Redes

Subneteo

La función del Subneteo o Subnetting es dividir una red IP física en subredes lógicas (redes más pequeñas) para que cada una de estas trabajen a nivel envío y recepción de paquetes como una red individual, aunque todas pertenezcan a la misma red física y al mismo dominio. El Subneteo permite una mejor administración, control del tráfico y seguridad al segmentar la red por función. También, mejora la performance de la red al reducir el tráfico de broadcast de nuestra red.

Formulas para calcular subredes.

Principios de la división de subredes

La división en subredes permite crear múltiples redes lógicas de un solo bloque de direcciones. Como usamos un router para conectar estas redes, cada interfaz en un router debe tener un ID único de red. Cada nodo en ese enlace está en la misma red.

Creamos las subredes utilizando uno o más de los bits del host como bits de la red. Esto se hace ampliando la máscara para tomar prestado 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 usen, mayor será la cantidad de subredes que puedan definirse. Para cada bit que se tomó prestado, se duplica la cantidad de subredes disponibles. Por ejemplo: si se toma prestado 1 bit, es posible definir 2 subredes. Si se toman presta

dos 2 bits, es posible tener 4 subredes. Sin embargo, con cada bit que se toma prestado, se dispone de menos direcciones host por subred.

El router A en la figura posee dos interfaces para interconectar dos redes. Dado un bloque de direcciones 192.168.1.0 /24, se crearán dos subredes. Se toma prestado un bit de la porción de host utilizando una máscara de subred 255.255.255.128, en lugar de la máscara original 255.255.255.0. El bit más significativo del último octeto se usa para diferenciar dos subredes. Para una de las subredes, este bit es “0” y para la otra subred, este bit es “1”

Mascara de wildcard

La máscara de wildcard es un registro de 32 bits de longitud que, aplicado a una dirección IPv4, permite definir qué bits son relevantes para la ejecución de una determinada acción y cuáles no deben ser considerados o tenidos en cuenta.
En una máscara de wildcard,
los bits significativos  se señalan con 0 en la máscara de wildcard,
los bits no-significativos se marcan con 1 en la máscara de wildcard.

Las wildcards han tenido múltiples usos en la configuración de dispositivos Cisco IOS, si bien en los últimos tiempos han comenzado a ser menos utilizadas.
Los usos más frecuentes son:

·                     Definición de direcciones IP de origen y destino en ACLs.

·                     Definición de redes incluidas en el procesamiento de OSPF.

·                     Definición de redes incluidas en el procesamiento de EIGRP.

Ejemplos de cálculo de mascara wildcard

Ejemplos de cálculo de mascara wildcard

   Suponga que desea permitir el acceso a todos los usuarios en la red 192.168.3.0. Dado que la máscara de subred es 255.255.255.0, podría tomar 255.255.255.255 y restarle la máscara de subred 255.255.255.0. El resultado genera la máscara wildcard 0.0.0.255.

   Suponga que desea permitir el acceso a la red a los 14 usuarios en la subred 192.168.3.32/28. La máscara de subred para la subred ip es 255.255.255.240; por lo tanto, tome 255.255.255.255 y réstele la máscara de subred 255.255.255.240. Esta vez, el resultado genera la máscara wildcard 0.0.0.15.

  Suponga que solo quiere establecer la coincidencia con las redes 192.168.10.0 y 192.168.11.0. Una vez más, tome 255.255.255.255 y reste la máscara de subred regular que, en este caso, es 255.255.252.0. El resultado es 0.0.3.255.

Dirección de Broadcast

En Informática, la difusión amplia, difusión ancha o broadcast, es una forma de transmisión de información donde un nodo emisor envía información a una multitud de nodos receptores de manera simultánea, sin necesidad de reproducir la misma transmisión nodo por nodo.

Difusión en redes IPv4

El protocolo IP en su versión 4 (IPv4) también permite la difusión de datos. En este caso no existe un medio de transmisión compartido, no obstante, se simula un comportamiento similar.

La difusión en IPv4 no se realiza a todos los nodos de la red porque colapsarían las líneas de comunicaciones debido a que no existe un medio de transmisión compartido. Solamente es posible la difusión a subredes concretas dentro de la red, generalmente, aquellas bajo el control de un mismo enrutador.

Difusión amplia limitada (limited broadcast)

Consiste en enviar un paquete de datos IP con la dirección 255.255.255.255. Este paquete solamente alcanzará a los nodos que se encuentran dentro de la misma red física subyacente. En general, la red subyacente será una LAN o un segmento de la LAN.

Multidifusión (multicast)

La multidifusión utiliza un rango especial de direcciones denominado “rango de clase D”. Estas direcciones no identifican nodos sino redes o subredes.

Cuando se envía un paquete con una dirección de multidifusión, todos los enrutadores intermedios se limitan a re-enviar el paquete hasta el enrutador de dicha subred. Este último se encarga de hacerlo llegar a todos los nodos que se encuentran en la subred.

Aquella dirección que tiene todos y cada uno de los bits de la parte de dirección de máquina con valor 1 es una dirección de multidifusión. Por ejemplo, en una red 192.168.11.0/24, la dirección de broadcast es 192.168.11.255. El valor de host 255 en 192.168.11.255 se codifica en binario con sus ocho bits a 1: 11111111.

La multidifusión se utiliza únicamente como experimento. Existe una propuesta de implementación de videoconferencia utilizando multidifusión, sin embargo, se han estandarizado otros mecanismos (H.323).

Difusión en redes IPv6

Multidifusión (multicast)

La multidifusión es sensiblemente distinta en IPv6 respecto a IPv4. Un paquete de multidifusión no está dirigido necesariamente a una red o subred, concepto que no existe en IPv6, sino a un grupo de nodos predefinido compuesto por cualquier equipo en cualquier parte de la red.

El nodo emisor emite su paquete a una dirección de multidifusión como si se tratase de cualquier otro paquete. Dicho paquete es procesado por diversos enrutadores intermedios. Estos enrutadores utilizan una tabla de correspondencia que asocia cada dirección de multidifusión con un conjunto de direcciones reales de nodos. Una vez determinadas dichas direcciones, retransmite una copia del paquete a cada uno de los nodos interesados.

Difusión a una de varias (anycast)

La difusión anycast es similar a la multidifusión. La diferencia radica en que no se requiere que el paquete llegue a todos los nodos del grupo, sino que se selecciona uno en concreto que recibirá la información.

La utilidad de este tipo de difusión puede ser aumentar la disponibilidad de un servicio, el descubrimiento de servicios en la red y el reparto de carga de cómputo entre varios nodos.

Aplicaciones de las prácticas de difusión

·         Cuando el nodo emisor no conoce cuál es el nodo destinatario. La aplicación más común es el descubrimiento automático de servicios en una red. De esta manera, el usuario no tiene por qué conocer de antemano la dirección del servidor que proporciona un determinado servicio.

·         Cuando el nodo emisor necesita enviar la misma información a múltiples receptores. Es el caso de la videoconferencia y el streaming.

Dirección host

Como se describe anteriormente, cada dispositivo final requiere una dirección única para enviar un paquete a dicho host. En las direcciones IPv4, se asignan los valores entre la dirección de red y la dirección de broadcast a los dispositivos de dicha red.

Prefijos de red

Una pregunta importante es: ¿Cómo es posible saber cuántos bits representan la porción de red y cuántos bits representan la porción de host? Al expresar una dirección de red IPv4, se agrega una longitud de prefijo a la dirección de red. La longitud de prefijo es la cantidad de bits en la dirección que conforma la porción de red. Por ejemplo: en 172.16.4.0 /24, /24 es la longitud de prefijo e indica que los primeros 24 bits son la dirección de red. Esto deja a los 8 bits restantes, el último octeto, como la porción de host. Más adelante en este capítulo, aprenderemos más acerca de otra entidad que se utiliza para especificar la porción de red de una dirección IPv4 en los dispositivos de red. Se llama máscara de subred. La máscara de subred consta de 32 bits, al igual que la dirección, y utiliza unos y ceros para indicar cuáles bits de la dirección son bits de red y cuáles bits son bits de host.

No siempre a las redes se le asigna un prefijo /24. El prefijo asignado puede variar de acuerdo con la cantidad de hosts de la red. Tener un número de prefijo diferente cambia el rango de host y la dirección de broadcast para cada red.

Sumarización

La sumarización o agregación muestra los datos de una manera más resumida, permitiendo, precisamente, calcular valores agregados, que no son los datos directos registrados, sino datos derivados de ellos. Se puede considerar, en cierto modo, una generalización de los datos y, por tanto, suele facilitar el aprendizaje. Pero no es sólo una cuestión de eficiencia, sino, muchas veces, una necesidad. En la mayoría de eventos físicos, cuando más se detallan los datos menos patrones suelen encontrarse.

Enlaces

• https://www.youtube.com/watch?v=hlQkQR9Zifk
• https://www.youtube.com/watch?v=4ydCCs3HVWE
• https://www.youtube.com/watch?v=5ynsSiD3oI8