos a seguir son:

1. Calcular la dirección de red

2. Calcular la dirección del host más baja

3. Calcular la dirección de broadcast

4. Calcular la dirección de host más alta

5. Determinar el rango de direcciones de host

Tomamos por ejemplo la red 172.16.20.0 /25

Calculo de la dirección de red

La dirección de red es la dirección más baja del bloque de direcciones . Para representar la dirección de

red, todos los bits de host son 0.

172 16 20 0

1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Red Host

La dirección de red es 172.16.20.0

Cálculo de la dirección de host más baja

La dirección de host más baja siempre es un 1 mayor que la dirección de red.

172 16 20 1

1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

Red Host

La dirección de host más baja es 172.16.20.1

Cálculo de la dirección de broadcast

La dirección de broadcast es la dirección más alta del bloque de direcciones. Se la calcula poniendo en 1

todos los bits de la parte de host.

172 16 20 127

1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

Red Host

La dirección de broadcast es 172.16.20.127

Cálculo de la dirección de host más alta

La dirección de host más alta siempre es un 1 menos que la dirección de broadcast.

172 16 20 126

1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

Red Host

La dirección de host más alta es 172.16.20.126

Cómo determinar el rango de direcciones de host

Por último, tiene que determinar el rango de host para la red. Este rango incluye todas las direcciones,

desde la dirección de host más baja hasta la dirección de host más alta, ambas inclusive. Por lo tanto, en

esta red el rango de direcciones es:

172.16.20.1 a 172.16.20.126

Subnetting básico

El rango de direcciones que se utiliza en un internetwork tiene que dividirse en redes. Cada una de estas

redes debe tener asignada una porción de estas direcciones, denominada subred. El subnetting permite

crear varias redes lógicas a partir de un solo bloque de direcciones.

Las subredes se crean reasignando uno o más de los bits de host como bits de red. Esto se hace

extendiendo el prefijo para “pedir prestados” algunos de los bits de la porción de host de la dirección, a

fin de crear bits de red adicionales. Cuantos más bits de host se pidan prestados, más subredes se

pueden definir. Para cada bit prestado se dobla el número de subredes disponibles. Por ejemplo con 2

bits se pueden definir 4 redes y con 3 bits 8 subredes. Sin embargo, con cada bit que pida prestado,

tiene menos bits de host para definir las direcciones de host en cada subred; por consiguiente hay

menos direcciones de host disponibles por subred.

Para calcular el número de subredes:

2n, donde n = número de bits que se toman prestados para realizar las subredes

Para calcular el número de host por red:

2n -2, donde n= es el número de bits que se dejan para los host.

Subnetting: división de redes en tamaños adecuados

La división d=en subredes de un bloque de direcciones para una internetwork sigue estos pasos:

1. Determinar el número total de direcciones

2. Determinar el número de redes y el número de host de cada red.

3. Particionar el bloque de direcciones para crear una red del tamaño adecuado para la red subred

más grande

4. Crear otra partición del tamaño adecuado para la siguiente red más grande

5. Continuar creando particiones para cada red subsiguiente más pequeña hasta que todad las

subredes tengan bloques de direcciones asignados.

Cálculo de direcciones

Comenzando con una dirección IP dada y un prefijo (máscara de subred), 172.16.0.0, 255.255.252.0,

asignados por el administrador de la red, se puede empezar a crear la documentación de la red.

Computadoras de

administración

20 hosts

1 switch

20 switches

Servidor

4 switches

Computadoras de

profesores

Computadoras de

estudiantes

64 hosts 460 hosts

Dirección IP dada:

172.16.0.0 /22

Fa 0/0

Fa 1/0Fa 0/0

DCE

S 0/0

S 0/0

Topología de red

Los hosts están divididos en grupos: LAN de los estudiantes, LAN de los profesores, LAN del

administrador y WAN. El número de hosts para el grupo de los estudiantes es como sigue:

Computadoras de estudiantes: 460

Router (gateway LAN): 1

Switches (administración): 20

Total para la subred de los estudiantes: 481

La LAN de los profesores requiere los siguientes hosts:

Computadoras de profesores: 64


Switches (administración): 4

Total para la subred de los profesores: 69

La LAN de administración requiere los siguientes hosts:

Computadoras de administrador: 20

Servidor: 1


Switch (administración): 1

Total para la subred de administración: 23

La WAN requiere lo siguiente:

WAN router a router: 2

Total para la WAN: 2

Métodos de asignación

Hay dos métodos para asignar direcciones a una internetwork. Puede utilizar la máscara de subred de

longitud variable (VLSM, variable-length subnet masking), con la que asigna el prefijo y los bits de host a

cada red basándose en el número de hosts de esa red. O bien, puede utilizar un método no-VLSM,

donde todas las subredes utilizan la misma longitud de prefijo y el mismo número de bits de host. Este

ejemplo de red muestra los dos métodos.

Cálculo y asignación de direcciones sin VLSM

Al utilizar el método no-VLSM de asignación de direcciones, todas las subredes tienen el mismo número

de direcciones asignadas a ellas. Para proporcionar un número adecuado de direcciones a cada red, base

el número de direcciones para todas las redes en los requisitos de direccionamiento para la red más

grande.

En el presente ejemplo, la LAN de estudiantes es la red más grande, porque requiere 481 direcciones.

Utilice esta fórmula para calcular el número de hosts:

Hosts utilizables = 2n – 2

Utilice 9 como valor para n, porque 9 es la primera potencia de 2 que queda por encima de 481.

Pidiendo prestados 9 bits para la porción de host llegamos a este cálculo:

29 = 512

512 – 2 = 510 direcciones de host utilizables

Esto satisface el requisito actual de al menos 481 direcciones, con una pequeña concesión para el

crecimiento. Esto también nos deja 23 bits de red (32 bits totales – 9 bits de host).

Como hay 4 redes en la internetwork, necesitará cuatro bloques de 512 direcciones cada uno, para un

total de 2048 direcciones. Utilizará el bloque de direcciones 172.16.0.0 /23, que proporciona direcciones

en el rango 172.16.0.0 a 172.16.7.255

Los cálculos de dirección para las redes son los siguientes.

En binario, la dirección 172.16.0.0 es:

10101100.00010000.00000000.00000000

La máscara 255.255.254.0 es 23 bits en binario:

11111111.11111111.11111110.00000000

Esta máscara proporciona los cuatro rangos de direcciones que se muestran en la figura Direcciones sin

VLSM.

Figura: Direcciones sin VLSM

Para el bloque de red de estudiante, los valores serían 172.16.0.1 a 172.16.1.254, con una dirección de

broadcast de 172.16.1.255

La red de administrador requiere un total de 66 direcciones. Las direcciones restantes de este bloque de

512 direcciones no se utilizarán. Los valores para la red de administrador son 172.16.2.1 a 172.16.3.254,

con una dirección de broadcast de 172.16.3.255

Al asignar el bloque 172.16.4.0 /23 a la LAN del profesor se asigna un rango de direcciones de 172.16.4.1

a 172.16.5.254, con una dirección de broadcast de 172.16.5.255. Sólo 23 de las 512 direcciones se

utilizarán realmente en la LAN del profesor.

La WAN tiene una conexión de punto a punto entre los dos routers. Esta red solo requiere dos

direcciones IPv4 para los routers en este enlace serie. La figura anterior muestra que asignando este

bloque de direcciones al enlace WAN se desperdician 508 direcciones.

Es posible utilizar VLSM en esta internetwork para ahorrar espacio de direccionamiento, pero el uso de

VLSM requiere una mayor planificación. La siguiente sección muestra la planificación asociada con el uso

de VLSM.

481 direcciones

utilizadas

69 direcciones utilizadas



172.16.0.0 - 172.16.1.255 510 direcciones de host disponibles en cada subred

172.16.2.0 - 172.16.3.255

172.16.4.0 - 172.16.5.255

172.16.6.0 - 172.16.7.255

La siguiente tabla muestra estas cuatro redes diferentes y sus rangos de direcciones IP.

Red Dirección de subred Rango de direcciones de host Dirección de broadcast

Estudiante 172.16.0.0 /23 172.16.0.1 – 172.16.1.254 172.16.1.255

Profesor 172.16.2.0 /23 172.16.2.1 – 172.16.2.254 172.16.2.255

Administrador 172.16.4.0 /23 172.16.4.1 – 172.16.4.254 172.16.4.255

WAN 172.16.6.0 /23 172.16.6.1 – 172.16.6.254 172.16.6.255 Tabla: Redes sin rangos de direcciones VLSM para las subredes

Cálculo y asignación de direcciones con VLSM

Para la asignación VLSM, puede asignar un bloque de direcciones más pequeño a cada red, según sea lo

apropiado (Ver figura Direcciones con VLSM).

El bloque de direcciones 172.16.0.0 /22 (máscara de subred 255.255.252.0) se ha asignado en conjunto

a esta internetwork. Se utilizarán 10 bits para definir las direcciones de host y las subredes. Esto produce

un total de 1024 direcciones IPv4 locales en el rango 172.16.0.0 a 172.16.3.0

La subred más grande es la LAN de estudiante, que requiere 460 direcciones. Con la fórmula de los hosts

utilizables = 2n – 2, el préstamo de 9 bits para la porción de host arroja un resultado de 512 – 2 = 510

direcciones de host utilizables. Esto satisface el requisito actual, con una pequeña concesión al

crecimiento.

172.16.0.0 ß----------------------------------------to -------------------------------------------------à172.16.3.255

Estudiante Profesor Administración WAN Sin usar

172.16.1.255

172.16.2.195

172.16.2.191

172.16.2.127

172.16.3.255

Figura: Direcciones con VLSM

El uso de 9 bits para los hosts deja un bit que puede utilizarse localmente para definir la dirección de

subred. El uso de la dirección más baja disponible proporciona una dirección de subred de 172.16.0.0

/23


10101100.00010000.00000000.00000000


11111111.11111111.11111110.00000000

En la red de estudiantes, el rango de host IPv4 sería 172.16.0.1 hasta 172.16.1.254, con una dirección de

broadcast 172.16.1.255

Como a la LAN de estudiantes se le han asignado estas direcciones, estas últimas no están disponibles

para su asignación a las subredes restantes: LAN de profesores, LAN del administrador y WAN. Las

direcciones que todavía se pueden asignar están en el rango de 172.16.2.0 a 172.16.3.255

La siguiente red más grande es la LAN de profesores. Esta red requiere al menos 66 direcciones. El uso

de 6 como potencia en la fórmula del 2, 26 – 2 solo proporciona 62 direcciones utilizables. Debe utilizar

un bloque de dirección utilizando 7 bits de host. El cálculo 2n - 2 producirá un bloque de 126 direcciones.

Esto deja 25 bits para asignar a la dirección de red. El siguiente bloque disponible de este tamaño es la

red 172.16.2.0 /25


10101100.00010000.00000010.00000000


11111111.11111111.11111111.10000000

Esto proporciona un rango de host IPv4 de 172.16.2.1 a 172.16.2.126, con una dirección de broadcast de

172.16.2.127

Del bloque de direcciones original 172.16.0.0 /22, asignamos las direcciones 172.16.0.0 a 172.16.2.127.

Las direcciones restantes que se han de asignar son 172.16.2.128 a 172.16.3.255

Para la LAN de administrador, es preciso acomodar 23 hosts. Esto requerirá el uso de 6 bits de host

utilizando el cálculo 2n – 2. El siguiente bloque de direcciones disponible que puede acomodar estos

hosts es el bloque 172.16.2.128 /26


10101100.00010000.00000010.10000000


11111111.11111111.11111111.11000000

Esto proporciona un rango de host IPv4 de 172.16.2.129 a 172.16.2.190, con una dirección de broadcast

de 172.16.2.192. El resultado son 62 direcciones IPv4 únicas para la LAN de administrador.

El último segmento es la conexión WAN, que requiere dos direcciones de host. Únicamente 2 bits de

host acomodarán los enlaces WAN: 22 – 2 = 2.

Esto nos deja 8 bits para definir la dirección de subred local. El siguiente bloque de direcciones

disponible es 172.16.2.192 /30


10101100.00010000.00000010.11000000


11111111.11111111.11111111.11111100

Esto proporciona un rango de host IPv4 de 172.16.2.193 a 172.16 2.194, con una dirección de broadcast

de de 172.16.2.195

Completamos así la asignación de direcciones utilizando VLSM. Si se hace necesario realizar algún ajuste

para adaptarse a un futuro crecimiento, todavía están disponibles las direcciones del rango 172.16.2.196

a 172.16.3.255

La siguiente tabla muestra estas 4 diferentes redes y sus rangos de direcciones IP.

Red Dirección de subred Rango de direcciones de host Dirección de broadcast

Estudiante 172.16.0.0 /23 172.16.0.1 – 172.16.1.254 172.16.1.255

Profesor 172.16.2.0 /25 172.16.2.1 – 172.16.2.126 172.16.2.127

Administrador 172.16.2.128 /26 172.16.2.129 – 172.16.2.190 172.16.2.191

WAN 172.16.2.192 /30 172.16.2.193 – 172.16.2.194 172.16.2.195

Sin usar --- 172.16.2.197 – 172.16.3.254 --- Tabla: Redes con rangos de direcciones VLSM para las subredes

Direccionamiento IPv4

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