Subred

Una subred , o subred , es una subdivisión lógica de una red IP . ^{[ 1 ] : 1, 16} La práctica de dividir una red en dos o más redes se llama subredes .

Los ordenadores que pertenecen a la misma subred se identifican mediante un grupo idéntico de bits más significativos de sus direcciones IP . Esto da como resultado la división lógica de una dirección IP en dos campos: el número de red o prefijo de enrutamiento y el resto o identificador de host . El resto es un identificador para un host o interfaz de red específicos.

El prefijo de enrutamiento puede expresarse como la primera dirección de una red, escrita en notación CIDR ( Classless Inter-Domain Routing ), seguida de una barra inclinada ( / ), y finalizando con la longitud en bits del prefijo. Por ejemplo, 198.51.100.0 / 24 es el prefijo de la red del Protocolo de Internet versión 4 que comienza en la dirección dada, con 24 bits asignados para el prefijo de red y los 8 bits restantes reservados para el direccionamiento de host. Las direcciones en el rango 198.51.100.0 a 198.51.100.255 pertenecen a esta red, siendo 198.51.100.255 la dirección de difusión de subred . La especificación de dirección IPv6 2001:db8:: / 32 es un gran bloque de direcciones con 2 ⁹⁶ direcciones, con un prefijo de enrutamiento de 32 bits.

En IPv4, una red también puede caracterizarse por su máscara de subred o máscara de red , que es la máscara de bits que, al aplicarse mediante una operación AND bit a bit a cualquier dirección IP de la red, produce el prefijo de enrutamiento. Las máscaras de subred también se expresan en notación decimal con puntos, al igual que una dirección IP. Por ejemplo, el prefijo 198.51.100.0 / 24 tendría la máscara de subred 255.255.255.0 .

El tráfico se intercambia entre subredes a través de enrutadores cuando los prefijos de enrutamiento de la dirección de origen y la dirección de destino difieren. Un enrutador actúa como un límite lógico o físico entre las subredes.

Las ventajas de subdividir una red existente varían según el escenario de implementación. En la arquitectura de asignación de direcciones de Internet, que utiliza CIDR, y en grandes organizaciones, es necesaria una asignación eficiente del espacio de direcciones. La subdivisión también puede mejorar la eficiencia del enrutamiento o presentar ventajas en la gestión de la red cuando las subredes son controladas administrativamente por diferentes entidades dentro de una organización grande. Las subredes pueden organizarse lógicamente en una arquitectura jerárquica, particionando el espacio de direcciones de red de una organización en una estructura de enrutamiento en forma de árbol u otras estructuras, como las mallas.

Los ordenadores que participan en una red IP tienen al menos una dirección de red . Normalmente, esta dirección es única para cada dispositivo y puede configurarse automáticamente mediante un servicio de red con el Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP), manualmente por un administrador o automáticamente por el sistema operativo con la autoconfiguración de direcciones sin estado .

Una dirección IP cumple las funciones de identificar el host y ubicarlo en la red en el enrutamiento de destino. La arquitectura de direccionamiento de red más común es el Protocolo de Internet versión 4 (IPv4), pero su sucesor, IPv6 , se ha implementado cada vez más desde aproximadamente 2006. Una dirección IPv4 consta de 32 bits. Una dirección IPv6 consta de 128 bits. En ambas arquitecturas, una dirección IP se divide en dos partes lógicas: el prefijo de red y el identificador de host . Todos los hosts en una subred tienen el mismo prefijo de red. Este prefijo ocupa los bits más significativos de la dirección. El número de bits asignados dentro de una red al prefijo puede variar entre subredes, dependiendo de la arquitectura de red . El identificador de host es una identificación local única y es un número de host en la red local o un identificador de interfaz.

Esta estructura de direccionamiento permite el enrutamiento selectivo de paquetes IP a través de múltiples redes mediante computadoras de puerta de enlace especiales, llamadas enrutadores , hacia un host de destino si los prefijos de red de los hosts de origen y destino difieren, o directamente a un host de destino en la red local si son iguales. Los enrutadores constituyen fronteras lógicas o físicas entre las subredes y administran el tráfico entre ellas. Cada subred es atendida por un enrutador predeterminado designado, pero internamente puede constar de múltiples segmentos Ethernet físicos interconectados por conmutadores de red .

El prefijo de enrutamiento de una dirección se identifica mediante la máscara de subred , que se escribe de la misma forma que las direcciones IP. Por ejemplo, la máscara de subred para un prefijo de enrutamiento compuesto por los 24 bits más significativos de una dirección IPv4 se escribe como 255.255.255.0 .

La forma estándar moderna de especificación del prefijo de red es la notación CIDR, utilizada tanto para IPv4 como para IPv6. Esta notación cuenta el número de bits del prefijo y lo añade a la dirección después de una barra inclinada (/). Se introdujo con el enrutamiento entre dominios sin clases (CIDR). ^{[ 2 ]} En IPv6, esta es la única forma estándar para denotar prefijos de red o de enrutamiento.

Por ejemplo, la red IPv4 192.0.2.0 con la máscara de subred 255.255.255.0 se escribe como 192.0.2.0 / 24 , y la notación IPv6 2001:db8:: / 32 designa la dirección 2001:db8:: y su prefijo de red que consta de los 32 bits más significativos.

En las redes con clases en IPv4, antes de la introducción de CIDR, el prefijo de red se podía obtener directamente de la dirección IP, basándose en su secuencia de bits de orden superior. Esto determinaba la clase (A, B, C) de la dirección y, por lo tanto, la máscara de subred. Sin embargo, desde la introducción de CIDR, la asignación de una dirección IP a una interfaz de red requiere dos parámetros: la dirección y una máscara de subred.

Dada una dirección IPv4 de origen, su máscara de subred asociada y la dirección de destino, un enrutador puede determinar si el destino está en una red conectada localmente o en una red remota. La máscara de subred del destino no es necesaria y, por lo general, un enrutador no la conoce. ^{[ 3 ]} Sin embargo, para IPv6, la determinación en el enlace es diferente en detalle y requiere el Protocolo de descubrimiento de vecinos (NDP). ^{[ 4 ] [ 5 ]} La asignación de direcciones IPv6 a una interfaz no requiere un prefijo de enlace coincidente y viceversa, con la excepción de las direcciones de enlace local .

Dado que cada subred conectada localmente debe estar representada por una entrada independiente en las tablas de enrutamiento de cada enrutador conectado, el subneteo aumenta la complejidad del enrutamiento. Sin embargo, mediante un diseño cuidadoso de la red, las rutas a conjuntos de subredes más distantes dentro de las ramas de una jerarquía de árbol pueden agruparse en una superred y representarse mediante rutas únicas.

El diseño del espacio de direcciones IPv6 difiere significativamente del de IPv4. La principal razón para el subneteo en IPv4 es mejorar la eficiencia en la utilización del espacio de direcciones relativamente pequeño disponible, especialmente para las empresas. En IPv6 no existen tales limitaciones, ya que el amplio espacio de direcciones disponible, incluso para los usuarios finales, no representa un factor limitante.

Al igual que en IPv4, el subneteo en IPv6 se basa en los conceptos de enmascaramiento de subred de longitud variable (VLSM) y la metodología de enrutamiento entre dominios sin clases . Se utiliza para enrutar el tráfico entre los espacios de asignación globales y dentro de las redes de los clientes, entre las subredes e Internet en general.

Una subred IPv6 compatible siempre utiliza direcciones con 64 bits en el identificador de host. ^{[ 12 ]} Dado el tamaño de la dirección de 128 bits, tiene un prefijo de enrutamiento /64. Aunque técnicamente es posible utilizar subredes más pequeñas, ^{[ 13 ]} no son prácticas para redes de área local basadas en tecnología Ethernet, porque se requieren 64 bits para la autoconfiguración de direcciones sin estado . ^{[ 14 ]} El Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet recomienda el uso de subredes / 127 para enlaces punto a punto, que tienen solo dos hosts. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

IPv6 no implementa formatos de dirección especiales para el tráfico de difusión o números de red, ^{[ 17 ]} y por lo tanto todas las direcciones en una subred son aceptables para el direccionamiento de hosts. La dirección de todos ceros está reservada como la dirección anycast del enrutador de subred. ^{[ 18 ]} La dirección anycast del enrutador de subred es la dirección más baja en la subred, por lo que se ve como la "dirección de red". Si un enrutador tiene varias subredes en el mismo enlace, entonces tiene varias direcciones anycast de enrutador de subred en ese enlace. ^{[ 19 ]} No se permite que la primera y la última dirección en cualquier red o subred se asignen a ningún host individual.

En el pasado, la asignación recomendada para un sitio de cliente IPv6 era un espacio de direcciones con un prefijo de 48 bits ( / 48 ). ^{[ 20 ]} Sin embargo, esta recomendación se revisó para fomentar bloques más pequeños, por ejemplo, utilizando prefijos de 56 bits. ^{[ 21 ]} Otro tamaño de asignación común para redes de clientes residenciales tiene un prefijo de 64 bits.

• Sistema autónomo (Internet)
• Segmentación de red

• Requisitos para enrutadores IPv4 . IETF . doi : 10.17487/RFC1812 . RFC 1812 .
• Utilidad de las subredes de las redes de Internet . IETF . doi : 10.17487/RFC0917 . RFC 917 .
• Codificaciones DNS de nombres de red y otros tipos . IETF . doi : 10.17487/RFC1101 . RFC 1101 .
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