El Su­b­ne­t­ti­ng para sacar el máximo partido a tu red

Internet es, al igual que toda red in­fo­r­má­ti­ca, una conexión de muchos or­de­na­do­res que se comunican entre sí. Desde hace tiempo es im­pre­s­ci­n­di­ble su­b­di­vi­dir la red en diversas subredes, pero para entender qué es el su­b­ne­t­ti­ng —la división de una red—, por qué se lleva a cabo y cómo se puede calcular una máscara de subred, es co­n­ve­nie­n­te aclarar algunos conceptos básicos de las redes in­fo­r­má­ti­cas.

Cada posición se co­rre­s­po­n­de con una potencia de dos. El hecho de si esta se agrega o no a la suma, se mostrará mediante 1 o 0, lo que significa:

1 * 2^7 + 1 * 2^6 + 0 * 2^5 + 0 * 2^4 + 0 * 2^3 + 0 * 2^2 + 0 * 2^1 + 0 * 2^0 = 128 + 64 = 192

Este formato permite obtener un número ilimitado de di­re­c­cio­nes posibles, pero, para mayor exactitud, se pueden asignar 2³² di­re­c­cio­nes, o lo que es lo mismo 4.294.967.296. Puede que a priori el número sea muy elevado, pero estas di­re­c­cio­nes se consumen mucho más rápido de lo que se piensa. Esto hizo que se in­tro­du­je­ra el subneteo (su­b­ne­t­ti­ng) ya en 1985.

Definido de la forma más simple, el término su­b­ne­t­ti­ng hace re­fe­re­n­cia a la su­b­di­vi­sión de una red en varias subredes. El subneteo permite a los ad­mi­ni­s­tra­do­res de red, por ejemplo, dividir una red em­pre­sa­rial en varias subredes sin hacerlo público en Internet. Esto se traduce en que el router que establece la conexión entre la red e Internet se es­pe­ci­fi­ca como dirección única, aunque puede que haya varios hosts ocultos. Así, el número de hosts que están a di­s­po­si­ción del ad­mi­ni­s­tra­dor aumenta co­n­si­de­ra­ble­me­n­te.

Con la aparición de IPv6, que abarca 128 bits y re­em­pla­za­rá a la versión IPv4 en los próximos años, las di­re­c­cio­nes IP ausentes ya no tendrán un papel principal para la creación de subredes.

Los motivos para el subneteo de redes son múltiples. Las subredes funcionan de manera in­de­pe­n­die­n­te las unas de las otras y la recogida de los datos se lleva a cabo con mayor celeridad. ¿Cuál es el motivo para ello? El su­b­ne­t­ti­ng hace que la red adquiera una mayor claridad. El de­no­mi­na­do broadcast, en el que los pa­r­ti­ci­pa­n­tes envían datos a toda la red, se lleva a cabo de manera de­s­co­n­tro­la­da a través de subredes pero, por medio de subnets, el router envía los paquetes de datos al de­s­ti­na­ta­rio es­pe­cí­fi­co. Si los emisores y los re­ce­p­to­res se en­cue­n­tran en la misma subred, los datos se pueden enviar di­re­c­ta­me­n­te y no tienen que desviarse. 

Cuando se introdujo el protocolo de Internet, la Internet En­gi­nee­ri­ng Task Force (IETF) es­ta­ble­ció las cinco clases de di­re­c­cio­nes IP A, B, C, D y E. Cada una de estas clases puede ide­n­ti­fi­car­se por medio del rango de di­re­c­cio­nes en el que se en­cue­n­tran.

La clase determina el número de di­re­c­cio­nes de red que están di­s­po­ni­bles y la cantidad de hosts que albergan las re­s­pe­c­ti­vas redes. En la clase A, el primer bloque numérico (también de­no­mi­na­do octeto porque un bloque está compuesto por 8 bits) está reservado para la dirección de red y los tres últimos están di­s­po­ni­bles para los ID de los hosts, lo que significa que hay pocas redes pero muchos hosts. En la clase B, los primeros dos bloques son re­s­po­n­sa­bles de los Net ID, lo que da como resultado más redes pero menos hosts. La clase C solo alberga el último octeto para las di­re­c­cio­nes de hosts restantes. Por su parte, los rangos de di­re­c­cio­nes de las clases D y E están re­se­r­va­dos y no se pueden adjudicar.

En el su­b­ne­t­ti­ng o subneteo se toman bits del ID del host “prestados” para crear una subred. Con solo un bit se tiene la po­si­bi­li­dad de generar dos subredes, puesto que solo se tiene en cuenta el 0 o el 1. Para un número mayor de subredes se tienen que liberar más bits, de modo que hay menos espacio para di­re­c­cio­nes de hosts. Cabe remarcar en este caso que tanto las di­re­c­cio­nes IP de una subred como aquellas que no forman parte de ninguna tienen la misma apa­rie­n­cia y los or­de­na­do­res tampoco detectan ninguna di­fe­re­n­cia, de ahí que se creen las llamadas máscaras de subred. Si se envían paquetes de datos de Internet a la propia red, el router es capaz de decidir mediante esta máscara en qué subred di­s­tri­bu­ye los datos.

Como ocurre con las di­re­c­cio­nes de IPv4, las máscaras de red contienen 32 bits (o 4 bytes) y se depositan en la dirección como una máscara o una plantilla. Una típica máscara de subred tendría la siguiente apa­rie­n­cia: 255.255.255.128

Esto también puede re­pre­se­n­tar­se de forma binaria: 11111111.11111111.11111111.10000000

A co­n­ti­nua­ción creamos la co­m­pa­ra­ción AND lógica:

Para la co­m­pa­ra­ción se supone que la co­m­bi­na­ción de dos unos en la misma posición vuelve a dar un uno como resultado. El resto de co­m­pa­ra­cio­nes (1/0, 0/1 y 0/0) dan 0 como resultado. (Esta co­m­pa­ra­ción no es un proceso en el que tú seas el único pa­r­ti­ci­pa­n­te, sino que el router también realiza los cálculos).  

La co­m­pa­ra­ción AND arroja la dirección de red. Para la dirección del host se tienen en cuenta todas las po­si­cio­nes que aparecen en el lado derecho de los ceros, como en nuestro ejemplo:

                Dirección IP:         192.168.88.3

                Net ID:                 192.168.88.0

                Host ID:                0.0.0.3

Ya hemos explicado cuáles son las co­n­clu­sio­nes que se pueden extraer de las di­re­c­cio­nes IP y de las máscaras de red. Sin embargo, de manera habitual, los ad­mi­ni­s­tra­do­res de red se enfrentan a otro problema: dados la dirección de red y el número de hosts que debe alojar la subred, el ad­mi­ni­s­tra­dor debe calcular una máscara de subred que permita su­fi­cie­n­tes hosts. Para ello utiliza la fórmula x = 2^n - 2.

Puesto que se trata de un sistema binario, el cálculo se hará con potencias de dos. n hace re­fe­re­n­cia al número de bits que son iguales a cero en la máscara de red. A co­n­ti­nua­ción, se resta el valor 2 para hacer des­apa­re­cer las di­re­c­cio­nes de broadcast y de red y X arroja como resultado los hosts posibles.

Si, por ejemplo, un ad­mi­ni­s­tra­dor de red tiene que alojar 150 or­de­na­do­res en su red, en primer lugar buscará la potencia más elevada de 2, donde 2⁷ no se tiene en cuenta, ya que 128 es un número muy bajo. Por ello, escogerá 2⁸-2, es decir, 254 hosts. Los últimos 8 bits de la máscara de red son, por lo tanto, 0.

Con la máscara de subred 255.255.255.0 se pueden liberar su­fi­cie­n­tes hosts.

También debe tenerse en cuenta que solo deben crearse subredes tomando bits prestados de la parte del host de izquierda a derecha. De ello se deduce la es­tru­c­tu­ra ordenada de la máscara de subred y el hecho de que solo puedan uti­li­zar­se nueve valores di­fe­re­n­tes en un octeto:

Las se­cue­n­cias numéricas, las co­n­ve­r­sio­nes binarias y las co­m­pa­ra­cio­nes lógicas tienen un efecto di­sua­so­rio. Sobre todo en el contexto de la tra­n­si­ción a IPv6 muchos se preguntan si realmente merece la pena. La respuesta es cla­ra­me­n­te afi­r­ma­ti­va. Esto es lo que hace que el subneteo también sea relevante para el futuro:

• Am­plia­ción del rango de di­re­c­cio­nes dentro de una red: el su­b­ne­t­ti­ng permite que el ad­mi­ni­s­tra­dor de redes pueda decidir el tamaño que tendrán sus redes.

• Conexión rápida entre los hosts y las subredes: los paquetes de datos llegan di­re­c­ta­me­n­te del emisor al receptor y, en principio, no se tra­n­s­mi­ten por toda la red a través del router.

• Mejor or­ga­ni­za­ción lógica de los pa­r­ti­ci­pa­n­tes en la red: para obtener una visión más completa de los hosts, es co­n­ve­nie­n­te hacer una se­g­me­n­ta­ción de los mismos por de­pa­r­ta­me­n­tos o en función de criterios locales (edificios y plantas di­fe­re­n­tes).

• Mayor grado de seguridad: si un pa­r­ti­ci­pa­n­te de la red es víctima de un ataque externo, la amenaza se extiende rá­pi­da­me­n­te a toda la red. El subneteo permite a los ad­mi­ni­s­tra­do­res de redes aislar las subredes mucho más fá­ci­l­me­n­te.

En las redes medianas y grandes el proceso de creación de subredes resulta algo más que razonable. El esfuerzo inicial necesario se ve co­m­pe­n­sa­do con creces porque la su­b­di­vi­sión de la red em­pre­sa­rial permite mantener la pe­r­s­pe­c­ti­va y detectar problemas con mayor rapidez. Al igual que en el día a día, mantener el orden siempre tiene su re­co­m­pe­n­sa.