Fundamentos del Subneting en IPv4 (con ejemplo práctico de creación de 6 subredes)

El subneting (o “subneteo”) es la técnica que permite fraccionar una red en varias subredes más pequeñas. Esto ayuda a organizar y optimizar el uso de las direcciones IP, mejorar la seguridad y facilitar la administración de la red.

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1. Conceptos básicos

1. Dirección IP (IPv4)
   • Una dirección IPv4 tiene 32 bits, representados normalmente como 4 octetos en notación decimal. Ejemplo: 192.168.10.0.
2. Máscara de subred (Subnet Mask)
   • Indica cuántos bits se utilizan para la parte de red y cuántos para la parte de host.
   • Puede verse en notación decimal (por ejemplo: 255.255.255.0) o en notación CIDR (por ejemplo: /24).
3. Notación CIDR (Classless Inter-Domain Routing)
   • /24 significa que los primeros 24 bits se usan para la red y los 8 bits restantes para los hosts.
   • /27 significa que los primeros 27 bits se usan para la red y los 5 bits restantes para los hosts.
4. Bits de red, bits de subred y bits de host
   • Bits de red: Fijos para toda la red base.
   • Bits de subred: Tomados de la parte de host para crear múltiples subredes dentro de la red base.
   • Bits de host: Determinan cuántos dispositivos podemos tener en cada subred.

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2. Ejemplo práctico: Dividir una red /24 en 6 subredes

2.1. Situación inicial

• Tenemos la red 192.168.10.0/24.
• Máscara de subred original: 255.255.255.0 (/24).
• Esto nos da 8 bits para hosts (32 – 24 = 8), y un máximo de 2^8 – 2 = 254 hosts en una sola red.

2.2. Requerimiento

• Queremos crear 6 subredes a partir de este /24.

2.3. Cálculo de bits para subred

• Para tener al menos 6 subredes, necesitamos hallar el número de bits de subred nn tal que 2^n ≥ 6.
• 2^2 = 4 (no es suficiente) y 2^3 = 8 (sí es suficiente).
• Entonces necesitamos 3 bits para la parte de subred.

2.4. Nueva máscara de subred

• Partimos de /24.
• Sumamos 3 bits para subred.
• Nuestra nueva máscara es /27 (24 + 3 = 27).
• En decimal, /27 corresponde a 255.255.255.224.
  • Explicado en binario, en el último octeto se usan 3 bits para red (11100000) y 5 bits para hosts (00011111), lo que en decimal es 224.

2.5. Tamaño de cada subred

• Quedan 5 bits para hosts (32 – 27 = 5).
• Número de hosts disponibles en cada subred: 2^5 – 2 = 32 – 2 = 30 hosts.

2.6. Subredes resultantes

• Con 3 bits de subred, en realidad obtenemos 8 subredes posibles (2^3 = 8). Sin embargo, si solo necesitamos 6, simplemente usaremos las primeras 6 y reservaremos las otras 2 para un posible crecimiento futuro.

Para un /27, el último octeto salta de 32 en 32:

1. Subred 1
   • Dirección de red: 192.168.10.0/27
   • Máscara: 255.255.255.224
   • Rango de hosts: 192.168.10.1 – 192.168.10.30
   • Broadcast: 192.168.10.31
2. Subred 2
   • Dirección de red: 192.168.10.32/27
   • Máscara: 255.255.255.224
   • Rango de hosts: 192.168.10.33 – 192.168.10.62
   • Broadcast: 192.168.10.63
3. Subred 3
   • Dirección de red: 192.168.10.64/27
   • Máscara: 255.255.255.224
   • Rango de hosts: 192.168.10.65 – 192.168.10.94
   • Broadcast: 192.168.10.95
4. Subred 4
   • Dirección de red: 192.168.10.96/27
   • Máscara: 255.255.255.224
   • Rango de hosts: 192.168.10.97 – 192.168.10.126
   • Broadcast: 192.168.10.127
5. Subred 5
   • Dirección de red: 192.168.10.128/27
   • Máscara: 255.255.255.224
   • Rango de hosts: 192.168.10.129 – 192.168.10.158
   • Broadcast: 192.168.10.159
6. Subred 6
   • Dirección de red: 192.168.10.160/27
   • Máscara: 255.255.255.224
   • Rango de hosts: 192.168.10.161 – 192.168.10.190
   • Broadcast: 192.168.10.191

(En caso de usar todas las subredes posibles, tendríamos además:)

7. Subred 7: 192.168.10.192/27
   • Rango de hosts: 192.168.10.193 – 192.168.10.222
   • Broadcast: 192.168.10.223
8. Subred 8: 192.168.10.224/27
   • Rango de hosts: 192.168.10.225 – 192.168.10.254
   • Broadcast: 192.168.10.255

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3. Pasos generales para el Subneting

1. Definir cuántas subredes y cuántos hosts por subred se necesitan.
2. Calcular los bits de subred (n) para cumplir la cantidad de subredes.
   • Se determina que 2^n ≥ número de subredes.
3. Crear la nueva máscara de subred añadiendo los bits de subred al prefijo original.
   • Ejemplo: /24 + 3 bits = /27.
4. Calcular los hosts por subred.
   • Con H bits de host, la fórmula es 2^H – 2.
5. Dividir los rangos de direcciones.
   • Asignar a cada subred su dirección de red, rango de hosts y dirección de broadcast.

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4. Beneficios del Subneting

• Mejor organización y administración: Al segmentar la red, se hace más sencillo localizar y manejar dispositivos.
• Seguridad: Es más fácil aislar segmentos y aplicar reglas de firewall o listas de control de acceso (ACL).
• Reducción de tráfico de broadcast: Menos hosts por subred significa menos tráfico de difusión.
• Escalabilidad: Puedes agregar más subredes en el futuro sin rediseñar por completo la red.

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5. Conclusiones

El subneting en IPv4 es esencial para optimizar y asegurar cualquier red. En este ejemplo, partimos de una red 192.168.10.0/24 y creamos 6 subredes con /27. Al hacerlo:

1. Determinamos la necesidad de 3 bits para lograr al menos 6 subredes (en realidad se obtienen 8).
2. Ajustamos la máscara de /24 a /27.
3. Obtenemos subredes con 30 hosts útiles cada una.
4. Definimos el rango de direcciones y broadcasts correspondientes.

Estos pasos son la base para cualquier proceso de subneteo. Con ellos, cualquier administrador de red puede diseñar e implementar una estrategia de direccionamiento IP eficiente, escalable y segura.