Magic Number Subnetting - CompTIA Network+ N10-009 - 1.7

¿Cómo realizar subnetting para soportar 40 dispositivos por subred?

Introducción al subnetting

• Se ha discutido previamente sobre el subnetting, máscaras, notación CIDR y otros fundamentos importantes relacionados con IPv4.

• Se presenta un esquema de direccionamiento IP con la dirección 192.168.1.0/24, que requiere una configuración que soporte más de 40 dispositivos por subred.

Cálculo de subredes

• La máscara de subred inicial es 255.255.255.0 (/24), permitiendo una red única con 254 hosts.

• Al tomar prestado un bit del lado del host (255.255.255.128 o /25), se obtienen dos redes con 126 hosts cada una, acercándose a los 40 requeridos.

• Con tres bits tomados prestados (255.255.255.224 o /27), se pueden crear ocho redes, pero solo permiten 30 hosts cada una.

Determinación de la máscara óptima

• La mejor opción para alcanzar los 40 dispositivos es usar la máscara /26 (255.255.255.192), que permite cuatro redes y hasta 62 hosts por red.

• Utilizando potencias de dos, se puede calcular rápidamente el número de subredes y hosts: 2^2 da cuatro redes y 2^6 - 2 resulta en 62 hosts.

Método del número mágico

• El método del número mágico simplifica cálculos complejos al evitar conversiones binarias extensas.

• Se necesitan cuatro piezas clave: dirección de red (subnet ID), dirección de broadcast, primera dirección disponible para un host y última dirección disponible.

Ejemplo práctico

• Para calcular las direcciones necesarias sin complicaciones excesivas, se puede utilizar el método del número mágico para obtener resultados rápidos.

• Este método permite realizar cálculos mentales eficaces limitando las operaciones a potencias de dos y sumas/restas simples.

Herramientas útiles

• Crear gráficos que relacionen notación CIDR con máscaras decimales facilita el aprendizaje; por ejemplo, /9 corresponde a 255.128.0.0.

• Reconocer patrones en estas conversiones ayuda a memorizar información crucial sin necesidad de escribirla durante exámenes.

Este resumen proporciona una guía clara sobre cómo abordar el subnetting para cumplir con requisitos específicos en términos de capacidad por subred utilizando métodos eficientes como el número mágico y cálculos basados en potencias de dos.

CIDR y Cálculo de Subredes

Notación CIDR y Rango de Hosts

• La notación CIDR para el octeto interesante 2 varía desde /9 hasta /16, mientras que para el octeto interesante 3 es de /17 a /24. Para el octeto interesante 4, la notación va de /25 a /30. No se utiliza /31 ni /32 porque no permiten hosts en la subred.

• Se puede incluir en un gráfico la máscara de subred correspondiente al octeto interesante, comenzando desde 128 hasta 255. También se puede crear un gráfico de rango de hosts que detalle las diferencias dentro del bloque específico.

División de Bloques de Direcciones

• Un bloque de direcciones con una máscara de 128 divide la red en dos partes: 0 a 127 y 128 a 255. Con una máscara de 64, los rangos serían: 0 a 63, y así sucesivamente para bloques más pequeños como 32, 16 o incluso 8 hosts por bloque.

Método del Número Mágico

• El método del número mágico implica varios pasos que se vuelven intuitivos con la práctica. Primero, hay que convertir la máscara de subred a decimal si no está ya en ese formato; luego se identifica el octeto interesante.

• Se calcula el número mágico restando el valor del octeto interesante a partir de 256, lo cual permite determinar el rango de hosts y las direcciones necesarias (ID y broadcast). A continuación se presenta un problema práctico utilizando este método con una dirección IP específica.

Ejemplo Práctico con Dirección IP

• Comenzamos con la dirección IP 165.245.77.14 y una máscara 255.255.240.0. La primera tarea es colocar esta máscara en un gráfico; ya está en forma decimal por lo que simplemente se copia tal cual al gráfico junto con la dirección IP proporcionada.

• Al analizar cada octeto según su valor (255 o cero), copiamos los valores correspondientes al ID de subred; cuando encontramos un octeto con valor cero, también lo llevamos al ID correspondiente en ese lugar específico del gráfico (último octeto).

Cálculo del ID y Dirección Broadcast

• En este caso particular, el tercer octeto tiene un valor diferente (240), lo que indica que es nuestro "octeto interesante". Restando este valor (240) a partir de 256 obtenemos un número mágico igual a 16, indicando que hay 16 hosts disponibles en esa subred específica.

• Para calcular la dirección broadcast utilizamos reglas similares: si encontramos un valor cero escribimos 255, manteniendo constante nuestro "octeto interesante". Sumando el número mágico al ID subnet menos uno nos da nuestra dirección broadcast final (165.245.79.255). Esto permite identificar fácilmente las direcciones utilizables dentro del rango dado.

Cálculo de Direcciones IP y Subredes

Método del Número Mágico

• Se toma la dirección de broadcast y se le resta 1 para obtener la última dirección utilizable en la subred, que es 165.245.79.254. Este proceso permite calcular el ID de subred, la dirección de broadcast, la primera y última dirección IP sin conversiones entre binario y decimal.

• Al analizar una nueva dirección IP (10.180.122.244) con una máscara de subred (255.248.0.0), se copia el valor del IP donde hay un 255 en la máscara y se coloca un 0 donde hay un 0.

• El segundo octeto es el "octeto interesante". Para calcular el número mágico, se utiliza 256 menos el valor en la máscara de subred (256 - 248 = 8). Cada subred tiene ocho direcciones IP disponibles.

• La identificación de subred para este ejemplo es 10.176.0.0, derivada del bloque que comienza con 176 al observar el octeto interesante.

• Para calcular la dirección de broadcast, se suma el número mágico al ID de subred y se resta uno: (176 + 8 - 1 = 183). Así, la dirección de broadcast es 10.183.255.255.

Cálculo de Direcciones Host

• La primera dirección host disponible en esta subred es simplemente el ID de subred más uno: por lo tanto, sería 10.176.0.1.

• La última dirección utilizable se obtiene restando uno a la dirección de broadcast: así obtenemos que sería 10.183.255.254.

Eficiencia del Proceso

• El método del número mágico resulta ser más rápido que convertir a binario y luego regresar a decimal; además, si ya existe un gráfico predefinido con las posibilidades del octeto interesante junto con su número mágico y máscara correspondiente, todo puede realizarse en una sola tabla.

Ejemplo Adicional

• En el caso del ejemplo con la IP (172.16.242.133/27), sabemos que /27 corresponde al bloque CIDR para el cuarto octeto interesante cuyo valor decimal es 224; esto implica que la máscara completa sería 255.255.255.224.

• Al ubicar el valor IP (133), encontramos que está dentro del bloque comenzando desde (128), lo cual nos permite establecer como ID de subred: 172.16.242.128.

• Finalmente, para calcular la información sobre broadcast: sumamos al ID subnet (128 + magic number(32)) menos uno; resultando así en una dirección broadcast finalizada en: 172.16..242..159