Preámbulo: Estas notas están pensadas para sintetizar conceptos mientras estudio para la certificación CompTIA Network+ N10-009 y también pueden ser útiles para profesionales que quieran repasar IPv4 avanzado: clases, IP privadas y subredes.
Esencial: en redes grandes no es eficiente usar una sola red porque causa problemas de rendimiento y riesgos de seguridad. Por eso fragmentamos redes en subredes y distinguimos entre direcciones públicas y privadas. Comprender estas ideas es clave para una carrera en redes y para diseñar infraestructuras seguras y escalables.
Esquema original por clases: antes del uso de máscaras flexibles existió el direccionamiento classful. Según el primer octeto se determinaba el tamaño de la red. Clase A para redes muy grandes con 126 redes útiles y más de 16 millones de hosts por red; Clase B para un punto intermedio con unas 16 000 redes y hasta ~65 000 hosts; Clase C para redes pequeñas con millones de redes pero solo 254 hosts por red. Las redes 0.0.0.0/8 y 127.0.0.0/8 forman parte de Clase A pero están reservadas para usos especiales como this network y loopback.
Mascara típica usada para describir clases: Clase A 255.0.0.0 /8, Clase B 255.255.0.0 /16, Clase C 255.255.255.0 /24. Aunque hoy se usa direccionamiento sin clases, estas referencias siguen vigentes y ayudan a entender ranges y reservas.
Públicas vs privadas: una dirección pública es globalmente única y enrutable en Internet, asignada por IANA e ISPs. Las direcciones privadas no son enrutable en Internet y pueden usarse libremente dentro de una organización. Los rangos privados reservados por el IETF son 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 y 192.168.0.0/16. Para comunicar una red privada con Internet se usan NAT o proxies que traducen direcciones privadas a una pública.
Otras direcciones reservadas: Clase D 224.0.0.0/4 para multicast; Clase E 240.0.0.0/4 para uso experimental. La dirección loopback más conocida es 127.0.0.1 asociada al nombre localhost y sirve para probar la pila TCP IP sin salir del adaptador de red.
Reglas básicas de diseño IPv4: calcular cuántas subredes y cuántos hosts por subred se necesitan; usar direcciones válidas públicas o privadas; evitar host IDs con todos unos (broadcast) o todos ceros (dirección de red) en diseños legacy; garantizar unicidad de host IDs dentro de la misma subred y unicidad de network IDs en Internet si se usan IP públicas. Al calcular subredes recuerda que cada potencia de 2 duplica la anterior y memoriza los valores decimales que representan bits a 1 en un octeto de máscara.
Proceso de subnetting con ejemplo: partir de 172.30.0.0/16 y necesitar 12 subredes. La siguiente potencia de 2 mayor o igual a 12 es 16, por tanto hay que tomar 4 bits prestados del campo host. Nueva máscara 16 + 4 = /20, equivalente a 255.255.240.0. Con /20 quedan 12 bits para hosts, es decir 2^12 menos 2 = 4094 hosts utilizables por subred. Método del tamaño de bloque: 256 menos el último octeto no cero 240 da bloque 16. Subredes: 172.30.0.0, 172.30.16.0, 172.30.32.0, etc. Rango de hosts para 172.30.16.0/20 va de 172.30.16.1 a 172.30.31.254.
CIDR y supernetting: Classless Inter Domain Routing resolvió la escasez de IPv4 y redujo tablas de ruteo permitiendo notación slash como /16 o /24 y agregación de rutas. Por ejemplo cuatro redes contiguas 198.51.100.0, 198.51.101.0, 198.51.102.0 y 198.51.103.0 pueden resumirse como 198.51.100.0/22 si los primeros 22 bits coinciden, reduciendo la entrada en la tabla de ruteo externa.
VLSM para eficiencia: Variable Length Subnet Masks permite usar máscaras de distintos tamaños dentro de la misma red para ajustar subredes al número real de hosts y evitar desperdicio. Procedimiento práctico: ordenar subredes por tamaño de host requerido, asignar la más grande primero. Ejemplo: para 80 hosts se necesitan 7 bits de host porque 2^7-2 = 126, por tanto se usa /25. Para 30 hosts normalmente 5 bits bastan (2^5-2 = 30) pero por margen se suele optar por 6 bits y máscara /26. Para enlaces punto a punto se usa /30 que proporciona 2 hosts utilizables.
Recomendación: la mejor forma de afianzar estos conceptos es practicar conversiones binario decimal, hacer ejercicios de subnetting y diseñar esquemas VLSM y CIDR para casos reales. Esto también es fundamental cuando se integra la red con soluciones en la nube y servicios de seguridad.
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Buena suerte en tu preparación de Network+ y recuerda practicar. Si quieres, puedo crear ejercicios adicionales de subnetting o adaptar estos conceptos a un caso práctico para tu empresa.