La máscara de red y cómo se hacen subredes

Máscara de red:

La máscara de red (también conocida como máscara de subred) es un número que se utiliza para dividir una dirección IP en dos partes: la parte que identifica la red y la parte que identifica los dispositivos (hosts) dentro de esa red. Esta máscara tiene el mismo formato que una dirección IP (cuatro bloques de 8 bits, separados por puntos), pero su función es distinta: nos indica qué bits de la dirección IP corresponden a la red y cuáles a los dispositivos.

Una máscara de red se representa generalmente en formato decimal punteado, como una dirección IP, y se usa junto con la dirección IP para determinar las direcciones válidas dentro de una red.

Ejemplo de máscara de red:

• Máscara de red: 255.255.255.0

• En formato binario: 11111111.11111111.11111111.00000000

Cada 1 en la máscara de red indica que el bit correspondiente en la dirección IP es parte de la red. Los 0 indican que el bit corresponde al host.

Por ejemplo, si tienes la IP 192.168.1.10 con una máscara de red 255.255.255.0, los primeros tres octetos (192.168.1) pertenecen a la red y el último octeto (10) es el identificador del host.

¿Cómo hacer Subredes (Subnetting)?

El proceso de subnetting (subredes) es la división de una red grande en redes más pequeñas, conocidas como subredes. Esto permite utilizar más eficientemente las direcciones IP disponibles y mejorar la gestión de las redes.

Pasos para hacer Subnetting:

1. Identificar la máscara de subred original: Comienza con una red que tiene una máscara de subred predeterminada (por ejemplo, para una red de clase C es 255.255.255.0).

2. Determinar cuántas subredes necesitas: Decide cuántas subredes quieres crear. Esto te ayudará a saber cuántos bits debes tomar prestados del campo de los hosts para crear nuevas subredes.

3. Convertir los bits de la subred: Toma bits del campo de host (los últimos bits de la dirección) y añádelos a la parte de la red. Esto aumenta el tamaño de la máscara de subred y reduce el número de direcciones disponibles para hosts, pero te permite tener más subredes.

4. Calcular las nuevas direcciones de subred: Una vez que has ajustado la máscara, puedes calcular el rango de direcciones para cada subred.

5. Asignar direcciones a las subredes: Con la nueva máscara de subred, puedes dividir la red en subredes más pequeñas y asignar direcciones IP a cada dispositivo dentro de esas subredes.

Clases de Redes

 

1. Clase A

• Rango de direcciones IP: 1.0.0.0 a 127.255.255.255

• Máscara de subred predeterminada: 255.0.0.0

• Rango de IPs privadas: 10.0.0.0 a 10.255.255.255

• Número de redes posibles: 128 redes

• Número de hosts por red: 16,777,214 dispositivos

• Descripción: Esta clase está destinada para redes muy grandes, como las utilizadas por grandes empresas, proveedores de servicios de Internet (ISP) o grandes instituciones. El primer octeto (el primer número de la IP) se utiliza para identificar la red, y el resto de la dirección se utiliza para identificar a los dispositivos dentro de esa red.

2. Clase B

• Rango de direcciones IP: 128.0.0.0 a 191.255.255.255

• Máscara de subred predeterminada: 255.255.0.0

• Rango de IPs privadas: 172.16.0.0 a 172.31.255.255

• Número de redes posibles: 16,384 redes

• Número de hosts por red: 65,534 dispositivos

• Descripción: Esta clase es adecuada para redes de tamaño mediano, como las utilizadas por universidades, grandes empresas y organizaciones gubernamentales. La red está identificada por los primeros dos octetos, mientras que los últimos dos octetos se utilizan para los dispositivos.

3. Clase C

• Rango de direcciones IP: 192.0.0.0 a 223.255.255.255

• Máscara de subred predeterminada: 255.255.255.0

• Rango de IPs privadas: 192.168.0.0 a 192.168.255.255

• Número de redes posibles: 2,097,152 redes

• Número de hosts por red: 254 dispositivos

• Descripción: Las redes de clase C son las más comunes en redes domésticas o pequeñas empresas. Tienen un número limitado de direcciones IP disponibles (254), lo que las hace ideales para redes más pequeñas. Los primeros tres octetos identifican la red, y el último octeto se utiliza para los dispositivos.

4. Clase D

• Rango de direcciones IP: 224.0.0.0 a 239.255.255.255

• Descripción: La clase D se utiliza para direcciones IP de multidifusión (broadcast). No se utiliza para asignación a dispositivos individuales. En lugar de identificar una única máquina, las direcciones de clase D se utilizan para enviar datos a un grupo de dispositivos.

5. Clase E

• Rango de direcciones IP: 240.0.0.0 a 255.255.255.255

• Descripción: La clase E está reservada para futuro uso experimental y no está destinada a la asignación de direcciones IP en redes públicas o privadas. Generalmente, no se utiliza.

 Modelo TCP/IP y IEEE 802 

Modelo TCP/IP

El modelo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) es un conjunto de protocolos diseñados para establecer comunicación entre dispositivos en redes. Es el modelo fundamental de Internet y consta de cuatro capas:

Capa de Aplicación: Proporciona servicios a las aplicaciones del usuario.

Protocolos: HTTP, FTP, SMTP, DNS, etc.

Capa de Transporte: Gestiona la comunicación entre dispositivos, incluyendo segmentación, transporte fiable y control de flujo.

Protocolos: TCP (confiable) y UDP (sin conexión).

Capa de Internet: Maneja el direccionamiento lógico y el enrutamiento entre redes.

Protocolo principal: IP (IPv4, IPv6).

Capa de Acceso a la Red:

Define cómo los datos se transmiten a través del hardware físico de la red (tarjetas de red, cables, switches, etc.).

Incluye estándares para redes físicas como Ethernet o Wi-Fi.

Modelo IEEE 802

El modelo IEEE 802 es un conjunto de estándares desarrollados por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) para definir cómo funcionan las redes de área local (LAN) y las redes de área metropolitana (MAN). Específicamente, se centra en las capas física y de enlace del modelo OSI.

Se divide en:

Subcapa LLC (Logical Link Control): Proporciona control de acceso lógico y servicios para las capas superiores.

Subcapa MAC (Media Access Control): Define cómo los dispositivos acceden al medio físico de comunicación.

Capa Física: Define las características del medio físico, como tipos de cableado, frecuencia de señal, y topologías.

Ejemplos de estándares IEEE 802:

IEEE 802.3: Ethernet (redes cableadas).

IEEE 802.11: Wi-Fi (redes inalámbricas).

IEEE 802.15: Redes personales inalámbricas (Bluetooth).

IEEE 802.16: WiMAX (redes de banda ancha inalámbrica).

 MDI/MDI-X

MDI (Medium Dependent Interface):

Definición: Es la configuración estándar de los puertos Ethernet, utilizada principalmente en dispositivos finales como computadoras, laptops, y routers.

Funcionamiento: En un puerto MDI, los pines de transmisión (TX) del puerto están conectados directamente a los pines de transmisión del dispositivo, y los pines de recepción (RX) a los pines de recepción.

Para que los datos se transmitan correctamente, es necesario que los pines de transmisión de un dispositivo se conecten con los pines de recepción del dispositivo opuesto. Esto significa que si conectas dos dispositivos MDI (por ejemplo, dos computadoras), necesitas usar un cable especial llamado cable cruzado (crossover).

Uso típico:

Dispositivos que generan datos o los procesan, como: Computadoras, routers (en ciertos puertos), puntos de acceso inalámbricos.

Ejemplo: Si conectas directamente dos computadoras con puertos MDI, necesitarás un cable cruzado, ya que ambos dispositivos transmiten y reciben en los mismos pines.

MDI-X (Medium Dependent Interface Crossover):

Definición: Es una configuración cruzada utilizada en puertos Ethernet, especialmente en dispositivos de red como switches y hubs.

Funcionamiento: En un puerto MDI-X, los pines de transmisión (TX) y recepción (RX) están intercambiados de forma interna. Esto permite conectar directamente un dispositivo MDI (por ejemplo, una computadora) a un dispositivo MDI-X (como un switch) utilizando un cable Ethernet estándar recto (straight-through).

La función de MDI-X simplifica las conexiones al evitar la necesidad de cables cruzados en muchos casos.

Uso típico:

Dispositivos que actúan como puntos centrales en una red, como: Switches, hubs.

Ejemplo: Cuando conectas una computadora a un switch, el puerto del switch está configurado como MDI-X, por lo que se puede usar un cable recto.

 Topología de redes

Estrella: Todos los dispositivos se conectan a un nodo central (como un switch). Si el nodo central falla, la red deja de funcionar.

Anillo: Los dispositivos forman un circuito cerrado donde los datos viajan en una dirección. Si un dispositivo falla, puede interrumpir toda la red.

Bus: Todos los dispositivos están conectados a un cable principal (bus). Si el cable falla, la red se cae.