domingo, 1 de mayo de 2011

Aspectos Básicos de Calculo de Sub Redes


El cualculo de sub redes es un actividad basica que debe manejar cualquier persona que trabaje con redes de datos, el presente tutorial describe una manera facil de hacer estos calculos utilizando un herramienta encontrada facilmente en escritorios Linux como lo es la calculadora gcalctool, la cual nos facilitara el trabajo de convercion de numeros decimales a binario y viceversa

Índice.
  1. Justificación.
  2. Preparación.
  3. Conceptos básicos.
  4. Licencia.
  5. Pasos a seguir.
5.1 Separación de host en grupos comunes.
5.2 ¿Porque separar los host en redes?
5.3¿Como separar host en redes?
5.4Redes a partir de redes.
6. Resultados Esperados.
7.Referencias.
8.Autores.


Justificación.

Buscando en internet hacerca de este tema me encontre con que existe muy poca documentacion relacionada a los aspectos basicos, lo cual deja a los novatos con pocas opciones para iniciarse, asi que me decidi a redactar este tutorial basandome en el curso de cisco CCNA aspectos basicos de networking, asi que aqui les va.


Preparación.

A continuación, los conceptos básicos para entender este documento:

host. Dispositivo que se comunica atravez de una red de datos.
Dirección IP: Dirección de 32 bits que se escribe en cuatro octetos de formato decimal separados por puntos, utilizada para identificar a los hosts que utilizan TCP/IP. Está compuesta por número de red, número de subred (opcional) y número de host.
Broadcast: Paquete de datos que se envía a todos los nodos de una red.
NIC (Network Interface Card): Conocida también como tarjeta de interfaz de red, suministra capacidades de comunicación de red hacia el sistema informático y desde éste. Cada tarjeta de red tiene un número de identificación único de 48 bits, en hexadecimal llamado dirección MAC
Nodo: Centro de conmutación o de tránsito de un red de telecomunicaciones. Punto de conexión física de dispositivos en una LAN.
witch: es un dispositivo electrónico de interconexión de redes de computadoras, que interconecta dos o más segmentos de red.
Servidor: Equipo que brinda servicios a los clientes. Los servidores son el punto central en las redes modelo cliente/servidor. Existen muchos servicios que un servidor puede brindar a los clientes de red.


Licencia

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Pasos a seguir

Separación de host en grupos comunes.

Antes de empezar a planificar de que manera separaremos los host de nuestra red debemos pensar en función de que la dividiremos, existen varias formas de separar los host de nuestra red, las mas comunes son:

Geográfico: oficinas al sur, oficinas al norte, oficinas en otro edificio, etc. Ideal para cuando se cuenta con un lugar centralizado donde llega un cable desde cada oficina.

Propósito: oficina 1, oficina 2, oficina... Ideal para redes jerárquicas o cuando se cuente con hardware que soporte interfaces virtuales. El volumen y el tipo de datos generados por un grupo de usuarios puede hacer que este tipo de separación sea la mas efectiva.

propiedad: red publica, red privada, equipos móviles. Esta puede ser la mas efectiva de todas debido a que se puede sub dividir en las divisiones anteriores el único inconveniente es que Solo es posible en en redes jerárquicas.

¿Porque separar los host en redes?

A medida que la red va creciendo también crecen los problemas relacionados con la misma entre los que se encuentran problemas de rendimiento y seguridad.

Rendimiento: Grandes cantidades de host generan grandes volúmenes de datos que pueden saturar los equipos conectados a la red (switchs, access point, servidores, impresoras, teléfonos ip, etc.) el tipo de trafico que mas sobre carga puede generar es el broadcast, estos paquetes son necesarios y útiles, se usan para obtener información de algún equipo desconocido que este conectado a la red local. Dichos paquetes son reenviados por los switchs desde el host emisor a TODOS los demás host de la red y estos deberan procesar la información lo cual también reduce el rendimiento de los equipos.

Seguridad: Algunos de los grupos que creemos no necesitaran conectarse a otras redes, por lo cual es posible denegar o monitoriar el acceso a estas redes.


¿Como separar host en redes?

Para dividir y subdividir redes necesitamos direccionamiento jerárquico (no confundir con red jerárquica) el ejemplo mas parecido al direccionamiento jerárquico son las direcciones de correo convencional, imaginemos que una persona residenciada en Venezuela quiere enviar una carta al presidente de china, el personal de la oficina postal de Venezuela solo vera el país y enviara la carta al continente asiático, no tomara en cuenta el país, la ciudad ni mucho menos la calle, una ves en Asia enviaran la carta a China, allí la enviaran a la provincia correspondiente, desde allí se enviara a la oficina del presidente, la recibirá su secretaria y esta sera quien se la entregue, de haber una respuesta se seguirá el mismo camino en sentido inverso.

Las direcciones ip trabajan de manera muy similar, para dividir una red grande se debe mantener los primeros bit de la dirección ip (similar al país), los bits intermedios para identificar un nivel mas bajo (la provincia) y los últimos para identificar el host.


Redes a partir de redes

En redes muy grandes se pueden crear varias capas de direccionamiento, para comodidad de los administradores de red una dirección Ipv4 esta dividida en 4 grupos de 8 bit (octetos) separados por puntos. En una red común se puede usar la dirección IPv4 192.168.0.100 y mascara de subred 255.255.255.0 (mas adelante se explicara como interactuan) los 3 primeros octetos (192.168.0) se usan para definir la red y el ultimo octeto (100) se usa para definir el host, este ultimo octeto puede dividirse para crear dos o mas sub redes manteniendo intacto los 3 primeros octetos los cuales identifican la red (el país nunca cambia pero si las ciudades y las calles dentro de estas).
para poder realizar estas divisiones se debe considerar las direcciones IPv4 como binarias, en Internet podemos encontrar infinidad de manuales de como convertir números decimales a binarios para fines prácticos usaremos la calculadora de gnome en modo científico (Ver >> científico, ver >> mostrar editor de bits)

la mascara de sub red define cuales bit pertenecen a la porción de red y cuales a la de host, si tenemos la dirección ip 172.16.1.244 con mascara 255.255.255.224 debemos convertir ambos números en binarios respetando la separación y completando con 0 a la izquierda para completar los 8 bits ejemplo:

10101100.00010000.00000001.11110100 dirección ip 172.16.1.244
11111111. 11111111. 11111111. 11100000 mascara de subred 255.255.255.224


si multiplicamos cada bit de la dirección ip por el correspondiente en la mascara obtendremos la dirección de red por ejemplo:

1 0 1 0 1 1 0 0 . 0 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 1 1 1 1 0 1 0 0
X
1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 0 0 0 0 0 =
1 0 1 0 1 1 0 0 . 0 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 1 1 1 0 0 0 0 0

y la convertimos de nuevo a números decimales

172.16.1.224

la mascara de subred también puede ser escrita en formato decimal resumido expresado con una barra inclinada ( / ) mas la cantidad de bits ocupados por el segmento de red, en nuestro caso 27, por lo cual nuestra dirección de red quedaría de la siguiente forma 172.16.1.224/27.

si queremos obtener la dirección de broadcast deberemos cambiar en la dirección de red en formato binario , la porción de host de 0 a 1, por ejemplo.

1 0 1 0 1 1 0 0 . 0 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 1 1 1 0 0 0 0 0 dirección de red
1 0 1 0 1 1 0 0 . 0 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 dirección de broadcast

y la convertimos de nuevo al formato decimal punteado 172.16.1.255

si queremos obtener la primera dirección de host utilizable deberemos cambiar en la dirección de red en formato binario el ultimo bit de 0 a 1 por ejemplo

1 0 1 0 1 1 0 0 . 0 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 1 1 1 0 0 0 0 0 dirección de red
1 0 1 0 1 1 0 0 . 0 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 1 1 1 0 0 0 0 1 primera dirección de host

y la convertimos de nuevo al formato decimal punteado 172.16.1.225

si queremos obtener la ultima dirección de host utilizable deberemos cambiar en la dirección de broadcast en formato binario el ultimo bit de 1 a 0 por ejemplo

1 0 1 0 1 1 0 0 . 0 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 dirección de broadcast
1 0 1 0 1 1 0 0 . 0 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 1 1 1 1 1 1 1 0 ultima dirección de host

y la convertimos de nuevo al formato decimal punteado 172.16.1.254.

Y ahi tenemos todo nuestro rango, como podrán imaginarse las ip desde 172.16.0.0 - 172.16.1.223 y 172.16.2.0 - 172.16.23.255 están desocupadas y pueden ser usadas para nuevas sub redes, otro dato interesante es saber como calcular la cantidad de host que podemos conectar a nuestra subred y se calcula con la formula ( 2n )-2 donde n representa la cantidad de bits de host que tenemos disponibles y el -2 son la dirección de red y la de broadcast las cuales NO se pueden usar para host; una manera mas fácil de calcular n sin tener que contar es restarle a 32 (cantidad máxima de bits) la mascara en formato decimal resumido según nuestro ejemplo anterior /27 por lo que quedaría
n = 3 2 - 2 7 = 5 y la cantidad de host (25 ) - 2 = 32 – 2 = 30

Resultados Esperados

La simplificacion del enrutamiento de paquetes haciendo de la red mas comoda para el administrados y los equipos con menores colisiones y mayor seguridad.


Referencias.

CCNA aspectos basicos de networking

Autor.

Rubén Antonio Urrieta Bordones
http://rb34.blogspot.com
urrietaruben@gmail.com

1 comentario:

  1. Si tengo esta DIR RED/MASCARA 192.168.10.0/27. Como le hago para saber la cantidad de Subredes. la cantidad de hosts.. gracias desde ya

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