Manual Cisco CCNA3

1. CURSO A DISTANCIA CCNA: Técnico experto en redes e Internet.
MATERIAL DIDÁCTICO
COMPLEMENTARIO:
Máscaras de longitud
variable.
CCNA 3: módulo 1.
CNICE RUBÉN MUÑOZ HERNÁNDEZ.

3. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
1.- INTRODUCCIÓN
Este documento complementa la teoría del módulo 1 del CCNA 3. Se presenta una
metodología para resolver ejercicios de VLSM de un modo sistemático y ordenado.
Cuando se necesite segmentar redes empleando máscaras de longitud variable es
preciso tener en cuenta cómo realizan el resumen de ruta los protocolos de
enrutamiento y cómo segmentar sucesivamente una misma dirección de red de la
forma más eficiente posible.
2.- UN PROBLEMA PARA EMPEZAR
Para ilustrar el método de trabajo, tomaremos el ejemplo mostrado en la sección 1.1.6
del currículo en línea. (Módulo 1 del CCNA 3).
En la figura de más abajo se muestra la solución propuesta al caso que se describe en
esa sección:
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4. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
Las condiciones de partida son las siguientes:
• Dirección de red: 192.168.10.0 /24
• El router Perth tiene que admitir 60 hosts.
• Los routers Sydney y Singapur deben admitir 12 hosts cada uno.
• El router KL tiene que admitir 28 hosts.
• Necesitamos establecer tres conexiones WAN, cada una precisa dos
direcciones para host.
Lo primero que uno se preguntaría al contrastar las condiciones con la solución, es si
tal solución es única y, en caso contrario, si las posibles soluciones alternativas son
igualmente válidas.
Por cómo se ha planteado la cuestión, el lector sospechará que en efecto hay varias
posibles soluciones y que no todas son igualmente eficientes, lo cual hace necesario
un método que permita discriminar los resultados más convenientes.
Por ejemplo, un resultado de la misma validez que el mostrado en el currículo sería:
• LAN de Perth: 192.168.10.64/26
• LAN de KL: 192.168.10.0/27
• LAN de Sydney: 192.168.10.32/28
• LAN de Singapore: 192.168.10.48/28
• Conexiones WAN: 192.168.10 .128 .132 .136 /30
Una solución realmente mala podría ser:
• LAN de Perth: 192.168.10.192/26
• LAN de KL: 192.168.10.96/27
• LAN de Sydney: 192.168.10.32/28
• LAN de Singapore: 192.168.10.128/28
• Conexiones WAN: 192.168.10 .0 .80 .160 /30
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5. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
No obstante, esta segunda solución funcionaría. El problema que genera es que, tal y
como se ha llevado a cabo la elección de subredes, fuerza a segmentar más de lo
necesario y restringe el posible uso futuro del espacio de direccionamiento.
3.- REPRESENTACIÓN GEOMÉTRICA DEL ESPACIO DE DIRECCIONAMIENTO.
Para apreciar mejor esta situación es muy útil representar geométricamente el espacio
de direccionamiento. Emplearemos un rectángulo para simbolizar las IPs de la red
192.168.10.0.
El vértice superior izquierdo del rectángulo será el ID de la red (o de la subred) y el
vértice inferior derecho la dirección de difusión:
Vamos ahora a implementar una segmentación de la dirección de red 192.168.10.0/24
mediante nuestra representación geométrica:
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6. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
Tras la división en dos subredes 192.168.10.127 es la dirección de difusión de la
subred 192.168.10.0/25. Y del mismo modo 192.168.10.255 es la dirección de difusión
de la subred 192.168.10.128/25.
Para facilitar las representaciones gráficas emplearemos en adelante sólo el último
octeto de la IP, por ejemplo, la figura anterior se mostraría como:
Segmentemos ahora la red en cuatro partes. Eso significa tomar prestados de la
dirección para host 2 bits, con lo cual nos quedan 6 bits para direccionar equipos. Es
decir, tendremos en cada una de las nuevas subredes 26
– 2 = 62 direcciones
disponibles para host:
Se ha eliminado en la figura la dirección de difusión por claridad. Como ejercicio el
lector puede calcularlas.
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7. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
Si tomásemos 3 bits para la dirección de red obtendríamos 8 subredes cada una con
capacidad para 30 direcciones de host (de nuevo el cálculo se deja al lector):
Tras estos ejemplos parece clara la dinámica de la representación geométrica de
subredes. Veamos ahora cómo se aplica con máscaras de longitud variable.
4.- REPRESENTACION GEOMÉTRICA DE LAS VLSM
Para comenzar partiremos de un caso elemental: un router conectado a tres redes
ethernet. Se dispone de una dirección de clase C: 199.10.10.0. La primera subred ( la
llameremos Alfa ) necesita direcciones para 50 host, la segunda (Beta ) para 20 y la
tercera (Gamma ) para 10. El lector debería buscar la solución antes de continuar
leyendo.
Para segmentar sucesivamente, primero debemos satisfacer las necesidades
mayores. En nuestro caso debemos comenzar segmentando 199.10.10.0 de modo que
tengamos una subred con capacidad para 50 host. Eso implica usar 6 bits para
direcciones de host, dado que con 5 sólo obtenemos 30 direcciones. Es decir,
tomaremos 2 bits para las subredes lo cual nos permite 4 subredes. De estas cuatro
elegiremos la primera para la ethernet Alfa:
5

8. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
La tabla de subredes queda por tanto del siguiente modo:
SUBRED ID MÁSCARA
Alfa 199.10.10.0 255.255.255.192
199.10.10.64 255.255.255.192
199.10.10.128 255.255.255.192
199.10.10.192 255.255.255.192
Se recomienda como ejercicio ir detallando las sucesivas divisiones del último octeto
en su forma binaria.
El segundo paso es lograr una subred con capacidad para 20 host, puesto que Beta es
la segunda mayor subred. Dado que la dirección 199.10.10.0 ya ha sido dividida en 4
subredes, tenemos que volver a dividir una de esas subredes. Lo más razonable es ir
utilizando los espacios contiguos para subredes físicamente próximas (recordar la
teoría sobre resúmenes de ruta). Por consiguiente, deberemos segmentar la
199.10.10.64:
SUBRED ID MÁSCARA
Alfa 199.10.10.0 255.255.255.192
Beta 199.10.10.64 255.255.255.224
199.10.10.96 255.255.255.224
199.10.10.128 255.255.255.192
199.10.10.192 255.255.255.192
Observe el cambio en la máscara de subred.
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9. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
La tabla anterior tiene esta representación geométrica:
Fíjese que en el nuevo recuadro para beta hay 32 direcciones (30 disponibles para
host).
Finalmente, debo obtener otra subred para 10 host. Lo más conveniente es subdividir
la subred .96. Y no solamente por lo comentado en el párrafo anterior sobre los
resúmenes de ruta. Si decidiésemos, por ejemplo, dividir la .192 eso nos llevaría a
segmentar este espacio en ocho partes lo cual nos limitaría de cara al futuro.
Supongamos que más adelante necesitásemos dos subredes con 50 host cada una.
Dividiendo la .96 aún disponemos de .128 y .192 para tal fin.
Llegamos por tanto a la siguiente solución:
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10. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
La tabla de subredes queda del siguiente modo:
SUBRED ID MÁSCARA
Alfa 199.10.10.0 255.255.255.192
Beta 199.10.10.64 255.255.255.224
Gamma 199.10.10.96 255.255.255.240
199.10.10.112 255.255.255.240
199.10.10.128 255.255.255.192
199.10.10.192 255.255.255.192
Detallaremos a continuación las sucesivas divisiones efectuadas en el último octeto:
Decimal subred Sub-subred Bits de hots
0 00 000000
64 01 0 00000
96 01 1 0 0000
112 01 1 1 0000
128 10 000000
192 11 000000
¿Es ésta la solución más eficiente? ¿Por qué? Es evidente que hay una solución
mejor, pues podríamos, tal vez en un futuro, querer conectar una LAN de 100 host. La
segmentación mostrada no lo permite. Sin embargo, el espacio de direccionamiento sí.
Esto significa que no estamos siendo todo lo eficientes que podríamos. La mejor
solución es sencillamente:
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11. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
Observe que la representación geométrica nos puede indicar de un sólo vistazo si la
división llevada a cabo es o no la mejor solución, algo que en una tabla de subredes
puede resultar tal vez más complicado.
El diagrama anterior se corresponde con la siguiente tabla:
Decimal subred Sub-subred Bits de hots
0 0 0 000000
64 0 1 0 00000
96 0 1 1 0 0000
112 0 1 1 1 0000
128 1 0000000
La razón de que la mejor solución no se vea tan claramente desde el principio es que
antes de segmentar la 199.10.10.0 en cuatro partes directamente, habría sido
preferible segmentar sólo en dos y luego subdividir la primera subred en espacios de
64 IPs dedicando uno de ellos a Alfa.
Tras este ejemplo, debería ser claro cúal ha sido el criterio empleado para proceder
con las subdivisiones sucesivas en el caso del currículo (sección 1.1.6):
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12. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
Primeramente se decidió ubicar la red con mayor número de hots (Perth). Como
debíamos direccionar 60 hots, se necesitaban 6 bits.
Número de hosts = 26
– 2 = 62
Esto dejaba 2 bits para el direccionamiento de subredes. Puesto que en los routers
Cisco podemos aprovechar todas las subredes, dispondríamos de las siguientes
direcciones:
Subred ID Máscara
Perth 192.168.10.0 255.255.255.192
Disponible 192.168.10.64 255.255.255.192
Disponible 192.168.10.128 255.255.255.192
Disponible 192.168.10.192 255.255.255.192
Mostraremos las IPs de las subredes en binario para que se observen con claridad las
sucesivas segmentaciones.
Subredes en binario
Bits de red Subred Host
11000000 10101000 00001010 00 000000
11000000 10101000 00001010 01 000000
11000000 10101000 00001010 10 000000
11000000 10101000 00001010 11 000000
De las cuatro subredes disponibles se tomó la primera. Esto es lo razonable, ir
situando las subredes desde el inicio del espacio de direccionamiento.
A continuación, buscamos una ubicación para la red de KL. Observe que el criterio es
intentar fijar primero las redes con mayor número de hosts y continuar en escala
descendente.
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13. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
Dado que es posible segmentar la subred 192.168.10.64/26 en otras dos con
capacidad para 30 direcciones IP cada una, se procede a obtener las subredes
192.168.10.64/27 y la 192.168.10.96/27.
Siempre que sea posible, el criterio es mantener contiguos los espacios que vamos
ocupando. Para cerciorarse de que se efectúa de este modo, lo mejor es guiarse por
la representación geométrica.
Tras esta segunda decisión la tabla de subredes queda del siguiente modo:
Subred ID Máscara
Perth 192.168.10.0 255.255.255.192
KL 192.168.10.64 255.255.255.224
Disponible 192.168.10.96 255.255.255.224
Disponible 192.168.10.128 255.255.255.192
Disponible 192.168.10.192 255.255.255.192
Examine las direcciones binarias de las subredes para identificar la nueva
segmentación.
Subredes en binario
Bits de red Subred Host
11000000 10101000 00001010 00 000000
11000000 10101000 00001010 010 00000
11000000 10101000 00001010 011 00000
11000000 10101000 00001010 10 000000
11000000 10101000 00001010 11 000000
Las subredes de Sydney y Singapore necesitan 12 hosts cada una. Si la subred
192.168.10.96/27 con capacidad para 30 hosts se divide por la mitad deberíamos
obtener las dos subredes que buscamos.
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14. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
No obstante, verifiquemos que es realmente así. En la subred 192.168.10.96/27
estamos empleando los tres primeros bits del último octeto para el direccionamiento de
la subred. Si tomamos otro bit para subdividirla en dos, nos quedarán cuatro bits para
hosts. Y en efecto:
Número de hosts = 24
– 2 = 14.
Así pues, nuestra tabla de subredes con estas dos nuevas incorporaciones será:
Subred ID Máscara
Perth 192.168.10.0 255.255.255.192
KL 192.168.10.64 255.255.255.224
Sydney 192.168.10.96 255.255.255.240
Singapore 192.168.10.112 255.255.255.240
Disponible 192.168.10.128 255.255.255.192
Disponible 192.168.10.192 255.255.255.192
De nuevo compare esta tabla con la expresión binaria de las subredes.
Subredes en binario
Bits de red Subred Host
11000000 10101000 00001010 00 000000
11000000 10101000 00001010 010 00000
11000000 10101000 00001010 0110 0000
11000000 10101000 00001010 0111 0000
11000000 10101000 00001010 10 000000
11000000 10101000 00001010 11 000000
Volviendo a la representación geométrica, recuerde que los rectángulos rojos son las
subredes dedicadas a las conexiones WAN.
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15. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
Ponga especial atención a cómo se ha llevado a cabo aquí la selección de las
subredes para estas conexiones WAN. Fíjese que la dirección .128/26 se dividió
primeramente en .128/27 y .160/27. Después, se procedió a dividir la .128/27 en
.128/28 y en .144/28 y finalmente la .128/28 se subdividió en la configuración que
aparece en el gráfico.
Si hubiésemos dividido directamente la .128/26 en subredes para conexiones WAN,
habríamos obtenido 16 subredes de este tipo. Algo en principio innecesario y que nos
hubiera llevado a desperdiciar muchas direcciones de host.
En el gráfico de la representación geométrica, las partes en blanco corresponden a
espacios de direccionamiento sin utilizar. Obsérvese que el grado de aprovechamiento
de estos espacios es el más flexible posible. Disponemos de la subred .192 para 62
host, de la .160 para 30, la .144 para 14 y la .140 para una conexión WAN. Si
deseásemos más conexiones WAN podríamos segmentar la .144. Si quisiéramos más
LAN de tamaño pequeño podríamos dividir la .160 o la .192.
Mostramos también la información de la última subdivisión en forma de tabla.
Compárese con la representación geométrica. Parece claro que los valores numéricos
de la tabla no nos permiten apreciar de manera tan evidente el grado de
aprovechamiento del espacio de direcciones.
Subred ID Máscara
Perth 192.168.10.0 255.255.255.192
KL 192.168.10.64 255.255.255.224
Sydney 192.168.10.96 255.255.255.240
Singapore 192.168.10.112 255.255.255.240
WAN 192.168.10.128 255.255.255.252
WAN 192.168.10.132 255.255.255.252
WAN 192.168.10.136 255.255.255.252
Disponible 192.168.10.140 255.255.255.252
Disponible 192.168.10.144 255.255.255.240
Disponible 192.168.10.160 255.255.255.224
Disponible 192.168.10.192 255.255.255.192
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16. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
Veamos también el direccionamieno expresado en binario.
Subredes en binario
Bits de red Subred Host
11000000 10101000 00001010 00 000000
11000000 10101000 00001010 010 00000
11000000 10101000 00001010 0110 0000
11000000 10101000 00001010 0111 0000
11000000 10101000 00001010 100000 00
11000000 10101000 00001010 100001 00
11000000 10101000 00001010 100010 00
11000000 10101000 00001010 100011 00
11000000 10101000 00001010 1001 0000
11000000 10101000 00001010 101 00000
11000000 10101000 00001010 11 000000
Como ejercicio, se deja para el lector confeccionar la representación gráfica de la
solución alternativa que dábamos al comienzo de la lección.
También mostraremos a continuación la solución “realmente mala” que se dió como
contraejemplo:
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17. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
Es claro que una segmentación así, a pesar de que funcionaría, no aprovecha
correctamente el espacio de direcciones. Por ejemplo, obsérvese que sobran 9
subredes para conexiones WAN y que es inviable encontrar un espacio para una LAN
de 30 host. Además, dependiendo de futuras configuraciones, la distribución podría no
ser adecuada para habilitar resúmenes de ruta.
En la certificación CCNA se exige cierta soltura con los cálculos de VLSM. La única
forma de adquirirla es realizando ejercicios que nos permitan automatizar los procesos
de cálculo. Le proponemos a continuación una serie de ejercicios, es recomendable
emplear la interpretación geométrica del espacio de direccionamiento para su
resolución.
5.- EJERCICIOS.
1.- Dividir la dirección de red 200.100.100.0/24 de modo que tengamos una subred
para 100 host, dos subredes para 30 host cada una y otras dos para conexiones WAN.
2.- Dada la dirección de red 195.130.20.0/24, segmentarla en dos subredes con
capacidad para 60 host cada una, una para 20, tres para 10 y cuatro para enlaces
WAN.
3.- Se quiere dividir la dirección de red 160.100.100.0/16 para obtener dos subredes
con al menos 8000 direcciones para hots y otras tres con capacidad para 4000.
Realizarlo de la forma más eficiente posible.
4.- La red mostrada en la figura tiene problemas de enrutamiento, verifique mediante
la representación geométrica que la interfaz serial entre el Router 1 y el Router 2 se
superpone con la subred ethernet asignada al Router 0.
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18. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
5.- Encuentre el resumen de ruta más eficiente que puede configurarse en el Router 2.
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19. MÁSCARAS DE LONGITUD VARIABLE CNICE
6.- Para enlace entre el Router 1 y el Router 2 se empleará una línea ethernet. Dada la
segmentación mostrada en el diagrama, ¿qué subred podemos asignar con capacidad
para 14 hosts que desaproveche el mínimo espacio posible?
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