Manual Completo de Subredes

Teoría, métodos de división y ejercicios prácticos para redes privadas.
Una guía detallada para dominar el subnetting.

En esta guía completa, exploraremos el subnetting desde sus conceptos fundamentales hasta técnicas avanzadas. Aprenderás a dividir redes utilizando los métodos FLSM y VLSM, calcular eficientemente direcciones IP y máscaras de subred, y aplicar estos conocimientos en escenarios reales.

Esta guía está diseñada tanto para estudiantes como para profesionales de redes que deseen dominar el arte del subnetting, con ejemplos prácticos y herramientas interactivas para facilitar el aprendizaje.

Aprendizaje Progresivo

Desde conceptos básicos hasta técnicas avanzadas

Herramientas Prácticas

Calculadoras y visualizadores interactivos

Ejercicios Prácticos

Casos reales y ejemplos detallados

Conceptos Clave

Estructura IPv4

Una dirección IPv4 consta de 32 bits divididos en cuatro octetos, cada uno representando valores entre 0 y 255.

1 1 0 0 1 1 0 0

Subnetting

Proceso de dividir una red IP en subredes más pequeñas para optimizar el uso de direcciones y mejorar la seguridad.

Máscara de Red

Valor de 32 bits que determina qué parte de una dirección IP identifica la red y qué parte identifica los hosts.

Broadcast

Dirección especial que permite enviar datos a todos los dispositivos de una subred específica.

Estructura de una Dirección IPv4

Una dirección IPv4 consta de 32 bits divididos en cuatro octetos, separados por puntos y representados en formato decimal. Cada octeto tiene 8 bits, lo que permite valores entre 0 y 255.

Ejemplo de Dirección IP

Formato Decimal
192 . 168 . 1 . 10
Formato Binario
1 1 0 0 0 0 0 0
.
1 0 1 0 1 0 0 0
.
0 0 0 0 0 0 0 1
.
0 0 0 0 1 0 1 0

Cada bit puede tener un valor de 0 o 1, y cada octeto representa un número entre 0 y 255.

Clases de Direcciones IP

Las direcciones IP se dividen en clases según su rango y cantidad de hosts permitidos:

Clase Rango Capacidad Uso típico
Clase A 1.0.0.0 - 126.255.255.255 16,777,214 hosts Redes muy grandes, nivel nacional/internacional
Clase B 128.0.0.0 - 191.255.255.255 65,534 hosts Redes medianas, nivel empresarial
Clase C 192.0.0.0 - 223.255.255.255 254 hosts Redes pequeñas, nivel departamental
Clase D 224.0.0.0 - 239.255.255.255 N/A Multicast, transmisión de datos a múltiples destinos
Clase E 240.0.0.0 - 255.255.255.255 N/A Reservado para investigación y desarrollo

Nota: Las clases D y E no se utilizan para asignación de hosts en redes convencionales.

Direcciones Reservadas

Direcciones Privadas (RFC 1918)

Clase Rango Uso típico
A 10.0.0.0 - 10.255.255.255 Redes empresariales grandes
B 172.16.0.0 - 172.31.255.255 Redes medianas
C 192.168.0.0 - 192.168.255.255 Redes pequeñas/hogareñas

Direcciones Especiales

127.0.0.1

Loopback (localhost) - Para pruebas locales

169.254.0.0/16

APIPA - Asignación automática cuando no hay DHCP

Diferencias entre IP Pública y Privada

IP Pública

  • Enrutable en Internet
  • Única globalmente
  • Asignada por ISP
  • Necesaria para servicios públicos

IP Privada

  • Solo para redes internas
  • Puede repetirse entre redes
  • Requiere NAT para Internet
  • Mayor seguridad

Direcciones de Red y Broadcast

Cada subred tiene dos direcciones especiales reservadas que no pueden asignarse a dispositivos:

Dirección de Red

Identifica y representa la subred completa. Es la primera dirección del rango y no se puede asignar a ningún dispositivo.

Dirección de Broadcast

Permite enviar mensajes a todos los hosts de la subred simultáneamente. Es la última dirección del rango.

Ejemplo Práctico

Para la red 192.168.1.0/24:

Tipo Dirección Descripción
Red 192.168.1.0 Primera dirección del rango
Broadcast 192.168.1.255 Última dirección del rango

Rango de direcciones utilizables: 192.168.1.1 - 192.168.1.254

CIDR (Classless Inter-Domain Routing)

¿Qué es CIDR?

El CIDR reemplazó el uso de clases fijas, permitiendo definir el tamaño de una subred con un sufijo en formato /X.

Ejemplo de Notación CIDR

192.168.1.0 /26
26 bits de red
1 1 ... 1
6 bits de host
0 0 ... 0

Tabla de Referencia Rápida

Máscara de Subred Notación CIDR Hosts Útiles Uso Común
255.255.255.0 /24 254 Redes pequeñas a medianas
255.255.255.128 /25 126 Departamentos pequeños
255.255.255.192 /26 62 Grupos de trabajo
255.255.255.224 /27 30 Oficinas pequeñas

Consejo: Haz clic en una fila para ver más detalles sobre esa configuración de subred.

Subnetting vs Supernetting

Dos técnicas fundamentales para la gestión de direcciones IP con propósitos opuestos:

Subnetting

División de una red en subredes más pequeñas

Red Principal
Subred 1
Subred 2
Subred 3

Supernetting

Agrupación de múltiples redes pequeñas en una más grande

Red 1
Red 2
Red 3
Superred

Método de Cálculo de Subredes FLSM

¿Qué es FLSM?

El método FLSM (Fixed Length Subnet Mask) es una técnica de subnetting que divide una red en subredes de igual tamaño. Todas las subredes creadas tienen la misma máscara y número de hosts disponibles.

Tamaño Uniforme

Todas las subredes tienen el mismo tamaño

Simplicidad

Fácil de implementar y mantener

Estructura Clara

Organización predecible de la red

Visualización de División FLSM

Red Principal
192.168.1.0/24
Subred 1
192.168.1.0/26
Subred 2
192.168.1.64/26
Subred 3
192.168.1.128/26
Subred 4
192.168.1.192/26
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Método de Cálculo de Subredes VLSM

¿Qué es VLSM?

El método VLSM (Variable Length Subnet Mask) es una técnica avanzada que permite crear subredes de diferentes tamaños según las necesidades específicas de cada segmento de red.

Tamaño Variable

Subredes adaptadas a necesidades específicas

Eficiencia

Optimización del espacio de direcciones IP

Flexibilidad

Adaptable a diferentes requisitos de red

Visualización de División VLSM

Red Principal
192.168.1.0/24
Subred Grande
192.168.1.0/25 (126 hosts)
Subred Mediana
192.168.1.128/26 (62 hosts)
Subred Pequeña
192.168.1.192/27 (30 hosts)
Subred Muy Pequeña
192.168.1.224/28 (14 hosts)
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Errores Comunes y Cómo Evitarlos

Error 1: Confundir la dirección de red con la de broadcast

Descripción: Es común confundir la dirección de red (todos los bits de host en 0) con la dirección de broadcast (todos los bits de host en 1).

Solución

Recuerda que la dirección de red identifica la subred, mientras que la dirección de broadcast se usa para enviar datos a todos los dispositivos en esa subred.

Ejemplo:

Red: 192.168.1.0/24

Broadcast: 192.168.1.255/24

Error 2: No restar 2 direcciones al calcular hosts

Descripción: Olvidar restar 2 direcciones (red y broadcast) al calcular el número de hosts disponibles en una subred.

Solución

Siempre aplica la fórmula Hosts = 2n - 2, donde n es el número de bits de host.

Ejemplo:

Para una máscara /24 (8 bits de host):

Hosts = 28 - 2 = 256 - 2 = 254 hosts utilizables

Error 3: Usar FLSM cuando VLSM es más adecuado

Descripción: Utilizar FLSM en redes con requisitos variables de hosts, lo que puede llevar al desperdicio de direcciones IP.

Solución

Evalúa si VLSM es más adecuado para optimizar el uso de direcciones IP en redes con subredes de diferentes tamaños.

FLSM

Todas las subredes: 62 hosts

VLSM

Subred 1: 126 hosts

Subred 2: 30 hosts

Subred 3: 14 hosts

Error 4: No verificar solapamientos en VLSM

Descripción: Asignar subredes sin verificar que no haya solapamientos entre los rangos de direcciones.

Solución

Siempre ordena las subredes de mayor a menor y verifica que no haya superposición entre los rangos de direcciones.

Ejemplo de Verificación:

1. Subred más grande: 192.168.1.0/24

2. Subred mediana: 192.168.1.128/25

3. Subred pequeña: 192.168.1.192/26

5. Fórmulas Matemáticas Esenciales

Cálculo de Hosts por Subred

Hosts = 2n - 2

Donde n es el número de bits de host (bits en 0 en la máscara)

Cálculo de Subredes Posibles

Subredes = 2m

Donde m es el número de bits de red (bits prestados)

Cálculo de la Dirección de Broadcast

Broadcast = Dirección de Red | (Invertir Máscara de Subred)

Se obtiene realizando un OR bit a bit entre la dirección de red y la máscara de subred invertida.

Ejemplo: Para la red 192.168.1.0/24:

            Dirección de Red:  11000000.10101000.00000001.00000000
            Máscara de Subred: 11111111.11111111.11111111.00000000
            Máscara Invertida: 00000000.00000000.00000000.11111111
            OR bit a bit:      11000000.10101000.00000001.11111111
            Resultado:         192.168.1.255

Dirección de broadcast: 192.168.1.255

Tabla de Potencias de 2

Exponente (n) Potencia (2n) Hosts Disponibles (2n - 2)
120
242
386
41614
53230
66462
7128126
8256254

Tabla de Referencia Rápida

Máscara CIDR Máscara Decimal Hosts Disponibles Bits de Host
/24 255.255.255.0 254 8
/25 255.255.255.128 126 7
/26 255.255.255.192 62 6
/27 255.255.255.224 30 5
/28 255.255.255.240 14 4
/29 255.255.255.248 6 3
/30 255.255.255.252 2 2

Conversión de Binario a Decimal y Viceversa

Binario a Decimal

Cada bit representa una potencia de 2. La siguiente tabla muestra el valor de cada posición:

Posición del Bit 7 6 5 4 3 2 1 0
Valor (2n) 128 64 32 16 8 4 2 1

Ejemplo:

        10110100 = (1×128) + (0×64) + (1×32) + (1×16) + (0×8) + (1×4) + (0×2) + (0×1) = 180

🔹 Decimal a Binario

Ejemplo para 180:

        180 / 2 = 90, residuo 0
         90 / 2 = 45, residuo 0
         45 / 2 = 22, residuo 1
         22 / 2 = 11, residuo 0
         11 / 2 = 5, residuo 1
          5 / 2 = 2, residuo 1
          2 / 2 = 1, residuo 0
          1 / 2 = 0, residuo 1

Orden final: 10110100.

Conversión de Decimal a Hexadecimal

Ejemplo para 180:

        180 / 16 = 11, residuo 4 → (B4 en hexadecimal)

Resultado: B4 en hexadecimal.

Conversión de Decimal a Octal

Ejemplo para 180:

        180 / 8 = 22, residuo 4
         22 / 8 = 2, residuo 6
          2 / 8 = 0, residuo 2

Orden final: 264 en octal.

Ejercicios Prácticos

A continuación, te presentamos una serie de ejercicios prácticos para aplicar los conceptos aprendidos sobre subredes. Cada ejercicio incluye su solución detallada para que puedas verificar tu comprensión.

Ejercicio 1: FLSM Básico

Divide la red 192.168.1.0/24 en 4 subredes de igual tamaño.

Ejercicio 2: VLSM Intermedio

Divide la red 172.16.0.0/24 para acomodar las siguientes necesidades:

  • Subred A: 100 hosts
  • Subred B: 50 hosts
  • Subred C: 25 hosts
  • Subred D: 10 hosts

Ejercicio 1: Cálculo de Subredes FLSM

Enunciado: Dada la red 192.168.10.0/24, divide la red en 4 subredes utilizando FLSM. Indica la dirección de red, el rango de direcciones y la dirección de broadcast para cada subred.

Solución:

  1. Subred 1: 192.168.10.0/26 (Rango: 192.168.10.1 - 192.168.10.62, Broadcast: 192.168.10.63)
  2. Subred 2: 192.168.10.64/26 (Rango: 192.168.10.65 - 192.168.10.126, Broadcast: 192.168.10.127)
  3. Subred 3: 192.168.10.128/26 (Rango: 192.168.10.129 - 192.168.10.190, Broadcast: 192.168.10.191)
  4. Subred 4: 192.168.10.192/26 (Rango: 192.168.10.193 - 192.168.10.254, Broadcast: 192.168.10.255)

Ejercicio 2: Cálculo de Subredes VLSM

Enunciado: Dada la red 172.16.0.0/16, crea subredes para los siguientes departamentos: Ventas (100 hosts), Ingeniería (50 hosts), Marketing (25 hosts) y Administración (10 hosts).

Solución:

  1. Ventas: 172.16.0.0/25 (Rango: 172.16.0.1 - 172.16.0.126, Broadcast: 172.16.0.127)
  2. Ingeniería: 172.16.0.128/26 (Rango: 172.16.0.129 - 172.16.0.190, Broadcast: 172.16.0.191)
  3. Marketing: 172.16.0.192/27 (Rango: 172.16.0.193 - 172.16.0.222, Broadcast: 172.16.0.223)
  4. Administración: 172.16.0.224/28 (Rango: 172.16.0.225 - 172.16.0.238, Broadcast: 172.16.0.239)

🔹 Ejercicio 3: Conversión de Binario a Decimal

Enunciado: Convierte la dirección binaria 11000000.10101000.00000001.10000010 a su formato decimal.

Solución: La dirección decimal es 192.168.1.130.

Ejercicio 1: Subnetting FLSM Básico

Problema:

Dada la red 192.168.1.0/24, crea 4 subredes de igual tamaño.

Solución paso a paso:

  1. Determinar bits necesarios para subredes:
    • Necesitamos 4 subredes, por lo tanto: 2² = 4 (necesitamos 2 bits)
    • Nueva máscara = /24 + 2 = /26
  2. Calcular el incremento:
    • Incremento = 256/4 = 64
  3. Definir las subredes:
    Subred Red Primera IP Última IP Broadcast
    1 192.168.1.0/26 192.168.1.1 192.168.1.62 192.168.1.63
    2 192.168.1.64/26 192.168.1.65 192.168.1.126 192.168.1.127
    3 192.168.1.128/26 192.168.1.129 192.168.1.190 192.168.1.191
    4 192.168.1.192/26 192.168.1.193 192.168.1.254 192.168.1.255

Ejercicio 2: Subnetting VLSM Avanzado

Problema:

Tienes la red 172.20.0.0/16 y necesitas crear subredes para los siguientes departamentos:

  • Ventas: 1000 hosts
  • Ingeniería: 500 hosts
  • Marketing: 250 hosts
  • Administración: 100 hosts

Solución paso a paso:

  1. Ordenar requisitos de mayor a menor:
    • Ventas: 1000 hosts
    • Ingeniería: 500 hosts
    • Marketing: 250 hosts
    • Administración: 100 hosts
  2. Calcular bits necesarios para cada subred:
    Departamento Hosts Bits necesarios Máscara
    Ventas 1000 10 bits (2¹⁰ - 2 = 1022) /22
    Ingeniería 500 9 bits (2⁹ - 2 = 510) /23
    Marketing 250 8 bits (2⁸ - 2 = 254) /24
    Administración 100 7 bits (2⁷ - 2 = 126) /25
  3. Asignar subredes:
    Departamento Red Primera IP Última IP Broadcast
    Ventas 172.20.0.0/22 172.20.0.1 172.20.3.254 172.20.3.255
    Ingeniería 172.20.4.0/23 172.20.4.1 172.20.5.254 172.20.5.255
    Marketing 172.20.6.0/24 172.20.6.1 172.20.6.254 172.20.6.255
    Administración 172.20.7.0/25 172.20.7.1 172.20.7.126 172.20.7.127

🔹 Ejercicio 3: Conversión Binario-Decimal

Problema:

Convierte las siguientes direcciones IP:

  1. Decimal a binario: 192.168.10.150
  2. Binario a decimal: 11000000.10101000.00000001.11110000

Solución paso a paso:

1. Decimal a Binario (192.168.10.150)
Octeto Decimal Cálculo Binario
1º 192 128 + 64 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 11000000
2º 168 128 + 32 + 8 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 10101000
3º 10 0 + 0 + 0 + 8 + 2 + 0 + 0 + 0 00001010
4º 150 128 + 16 + 4 + 2 + 0 + 0 + 0 + 0 10010110

Resultado: 11000000.10101000.00001010.10010110

2. Binario a Decimal (11000000.10101000.00000001.11110000)
Octeto Binario Cálculo Decimal
1º 11000000 128 + 64 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 192
2º 10101000 128 + 0 + 32 + 0 + 8 + 0 + 0 + 0 168
3º 00000001 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 1 1
4º 11110000 128 + 64 + 32 + 16 + 0 + 0 + 0 + 0 240

Resultado: 192.168.1.240

Preguntas Frecuentes (FAQ)

🔹 ¿Qué es una dirección de broadcast?

Una dirección de broadcast es una dirección especial utilizada para enviar un paquete a todos los dispositivos en una red. Se calcula estableciendo todos los bits de host en 1. Por ejemplo, en la red 192.168.1.0/24, la dirección de broadcast es 192.168.1.255.

🔹 ¿Cuál es la diferencia entre FLSM y VLSM?

FLSM (Fixed Length Subnet Mask) divide una red en subredes del mismo tamaño, mientras que VLSM (Variable Length Subnet Mask) permite crear subredes de diferentes tamaños según las necesidades. VLSM es más eficiente en el uso de direcciones IP.

🔹 ¿Cómo afecta el subnetting al rendimiento de la red?

El subnetting mejora el rendimiento de la red al reducir el tráfico de broadcast y organizar los dispositivos en segmentos lógicos. Esto permite una gestión más eficiente de los recursos y una mejor escalabilidad.

🔹 ¿Qué es CIDR y cómo se relaciona con el subnetting?

CIDR (Classless Inter-Domain Routing) es una notación que permite representar máscaras de subred de manera más compacta (ej: /24). Facilita la asignación flexible de direcciones IP y es fundamental en el subnetting moderno.

🔹 ¿Por qué se restan 2 direcciones al calcular hosts?

Al calcular el número de hosts en una subred, se restan 2 direcciones porque una se reserva para la dirección de red y otra para la dirección de broadcast. Por ejemplo, en una subred con 254 hosts disponibles, las direcciones 0 y 255 están reservadas.

Recursos Adicionales

Para profundizar en el tema de subredes, te recomendamos los siguientes recursos:

Guía de Estudio CCNA

Material de preparación para la certificación con énfasis en subnetting.

Comandos Esenciales

Comandos de red para configurar y verificar subredes en equipos Cisco.

Casos Prácticos

Escenarios reales de implementación de subredes en empresas.

Libros Recomendados

TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols

Por Richard Stevens - Un clásico que explica en detalle los protocolos de red, incluyendo IP y subnetting.

Computer Networking: A Top-Down Approach

Por James Kurose y Keith Ross - Excelente para entender los fundamentos de redes y subnetting.

CCNA 200-301 Official Cert Guide

Por Wendell Odom - Incluye capítulos detallados sobre subnetting con ejercicios prácticos.

Herramientas de Cálculo

Para facilitar el proceso de subnetting, te proporcionamos acceso a nuestras herramientas especializadas:

🔹 Calculadora de Subredes FLSM

Nuestra calculadora FLSM te permite:

  • Calcular subredes de igual tamaño
  • Obtener rangos de direcciones automáticamente
  • Verificar máscaras de subred
  • Exportar resultados
Ir a Calculadora FLSM

🔹 Calculadora de Subredes VLSM

La calculadora VLSM te ayuda a:

  • Crear subredes de diferentes tamaños
  • Optimizar el uso de direcciones IP
  • Evitar solapamientos
  • Generar tablas de asignación
Ir a Calculadora VLSM

🔹 Conversor de Máscaras de Red

Convierte fácilmente entre diferentes notaciones:

  • Decimal punteado a CIDR
  • CIDR a decimal punteado
  • Binario a decimal
  • Cálculo de wildcard masks
Ir a Conversor

🔹 Validador de Configuración IP

Verifica la correcta configuración de:

  • Direcciones IP y máscaras
  • Rangos de subredes
  • Solapamientos
  • Direcciones de broadcast
Ir a Validador

Este manual te servirá como referencia para subnetting. ¡Practica con los ejercicios para reforzar estos conceptos! 🚀