Guía paso a paso para calcular subredes y notaciones CIDR en el modelo TCP/IP

En este artículo, te presentaré una guía práctica para calcular direcciones de red, máscaras de subred, dirección de broadcast y el número de hosts disponibles en una subred, basándonos en el modelo TCP/IP. Además, aprenderás a interpretar y aplicar la notación CIDR, ampliamente utilizada en las configuraciones de redes actuales.

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1. Conceptos básicos de direccionamiento IP

1.1. Binario y decimal

Una dirección IP se compone de cuatro octetos (por ejemplo, 192.168.1.24). Cada octeto es un número entre 0 y 255 que, en binario, abarca 8 bits. De esta forma, para representar 192 se utiliza la siguiente conversión a binario:

192 en decimal = 11000000 en binario

Este proceso se repite para cada octeto.

1.2. Máscara de subred

La máscara de subred indica qué parte de la dirección IP corresponde a la red y qué parte corresponde a los hosts. Por ejemplo, la máscara 255.255.255.192 se traduce en binario como:

255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000

Aquí, los bits a 1 indican la porción de red, mientras que los bits a 0 indican la porción de hosts.

1.3. Operación AND para encontrar la red

Para determinar a qué red pertenece una IP, se usa la operación AND bit a bit entre la dirección IP y la máscara de subred. Esta operación conserva los bits que son 1 en ambos operandos y convierte en 0 todo lo demás.

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2. Cálculo de subred y dirección de broadcast

2.1. Ejemplo con IP: 192.168.27.131 / Máscara: 255.255.255.192

1. Conversión a binario
   • IP (192.168.27.131): 11000000.10101000.00011011.10000011
   • Máscara (255.255.255.192): 11111111.11111111.11111111.11000000
2. Dirección de red
   Se aplica la operación AND: IP : 11000000.10101000.00011011.10000011 Máscara : 11111111.11111111.11111111.11000000 ------------------------------------ (AND) Red : 11000000.10101000.00011011.10000000 En decimal, la dirección de red es 192.168.27.128.
3. Dirección de broadcast
   Para encontrarla, invertimos la máscara (bits de host se ponen a 1) y hacemos OR con la dirección de red:
   • Máscara invertida: 00000000.00000000.00000000.00111111
   • Broadcast (OR con la dirección de red): 11000000.10101000.00011011.10000000 OR 00000000.00000000.00000000.00111111 ------------------------------------ 11000000.10101000.00011011.10111111 Resultado en decimal: 192.168.27.191.
4. Número de hosts
   Con 6 bits para host (porque la máscara deja 6 bits libres), se obtienen 2^6 = 64 direcciones, de las cuales restamos 2 (dirección de red y broadcast). Entonces, hay 62 hosts disponibles.

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3. Notación CIDR

La notación CIDR (Classless Inter-Domain Routing) describe cuántos bits de la máscara están asignados a la red precedidos de un “/”. Veamos algunos ejemplos:

• 255.255.255.192
  • Binario: 11111111.11111111.11111111.11000000
  • Tiene 26 bits en 1 → se escribe /26
• 255.255.255.248
  • Binario: 11111111.11111111.11111111.11111000
  • Tiene 29 bits en 1 → se escribe /29

Ejemplos resueltos

1. 192.168.1.24 con 255.255.255.192 → /26
2. 192.168.30.7 con 255.255.255.248 → /29
3. 192.168.20.125 con 255.255.255.128 → /25
4. 192.168.80.126 con 255.255.255.252 → /30
5. 192.168.1.3 con 255.255.255.224 → /27

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4. Ejemplo adicional: IP 192.168.108.14 / Máscara 255.255.248.0

1. Clase de la dirección
   • Al ser 192.x.x.x, corresponde a Clase C.
2. Número de hosts
   • La máscara 255.255.248.0 (binario: 11111111.11111111.11111000.00000000) deja 11 bits para host.
   • 2^11 = 2048 direcciones totales, y al restar 2 (red y broadcast) quedan 2046 hosts.
3. Dirección de red 192.168.108.14 (IP) -> 11000000.10101000.01101100.00001110 255.255.248.0 (Máscara)-> 11111111.11111111.11111000.00000000 -------------------------------------------------------- (AND) 192.168.104.0 (Red) -> 11000000.10101000.01101000.00000000 En decimal: 192.168.104.0.
4. Dirección de broadcast
   • Máscara invertida: 00000000.00000000.00000111.11111111
   • OR con la dirección de red: 11000000.10101000.01101000.00000000 (192.168.104.0) OR 00000000.00000000.00000111.11111111 (0.0.7.255) --------------------------------------------- 11000000.10101000.01101111.11111111 (192.168.111.255) Resultado: 192.168.111.255.
5. Primera y última dirección usable
   • Primera: 192.168.104.1 (dirección de red + 1)
   • Última: 192.168.111.254 (dirección de broadcast – 1)

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5. Conclusión

El direccionamiento y segmentación de redes mediante máscaras de subred y notación CIDR constituyen la base de la mayoría de las configuraciones de red actuales. Una correcta comprensión de estos cálculos (dirección de red, broadcast y hosts disponibles) garantiza una implementación eficaz y un mejor aprovechamiento de los recursos de direccionamiento IP.

En resumen, dominar estas operaciones te ayudará a:

• Distribuir adecuadamente las subredes en tu organización.
• Optimizar el uso de direcciones IPv4 (escasas en la actualidad).
• Diagnosticar y resolver problemas de conectividad relacionados con direcciones IP y máscaras.

¡Espero que este artículo te haya sido útil para comprender el proceso de cálculo de subredes! Si deseas profundizar o compartir tus experiencias, déjanos tus comentarios.