Fundamentos de Redes IP: Subneteo, Conectividad y Direccionamiento

Conceptos Fundamentales de Redes Informáticas

1. Ventajas de los Medios Inalámbricos frente a los Medios Guiados

Mayor movilidad y flexibilidad: Permiten a los usuarios y dispositivos moverse libremente sin restricciones de cables.
Instalación más sencilla y rápida: Reducen la complejidad y el tiempo de despliegue al eliminar la necesidad de cableado físico extensivo.
Reducción de costes en infraestructura física: Disminuyen los gastos asociados a la compra, instalación y mantenimiento de cables.
Facilidad para conectar dispositivos en zonas de difícil acceso: Ideales para entornos donde el tendido de cables es inviable o costoso.

2. Creación de un Latiguillo de Cable UTP Categoría 6 en una Red Estructurada Profesional

Para la creación de un latiguillo de cable UTP Categoría 6 en un entorno de red estructurada profesional, se requieren herramientas específicas y un proceso estandarizado.

Herramientas Necesarias:

Cable UTP Categoría 6.
Conectores RJ-45.
Crimpadora.
Pelacables.
Tester de cables.

Proceso de Fabricación:

Corta el cable a la longitud deseada.
Pela aproximadamente 2 cm de la cubierta exterior en ambos extremos del cable.
Desenreda y ordena los pares de cables según el estándar de cableado (T568A o T568B), asegurándote de que estén rectos y sin cruces.
Corta los cables para que queden alineados y del mismo tamaño, listos para insertar en el conector.
Inserta los cables en el conector RJ-45, verificando que cada hilo esté en su posición correcta y llegue hasta el fondo del conector.
Utiliza la crimpadora para fijar el conector al cable, asegurando una conexión sólida y permanente.
Repite el proceso en el otro extremo del cable.
Finalmente, utiliza el tester de cables para verificar la continuidad, el correcto orden de los hilos y el funcionamiento adecuado del latiguillo.

3. Ventajas de VLSM sobre FLSM en el Direccionamiento IP

El uso de VLSM (Variable Length Subnet Masking) ofrece significativas ventajas sobre FLSM (Fixed Length Subnet Masking) en la gestión de direcciones IP:

Eficiencia en el uso de direcciones IP: VLSM permite asignar máscaras de subred de diferentes longitudes según las necesidades específicas de cada subred, lo que minimiza el desperdicio de direcciones IP.
Flexibilidad en el diseño de red: Facilita la creación de subredes de distintos tamaños dentro de una misma red principal, adaptándose mejor a los requerimientos de cada segmento de red.
Optimización del espacio de direccionamiento: Es especialmente útil cuando se dispone de un espacio limitado de direcciones IP, permitiendo una asignación más eficiente y un mejor aprovechamiento del rango disponible.

4. Utilidad de la Dirección de Broadcast en Redes IP

La dirección de broadcast se utiliza para enviar mensajes a todos los dispositivos dentro de una red o subred específica. Es una forma de comunicación uno-a-todos (one-to-all) en la que un mensaje se transmite a todos los nodos simultáneamente, siendo útil para tareas como el descubrimiento de dispositivos, la resolución de direcciones (ARP) o anuncios de servicios.

5. Determinación del Número de Hosts en una Subred

El número de hosts utilizables en una subred está determinado por la cantidad de bits disponibles para la porción de host en la máscara de subred. Se calcula mediante la fórmula 2ⁿ – 2, donde ‘n’ es el número de bits asignados a la porción de host. Se restan dos direcciones: una para la dirección de red (identificador de la subred) y otra para la dirección de broadcast (para enviar a todos los dispositivos de la subred), ya que estas no pueden ser asignadas a hosts individuales.

6. Capacidad de Hosts en una Red /25

Para una red con prefijo /25, la máscara de subred indica que 25 bits están dedicados a la porción de red. Dado que una dirección IPv4 tiene 32 bits en total, quedan 32 – 25 = 7 bits disponibles para la porción de host.

Aplicando la fórmula 2ⁿ – 2, donde n=7:

2⁷ – 2 = 128 – 2 = 126 hosts utilizables.

Por lo tanto, una red /25 puede soportar hasta 126 hosts individuales.

7. Agregación de Redes (Supernetting)

Dadas las siguientes redes conocidas en un router, se procede a su agregación (supernetting):

192.168.4.0/24
192.168.5.0/24
192.168.6.0/24
192.168.7.0/24

Estas redes son contiguas y pueden agregarse en una única superred para optimizar las tablas de enrutamiento.

Red Agregada (Superred): 192.168.4.0/22

Esta superred abarca el rango de direcciones desde 192.168.4.0 hasta 192.168.7.255, consolidando cuatro redes /24 en una sola entrada de enrutamiento /22.

8. Esquema de Direccionamiento con VLSM para la Red 192.168.20.0/24

Se desarrollará un esquema de direccionamiento utilizando VLSM para organizar el espacio de la red 192.168.20.0/24, cumpliendo con los siguientes requerimientos de subredes. Para una asignación eficiente, se recomienda asignar las subredes de mayor tamaño primero.

Requerimientos de Subredes:

Subred de 100 hosts para Estudiantes de 1° SMR y 1° ASIR.
Subred de 50 hosts para Estudiantes de 2° SMR y 2° ASIR.
Subred de 25 hosts para Profesores.
Subred de 10 hosts para Equipo Directivo/Administración.

Asignación de Subredes (Orden Descendente por Tamaño):

1. VLAN Estudiantes 1° SMR y 1° ASIR

Hosts necesarios: 100
Hosts disponibles: 126 (2⁷ – 2)
Crecimiento: Sí, 26 hosts extra
Máscara CIDR: /25
Máscara decimal: 255.255.255.128
Dirección de subred: 192.168.20.0
Rango de IPs utilizables: 192.168.20.1 – 192.168.20.126
Dirección de Broadcast: 192.168.20.127

2. VLAN Estudiantes 2° SMR y 2° ASIR

Hosts necesarios: 50
Hosts disponibles: 62 (2⁶ – 2)
Crecimiento: Sí, 12 hosts extra
Máscara CIDR: /26
Máscara decimal: 255.255.255.192
Dirección de subred: 192.168.20.128
Rango de IPs utilizables: 192.168.20.129 – 192.168.20.190
Dirección de Broadcast: 192.168.20.191

3. VLAN Profesores

Hosts necesarios: 25
Hosts disponibles: 30 (2⁵ – 2)
Crecimiento: Sí, 5 hosts extra
Máscara CIDR: /27
Máscara decimal: 255.255.255.224
Dirección de subred: 192.168.20.192
Rango de IPs utilizables: 192.168.20.193 – 192.168.20.222
Dirección de Broadcast: 192.168.20.223

4. VLAN Equipo Directivo/Administración

Hosts necesarios: 10
Hosts disponibles: 14 (2⁴ – 2)
Crecimiento: Sí, 4 hosts extra
Máscara CIDR: /28
Máscara decimal: 255.255.255.240
Dirección de subred: 192.168.20.224
Rango de IPs utilizables: 192.168.20.225 – 192.168.20.238
Dirección de Broadcast: 192.168.20.239

9. Subneteo de 8 Subredes de Tamaño Fijo a partir de 192.168.0.0/24

Para dividir la red 192.168.0.0/24 en 8 subredes de tamaño fijo, necesitamos tomar 3 bits prestados de la porción de host (2³ = 8 subredes). Esto resulta en una máscara de subred /27.

Máscara de red: /27 → 255.255.255.224
Número de hosts por subred: 2⁵ – 2 = 30 hosts utilizables (quedan 5 bits para hosts).

Detalle de las Subredes:

Subred 1:

Dirección de red: 192.168.0.0
IPs válidas: 192.168.0.1 – 192.168.0.30
Dirección de Broadcast: 192.168.0.31

Subred 2:

Dirección de red: 192.168.0.32
IPs válidas: 192.168.0.33 – 192.168.0.62
Dirección de Broadcast: 192.168.0.63

Subred 3:

Dirección de red: 192.168.0.64
IPs válidas: 192.168.0.65 – 192.168.0.94
Dirección de Broadcast: 192.168.0.95

Subred 4:

Dirección de red: 192.168.0.96
IPs válidas: 192.168.0.97 – 192.168.0.126
Dirección de Broadcast: 192.168.0.127

Subred 5:

Dirección de red: 192.168.0.128
IPs válidas: 192.168.0.129 – 192.168.0.158
Dirección de Broadcast: 192.168.0.159

Subred 6:

Dirección de red: 192.168.0.160
IPs válidas: 192.168.0.161 – 192.168.0.190
Dirección de Broadcast: 192.168.0.191

Subred 7:

Dirección de red: 192.168.0.192
IPs válidas: 192.168.0.193 – 192.168.0.222
Dirección de Broadcast: 192.168.0.223

Subred 8:

Dirección de red: 192.168.0.224
IPs válidas: 192.168.0.225 – 192.168.0.254
Dirección de Broadcast: 192.168.0.255