Direccionamiento IP y división en subredes

Un octeto es un grupo de ocho bits. Cada bit contiene 0 o 1. Una dirección IPv4 tiene cuatro octetos, lo que suma 32 bits. Empieza con un octeto; el mismo método sirve para cada una de las cuatro partes.

Asigna a cada bit su valor

Lee las posiciones de izquierda a derecha:

Cada posición vale el doble que la situada a su derecha. Suma el valor de una posición solo cuando su bit sea 1. Para 10101100, las posiciones activas son 128, 32, 8 y 4:

El cero de la posición 64 no aporta nada. En 01100100, los bits a 1 seleccionan 64, 32 y 4, lo que da 100. El bit situado más a la izquierda tiene el mayor valor; 10000000 es 128, mientras que 00000001 es 1.

Construye el número binario a partir del decimal

Para convertir 200, recorre los mismos valores en orden. En cada posición, pregúntate si su valor cabe en la cantidad restante.

1. 128 cabe: escribe 1 y quedan 72.
2. 64 cabe: escribe 1 y quedan 8.
3. 32 y 16 no caben: escribe 0 en ambas posiciones.
4. 8 cabe: escribe 1 y quedan 0.
5. Las posiciones 4, 2 y 1 son todas 0.

El resultado es 11001000. Compruébalo sumando los valores seleccionados: 128 + 64 + 8 = 200. Cuando el resto llegue a cero, sigue escribiendo ceros hasta completar las ocho posiciones.

Escribe el decimal 10 como 00001010 cuando sea un octeto. El número binario más corto 1010 tiene el mismo valor, pero ocho posiciones permiten alinear una dirección con su máscara de subred. No interpretes una cadena binaria como un número decimal: 00000100 en binario significa cuatro, no cien.

Reconoce los patrones de las máscaras

Las máscaras de subred usan repetidamente octetos cuyos bits a 1 se acumulan desde la izquierda. Conviene aprender estos patrones:

Cada fila añade otro valor posicional. Por ejemplo, 224 es 128 + 64 + 32. Un octeto de todos ceros es 0; todos unos suman 255.

Cuenta las combinaciones

Con un bit hay dos patrones posibles. Con dos bits hay cuatro: 00, 01, 10 y 11. Cada bit añadido duplica las posibilidades, por lo que $n$ bits dan $2^n$ valores. Ocho bits dan 256 valores, numerados de 0 a 255. Esta distinción entre la cantidad de valores y el valor más alto importa al contar direcciones.

Una dirección IPv4 es un número de 32 bits utilizado para identificar una interfaz de red. Su forma habitual, la notación decimal con puntos, convierte cada uno de los cuatro octetos a decimal y los separa mediante puntos. Los puntos marcan los límites entre octetos; no son separadores decimales.

Lee cuatro octetos

La dirección 192.168.10.77 es:

11000000.10101000.00001010.01001101

El primer octeto es 128 + 64 = 192. El segundo es 128 + 32 + 8 = 168. El tercero es 8 + 2 = 10 y el cuarto es 64 + 8 + 4 + 1 = 77. Cada octeto debe estar entre 0 y 255. Una dirección como 192.168.1.256 no es válida porque su último número necesita más de ocho bits.

El espacio completo contiene $2^{32}$ direcciones: 4 294 967 296. Algunas están reservadas para fines específicos, por lo que esa no es la cantidad disponible para hosts normales de internet.

Una dirección pertenece a una interfaz, la conexión por la que un dispositivo se une a una red. Un enrutador que conecta tres redes IP necesita direccionamiento en las tres interfaces. Un portátil que usa Wi-Fi y Ethernet puede tener una dirección IPv4 diferente en cada una. Por eso, el diagnóstico empieza por la interfaz que se está usando.

Determina el límite con una máscara

Toda dirección tiene una parte de red y una parte de host. La parte de red identifica su subred; la parte de host selecciona una interfaz dentro de esa subred. Son partes de los mismos 32 bits, no números adicionales añadidos a la dirección.

La dirección por sí sola no muestra la división. Con /16, 172.16.45.200 pertenece a 172.16.0.0/16. Con /21, pertenece a 172.16.40.0/21. El prefijo más largo conserva más bits en la parte de red y deja menos para los hosts. Incluye siempre el prefijo con una dirección al calcular su subred.

Comprende las antiguas clases

Antes de CIDR, las clases de direcciones proporcionaban límites predeterminados fijos:

Los primeros bits son 0, 10, 110, 1110 y 1111, respectivamente. Los primeros octetos 0 y 127 tienen usos especiales aunque su bit inicial sea 0. Por ejemplo, 150.20.0.9 está en el rango histórico de clase B; 230.0.0.5 es una dirección de grupo de multidifusión.

Las clases fijas desperdiciaban espacio. Una red que necesitara 300 direcciones de host superaría las 254 direcciones utilizables de un bloque de clase C, pero solo usaría una pequeña parte de las 65 534 de un bloque de clase B. El enrutamiento entre dominios sin clases (CIDR) sustituyó los límites fijos en 1993. Ahora un prefijo puede tener cualquier longitud de 0 a 32. 10.1.2.0/24 es un bloque sin clases válido: la antigua etiqueta de clase A no lo obliga a usar /8.

Una máscara de subred señala qué bits pertenecen a la red. Tiene 32 bits: una secuencia continua de bits a 1 desde la izquierda, seguida de bits a 0. Un 1 conserva el bit correspondiente de la dirección en la parte de red. Un 0 señala una posición de host.

Cuenta los bits de red

La notación de prefijo escribe la cantidad de bits a 1 de la máscara después de una barra. /24 significa 24 bits de red y ocho bits de host. Su máscara es 11111111.11111111.11111111.00000000, o 255.255.255.0.

Para /21, descompón 21 en 8 + 8 + 5. Los dos primeros octetos son 255. El siguiente contiene cinco bits a 1, 11111000, que valen 248. El último octeto es cero. La máscara es 255.255.248.0.

Para hacer la conversión inversa, cuenta los bits a 1 de cada octeto. 255.255.255.192 contiene 8 + 8 + 8 + 2 = 26, por lo que es /26. El octeto parcialmente lleno suele ser la única parte que necesitas convertir.

Comprueba que una máscara sea válida

Un octeto de máscara puede ser 0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254 o 255. Sin embargo, no basta con que los octetos sean válidos: toda la máscara debe mantener la secuencia continua de bits a 1. Después de un octeto inferior a 255, todos los octetos posteriores deben ser cero. 255.255.0.255 no es válida porque los bits a 1 reaparecen. 255.255.255.100 no es válida porque 100 en binario es 01100100, lo que rompe el patrón dentro de un octeto.

Cuenta las direcciones y determina el incremento

Si el prefijo es $p$, la cantidad de bits de host es $h=32-p$. Hay $2^h$ direcciones. En una subred normal con difusión, reserva el patrón de host de todos ceros para la red y el de todos unos para la difusión, lo que deja $2^h-2$ direcciones utilizables. /31 y /32 tienen usos especiales y se tratan por separado.

El tamaño de bloque, o incremento, es 256 menos el valor de la máscara en el octeto donde deja de ser 255. Con /26, ese octeto es el cuarto: 256 − 192 = 64. Las redes empiezan en .0, .64, .128 y .192. Con /21, el incremento es 256 − 248 = 8 en el tercer octeto; el cuarto octeto sigue formando parte de la parte de host.

Un número de prefijo mayor significa menos direcciones: /26 es más pequeña que /25. Cada bit de red añadido reduce a la mitad los posibles patrones de host.

Reconoce los extremos de la escala de prefijos

Una /0 no tiene bits de red fijos y su máscara es 0.0.0.0; abarca todo el espacio IPv4. Una /32 fija los 32 bits y tiene la máscara 255.255.255.255; identifica una dirección exacta. Estos extremos te ayudan a interpretar una ruta predeterminada o un prefijo de host sin intentar asignarle una cantidad de hosts utilizables propia de una subred normal.

Interpreta distintas formas de mostrar la configuración

En Windows, ipconfig muestra una máscara decimal con puntos. En Linux, ip addr añade el prefijo a la dirección. En macOS, ifconfig puede mostrar una máscara hexadecimal como 0xffffff00, equivalente a 255.255.255.0. Son distintas formas de mostrar el mismo límite.

La dirección de red tiene todos los bits de host a 0. La dirección de difusión tiene todos los bits de host a 1. En una subred IPv4 normal, las direcciones entre esos extremos están disponibles para las interfaces.

Aplica la máscara bit a bit

Una operación AND bit a bit conserva un 1 solo cuando ambos bits de entrada son 1. Todos los demás pares dan 0. Aplicar AND a una dirección y su máscara conserva los bits de red y pone a cero los bits de host.

Para 192.168.10.77/26, los primeros 24 bits están completamente enmascarados. Trabaja con el último octeto:

Address: 01001101   (77)
Mask:    11000000   (192)
AND:     01000000   (64)

La red es 192.168.10.64. Quedan seis bits de host. Ponlos todos a 1: 01111111 es 127, lo que da la difusión 192.168.10.127. El rango utilizable va de 192.168.10.65 a 192.168.10.126 y contiene $2^6-2=62$ direcciones.

La difusión es una menos que la siguiente dirección de red. Sumar todo el tamaño de bloque a .64 da .128, la siguiente subred, no la difusión de esta subred.

Usa el atajo del tamaño de bloque

Para 172.16.45.200/21, convierte /21 en 255.255.248.0. El límite está en el tercer octeto, con incremento 8. Los múltiplos que rodean a 45 son 40 y 48, por lo que 45 está en el bloque que empieza en 40.

• Red: 172.16.40.0.
• Siguiente red: 172.16.48.0.
• Difusión: 172.16.47.255.
• Primera y última utilizables: 172.16.40.1 y 172.16.47.254.

Todo el cuarto octeto es espacio de host, así que ponlo a 0 para la red y a 255 para la difusión. El bloque tiene 11 bits de host, lo que da $2^{11}-2=2046$ direcciones utilizables.

Una dirección terminada en .0 o .255 puede seguir siendo una dirección de host en una subred mayor. Tanto 172.16.41.0 como 172.16.44.255 están entre estos extremos. Sus partes de host completas no son todas ceros ni todas unos. Evalúa todos los bits de host, no solo el último número decimal.

El incremento describe el avance en un octeto, no siempre la cantidad de direcciones de todo el bloque. En el ejemplo /21, ocho valores del tercer octeto contienen cada uno 256 valores del último octeto, lo que da 2048 direcciones totales. Al restar los dos extremos reservados se obtienen las mismas 2046 direcciones utilizables que con la fórmula de los bits de host. Distingue estos dos significados de «tamaño de bloque» cuando el límite esté antes del cuarto octeto.

Trata correctamente /31 y /32

Una /31 contiene dos direcciones. En un enlace punto a punto entre enrutadores que lo admitan, ambas son utilizables según RFC 3021; no es necesario reservar una dirección de difusión. Por ejemplo, 10.0.0.8/31 puede direccionar sus dos extremos como 10.0.0.8 y 10.0.0.9.

Una /32 identifica una dirección exacta, como la interfaz lógica de bucle de retorno de un enrutador. No proporciona un rango de hosts. No apliques la fórmula habitual de restar dos a ninguno de estos casos especiales.

Comprueba el cálculo de los extremos

Verifica que la red comience en un múltiplo del incremento, que la dirección original esté dentro del bloque y que la siguiente red empiece inmediatamente después de la difusión. En las subredes normales con difusión, la primera utilizable es red + 1 y la última utilizable es difusión − 1. Si el prefijo divide el tercer octeto, un cálculo que solo cambie el cuarto octeto no ha situado bien el límite.

Un host usa su propia dirección y máscara para decidir si un destino es local. Si ambas direcciones producen la misma dirección de red con esa máscara, envía directamente por la red local. En caso contrario, envía a su puerta de enlace predeterminada, una interfaz de enrutador en su propia subred.

Compara las redes, no los tres primeros números

192.168.1.100/25 pertenece a 192.168.1.0/25. La dirección 192.168.1.130/25 pertenece a 192.168.1.128/25. Sus tres primeros octetos coinciden, pero el límite /25 divide el último octeto en dos mitades. Están en subredes diferentes.

El prefijo también cambia si una dirección se puede asignar. 192.168.10.64 es una dirección utilizable en 192.168.10.0/25, cuyos hosts van de .1 a .126. En 192.168.10.64/26, la misma .64 es la dirección de red. Necesitas tanto la dirección como la máscara para evaluarla.

Comprueba una puerta de enlace

Supón que un PC tiene 192.168.10.70/26 con puerta de enlace 192.168.10.1. La subred del PC es 192.168.10.64/26, con hosts de .65 a .126. La puerta de enlace .1 está fuera de ese rango, por lo que no es una puerta de enlace directamente conectada válida para esta configuración.

Comprueba el plan de direccionamiento antes de cambiar nada. Si el PC pertenece a esta subred, usa la dirección de la interfaz del enrutador que le da servicio, como .65 si esa es la dirección configurada en el enrutador. Si el PC pertenece a otra subred, corrige su dirección o máscara para ajustarla al plan. No basta con una dirección libre que parezca adecuada: la entrada de puerta de enlace debe identificar la interfaz real del enrutador.

Detecta discrepancias de máscaras

El host A tiene 192.168.1.10/24; el host B tiene 192.168.1.200/25. A considera local a B. B se sitúa en 192.168.1.128/25 y considera remoto a A. Discrepan porque sus máscaras definen límites diferentes. La comunicación puede fallar o depender del comportamiento del enrutamiento. Las interfaces destinadas a compartir una subred deben usar de forma coherente el prefijo previsto.

Una dirección IP duplicada causa otro problema: dos interfaces reclaman la misma dirección en la misma red. El tráfico puede llegar a la interfaz equivocada o fallar de forma intermitente. Que las direcciones privadas puedan reutilizarse en organizaciones separadas no permite duplicados dentro de una subred conectada.

Consulta los parámetros pertinentes

En Windows, ejecuta ipconfig o ipconfig /all. En Linux, ip addr muestra las direcciones y los prefijos; ip route muestra una puerta de enlace después de default via. En macOS, usa la configuración de red o ifconfig para consultar la dirección y la máscara.

Pregúntate si la dirección es utilizable con su prefijo, si la puerta de enlace real está en la subred y si el prefijo coincide con el plan. Comprueba también que la dirección sea única cuando los síntomas sean intermitentes.

En Cisco IOS, un comando del modo de interfaz como ip address 192.168.10.65 255.255.255.192 establece una dirección IPv4. show ip interface brief enumera las direcciones y el estado de las interfaces; no sustituye la comprobación de la máscara configurada. Las interfaces enrutadas separadas normalmente necesitan subredes sin solapamientos, e IOS suele rechazar los solapamientos.

Las direcciones IPv4 públicas son direcciones únicas a escala mundial que pueden enrutarse por internet. La mayoría de las organizaciones las obtienen de un ISP. IANA asigna espacio a través de cinco registros regionales de internet: AFRINIC, APNIC, ARIN, LACNIC y RIPE NCC. Que una dirección sea pública no garantiza que un dispositivo acepte conexiones; las rutas y la configuración de seguridad también importan.

Aprende los tres bloques privados

RFC 1918 reserva espacio de direcciones que las organizaciones pueden reutilizar internamente:

Estas direcciones no se enrutan por la internet pública. Dos organizaciones separadas pueden usar ambas 10.1.0.0/24 internamente. Dentro de cada subred conectada, cada interfaz sigue necesitando su propia dirección.

Presta especial atención a 172. Solo son privados los segundos octetos de 16 a 31. 172.20.10.2 está dentro del bloque, mientras que 172.15.0.1 y 172.32.0.1 quedan fuera. La máscara 255.240.0.0 mantiene fijos los primeros cuatro bits del segundo octeto y abarca 16 valores posibles de ese octeto.

Conecta hosts privados a redes públicas

Un enrutador de borde o cortafuegos puede realizar traducción de direcciones de red (NAT). Para una conexión saliente, sustituye una dirección de origen privada por una pública y conserva la información necesaria para traducir la respuesta.

La traducción de direcciones de puerto (PAT) permite que varios hosts internos compartan una dirección pública. Los números de puerto ayudan a distinguir sus conexiones. Esto reduce las direcciones públicas que necesita una organización. NAT y PAT describen cómo se realiza la traducción; no son rangos adicionales de direcciones privadas.

IPv4 tiene unos 4,3 mil millones de direcciones posibles, con una parte considerable del espacio reservada para usos especiales. IANA distribuyó los últimos bloques de su conjunto general de direcciones libres en febrero de 2011. El direccionamiento privado con traducción permite reutilizar direcciones; IPv6 proporciona un espacio de direcciones mucho mayor.

Reconoce el espacio compartido de un ISP

100.64.0.0/10 abarca de 100.64.0.0 a 100.127.255.255. RFC 6598 lo reserva para redes de proveedores que usan NAT de operador (CGNAT). No es espacio público ni uno de los tres bloques privados de RFC 1918.

Si la interfaz externa de un enrutador doméstico muestra 100.72.5.9, esa dirección está en el rango compartido del ISP. El proveedor puede volver a traducirla antes de que el tráfico llegue a la internet pública. Llamar «RFC 1918» a toda dirección no pública ocultaría esta diferencia.

Elige espacio que pueda conectarse más adelante

Una organización grande puede dividir el bloque privado 10.0.0.0/8 en redes de sedes y departamentos. Los enrutadores pequeños suelen usar por defecto 192.168.0.0/24 o 192.168.1.0/24. Antes de conectar dos sedes mediante una VPN, compara sus planes. Si ambas usan la misma subred, una dirección como 192.168.1.20 no puede identificar de forma única a qué host de qué sede se refiere. Elige espacio sin solapamientos para las redes que vayan a conectarse.

Las direcciones de uso especial aportan información sobre cómo se está utilizando un paquete o una interfaz. Comprueba todo el rango reservado antes de considerar una dirección desconocida como la de un host público normal.

Pruebas que permanecen en el host

127.0.0.0/8 es espacio de bucle de retorno. 127.0.0.1 es la dirección de bucle de retorno habitual, pero 127.0.0.53 también está dentro del bloque. Un paquete de bucle de retorno permanece en el host. Un ping 127.0.0.1 correcto comprueba el software IP local; el paquete nunca pone a prueba el cable de red ni el enrutador remoto.

Direcciones limitadas a un enlace

El espacio IPv4 de enlace local es 169.254.0.0/16. En Windows se asocia al direccionamiento IP privado automático (APIPA). Un host que no puede obtener una dirección DHCP puede seleccionar una dirección local de 169.254.1.0 a 169.254.254.255, con una máscara /16. El primer y el último bloque /24 están reservados en este proceso de selección.

Esa dirección permite la comunicación en el enlace local, no el acceso enrutado a internet. Si una estación de trabajo configurada para DHCP muestra inesperadamente 169.254.37.12, comprueba su enlace, el puerto del conmutador o la VLAN y la ruta hacia DHCP. La dirección sugiere un fallo en la asignación automática; por sí sola no identifica qué componente falló. Una dirección de enlace local introducida manualmente puede tener el mismo aspecto.

Distingue los significados de cero y difusión

0.0.0.0 puede ser un origen que significa que el host todavía no tiene dirección. En la configuración de escucha de un servidor significa todas las direcciones IPv4 locales. Con /0, 0.0.0.0/0 identifica todos los destinos IPv4 y se usa para una ruta predeterminada. El prefijo cambia el significado.

255.255.255.255 es la difusión limitada, que permanece en la red local. La difusión propia de una subred, como 192.168.10.127 para 192.168.10.64/26, es una difusión dirigida. Los enrutadores normalmente tienen deshabilitado por defecto el reenvío de difusiones dirigidas.

Conoce los demás rangos

Una dirección de multidifusión identifica un destino de grupo, no la dirección de unidifusión propia de un host. El bloque más pequeño 224.0.0.0/24 está reservado para tráfico de control del enlace local. Algunos ejemplos son 224.0.0.5 para los enrutadores OSPF y 224.0.0.251 para DNS multidifusión.

Los bloques de documentación permiten mostrar cálculos realistas de direcciones en las instrucciones sin identificar un host público activo. El espacio de pruebas de rendimiento sirve para pruebas controladas de rendimiento. Ninguna de estas categorías se convierte en un rango de hosts normales de internet por el simple hecho de quedar fuera de RFC 1918. El registro de uso especial de IANA es la referencia para los bloques menos conocidos.

La división en subredes divide un bloque de direcciones trasladando bits de la parte de host a la parte de red. Todos los bloques resultantes son más pequeños y tienen prefijos más largos. Cuando todos usan el mismo prefijo, el plan se denomina división con máscaras de subred de longitud fija (FLSM).

Elige suficientes bits de subred

Tomar prestados $s$ bits crea $2^s$ subredes iguales. Suma $s$ al prefijo inicial. Supón que necesitas seis subredes a partir de 192.168.10.0/24. Dos bits adicionales dan cuatro subredes, que son insuficientes. Tres dan ocho, así que usa /27.

Una /27 deja cinco bits de host, lo que da $2^5-2=30$ direcciones utilizables en cada subred. Su máscara es 255.255.255.224 y su incremento es 32 en el último octeto.

La primera y la última subred son válidas. Resta dos por las direcciones de red y de difusión dentro de una subred normal, no a la cantidad de subredes. La antigua regla que evitaba la «subred cero» y la subred de todos unos no se aplica a la planificación moderna sin clases.

Elige suficientes bits de host

Si el requisito indica la cantidad de hosts, elige la menor cantidad de bits de host $h$ para la que $2^h-2$ sea al menos igual a esa cantidad. Después calcula el prefijo como $32-h$.

Para 500 direcciones utilizables, ocho bits de host dan 254, que son insuficientes. Nueve dan 510, así que usa /23. Para 30 direcciones utilizables, /27 encaja exactamente; 31 requieren /26.

Cuenta todas las interfaces que necesitan una dirección. Treinta equipos más la puerta de enlace de un enrutador necesitan 31 direcciones utilizables, incluso antes de contar impresoras, servidores o gestión de conmutadores. Si la cantidad de hosts indicada ya incluye la puerta de enlace, no la sumes otra vez.

Un cambio de prefijo también puede hacer que la lista cruce el límite entre octetos. Dividir 10.30.8.0/22 en subredes /25 toma prestados tres bits y da ocho bloques. Sus inicios son 10.30.8.0, 10.30.8.128, 10.30.9.0, 10.30.9.128 y así hasta 10.30.11.128. Después del bloque con .128 en el último octeto, el siguiente inicio incrementa el tercer octeto y pone a cero el cuarto. Cada bloque sigue conteniendo 128 direcciones totales.

Comprueba ambos límites

Un plan puede superar la comprobación de hosts y fallar en la de subredes. Cinco LAN que necesitan 40 direcciones utilizables cada una requieren cinco bloques /26. Una /24 solo contiene cuatro de esos bloques. Los cinco bloques necesitan 320 direcciones totales, por lo que no caben en 256. Una /23 tiene espacio para ocho bloques /26.

A la inversa, crear muchos bloques muy pequeños puede satisfacer la cantidad de subredes y dejar insuficientes direcciones de host en cada una. Parte del bloque principal proporcionado, calcula el posible prefijo y comprueba ambos requisitos antes de enumerar las redes.

FLSM mantiene el plan sencillo, pero todas las redes reciben el mismo tamaño. Asignar una /27 a un enlace de enrutadores con dos interfaces deja 28 direcciones utilizables sin usar. Cuando las necesidades difieren mucho, distintas longitudes de prefijo pueden aprovechar mejor el espacio del bloque principal.

La división con máscaras de subred de longitud variable (VLSM) asigna a cada subred su propia longitud de prefijo. Una LAN grande puede recibir una /25, una LAN más pequeña una /27 y un enlace de enrutadores con dos interfaces una /30, todo dentro de un bloque principal.

Dimensiona primero los requisitos

Planifica 192.168.50.0/24 para tres LAN que necesitan 100, 50 y 20 direcciones utilizables, más dos enlaces entre enrutadores. Aquí las cantidades de las LAN ya incluyen sus puertas de enlace.

• 100 necesitan siete bits de host: 126 utilizables, así que /25.
• 50 necesitan seis: 62 utilizables, así que /26.
• 20 necesitan cinco: 30 utilizables, así que /27.
• Cada enlace usa /30: dos direcciones utilizables.

Reserva el crecimiento previsto antes de tomar estas decisiones. Una cantidad actual de 50 puede caber en una /26, pero un requisito de 70 tras el crecimiento no.

Asigna de mayor a menor

Los bloques grandes tienen menos posiciones de inicio posibles. En una /24, una /25 empieza en .0 o .128. Asignar primero bloques pequeños puede repartir el espacio libre entre ambas mitades y no dejar ninguna /25 completa.

Todas las direcciones abreviadas de la tabla empiezan por 192.168.50. Las máscaras son 255.255.255.128, .192, .224 y .252, respectivamente.

Después de colocar un bloque, pasa a la siguiente dirección libre que esté alineada para el tamaño del siguiente bloque. Una /26 debe empezar en un múltiplo de 64 en el último octeto. 192.168.50.100/26 es una dirección de host dentro del bloque .64, no una red nueva que empiece en .100.

Contabiliza el espacio libre

El plan usa 128 + 64 + 32 + 4 + 4 = 232 direcciones totales. Las direcciones de .232 a .255 quedan libres: 24 direcciones, que se pueden expresar como 192.168.50.232/29 y 192.168.50.240/28.

Una cuarta LAN que necesite 20 direcciones utilizables requiere una /27 completa, es decir, 32 direcciones totales. No cabe en esas 24 direcciones restantes. Incluso cuando el total libre es suficiente, su alineación y continuidad también deben ajustarse al bloque solicitado. Partir de una /23 daría más espacio para conservar bloques mayores destinados al crecimiento.

En un enlace punto a punto que lo admita, una /31 usa sus dos direcciones y consume la mitad del espacio de una /30. Elige la convención del enlace antes de completar el plan; sus extremos deben admitirla.

La previsión de crecimiento puede cambiar un prefijo al cruzar un umbral concreto. Una LAN que necesita 14 direcciones utilizables cabe en /28, pero añadir una interfaz más eleva la necesidad a 15 y obliga a usar /27. Su asignación se duplica de 16 direcciones totales a 32. Añade los dispositivos previstos al requisito de direcciones utilizables antes de redondear a un bloque cuyo tamaño sea una potencia de dos; añadir unas pocas direcciones de reserva después de elegir /28 no permite ampliar ese bloque más allá de su límite.

Revisa el plan

Registra cada red, prefijo, máscara decimal con puntos, rango utilizable y difusión. Comprueba que cada subred satisfaga su requisito, empiece en su propio límite, permanezca dentro del bloque principal y no se solape con otra asignación.

Un plan utilizable necesita bloques distintos y correctamente alineados. El resumen de rutas, también llamado agregación o creación de superredes, permite identificar grupos adecuados de bloques mediante un prefijo más corto. Tanto la comprobación de solapamientos como la del resumen dependen de los límites de las direcciones.

Comprueba la alineación y los solapamientos

Una dirección de red debe tener todos los bits de host a cero. Para /26, el incremento del último octeto es 64. Por tanto, 192.168.1.32/26 no es una red que empiece en .32; está dentro de 192.168.1.0/26.

Dos bloques CIDR correctamente alineados permanecen separados o uno contiene al otro. 10.0.0.0/23 abarca de 10.0.0.0 a 10.0.1.255. Una propuesta de 10.0.1.0/24 está completamente dentro. Se solapan aunque sus direcciones de red escritas sean diferentes.

Para comprobarlo con rapidez, aplica el prefijo más corto a ambas direcciones de red. Si los resultados coinciden, el bloque más específico está dentro del menos específico. También puedes comparar los rangos completos, de la primera a la última dirección. Las asignaciones separadas de un plan de direccionamiento no deben reclamar ninguna dirección en común.

Determina un resumen exacto

Considera cuatro redes: 172.16.0.0/24, 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24 y 172.16.3.0/24. Son contiguas y contienen 1024 direcciones en total.

Los dos primeros octetos comparten 16 bits. En el tercer octeto, 0 es 00000000 y 3 es 00000011; comparten los primeros seis bits. Conservar 22 bits da 172.16.0.0/22, que abarca exactamente de 172.16.0.0 a 172.16.3.255.

Para obtener un resumen exacto en un único bloque, la cobertura combinada debe ser continua, contener una cantidad de direcciones que sea una potencia de dos y empezar en el límite correspondiente. Si los bloques de entrada tienen el mismo tamaño, su cantidad también debe ser una potencia de dos. Se pueden combinar bloques de distinto tamaño: 192.168.10.0/25, 192.168.10.128/26 y 192.168.10.192/26 completan una /24.

Distingue un resumen que cubre de uno exacto

Cuatro bloques /24 de 172.16.1.0/24 a 172.16.4.0/24 también contienen 1024 direcciones, pero empiezan en un límite incorrecto para /22. El menor bloque único que los contiene es 172.16.0.0/21. Incluye bloques /24 adicionales fuera del grupo solicitado.

Usa la primera dirección del primer bloque y la última dirección del último bloque para comprobar un prefijo que los cubra. Mirar solo las direcciones de red puede hacer que pases por alto el tamaño del último bloque. Por ejemplo, 10.20.0.0/24 más 10.20.1.0/23 no pueden tratarse como dos asignaciones adyacentes válidas: la segunda etiqueta está desalineada y en realidad queda dentro de 10.20.0.0/23.

Un plan de direccionamiento que asigna a cada sede un bloque principal contiguo y alineado es más fácil de resumir y ampliar. Por ejemplo, los bloques de sede separados 10.1.0.0/16 y 10.2.0.0/16 permiten que las subredes más pequeñas de cada sede conserven un prefijo común claro.

IPv6 usa direcciones de 128 bits, frente a los 32 bits de IPv4. Su espacio contiene unos $\mathrm{3,4}\times {10}^{38}$ direcciones. Este espacio más amplio permite un direccionamiento único a escala mundial de unas dimensiones que IPv4 no puede ofrecer.

Lee grupos hexadecimales

El sistema hexadecimal usa 0–9 y a–f; a significa 10 y f significa 15. Cada dígito representa cuatro bits, un grupo de cuatro bits. El hexadecimal 4b representa 0100 1011, o 75 en decimal. Cuatro dígitos hexadecimales forman un grupo de 16 bits, que suele llamarse hexteto.

Una dirección IPv6 completa tiene ocho grupos separados por dos puntos:

2001:0db8:0000:0000:0008:0800:200c:417a

Cuenta ocho grupos de 16 bits para abarcar los 128 bits. Las letras hexadecimales no distinguen entre mayúsculas y minúsculas, pero el formato de texto recomendado usa minúsculas.

Abrevia sin cambiar los valores

Primero elimina los ceros iniciales de cada grupo. 0db8 pasa a db8, 0008 pasa a 8 y 0000 pasa a 0. Conserva los ceros internos y finales: 0800 pasa a 800, no a 8.

Después, sustituye una secuencia continua de grupos formados solo por ceros por ::. Úsalo solo una vez. Dos signos dobles de dos puntos dejarían ambigua la distribución de los grupos omitidos. El ejemplo completo pasa a 2001:db8::8:800:200c:417a.

RFC 5952 recomienda comprimir la secuencia más larga. Si hay empate, comprime la primera. Deja un único grupo de ceros como 0:

La última dirección solo tiene un grupo de ceros, por lo que el formato recomendado lo mantiene visible. Que una dirección IPv6 esté escrita de forma válida y que use el formato recomendado son cuestiones diferentes: algunas formas válidas son más largas o usan mayúsculas.

Expande una dirección abreviada

En 2001:db8:acad:12::100 hay cinco grupos visibles. Ocho menos cinco deja tres grupos de ceros representados por ::. Insértalos y después completa cada grupo hasta cuatro dígitos:

2001:0db8:acad:0012:0000:0000:0000:0100

Esta expansión también muestra por qué 2001:db8::1 y 2001:db8::1:0 son diferentes. Sus últimos 16 bits difieren; eliminar un grupo final de ceros cambia la dirección.

En una URL, los corchetes separan una dirección IPv6 literal de un puerto: http://[2001:db8::10]:8080/. Aquí los corchetes forman parte de la sintaxis de la URL, mientras que los dos puntos del interior identifican la dirección.

Reconoce los métodos de coexistencia

IPv4 e IPv6 usan distintos formatos de paquete y no se comunican directamente. La doble pila ejecuta ambos protocolos y permite que cada conexión use el adecuado. La tunelización transporta paquetes de un protocolo dentro de paquetes del otro a través de una red intermedia. NAT64, normalmente combinado con DNS64, traduce entre clientes que solo usan IPv6 y servidores que solo usan IPv4. Son funciones diferentes: añadir una dirección IPv6 a un host de doble pila no traduce un paquete IPv4.

Un prefijo IPv6 conserva la cantidad indicada de bits iniciales. 2001:db8:acad:12::25/64 tiene un prefijo de red de 64 bits y un identificador de interfaz de 64 bits. IPv6 usa prefijos con barra, no máscaras de subred decimales con puntos.

Mantén /64 para las LAN

La subred LAN estándar es /64. Admite los identificadores de interfaz de 64 bits usados por SLAAC y EUI-64 modificado. Una /64 contiene $2^{64}$ direcciones, unos $\mathrm{1,8}\times {10}^{19}$, por lo que al planificar LAN no se reducen los bloques para ajustarlos a unas pocas docenas de hosts.

Para una /64, conserva los primeros cuatro grupos completos y pon a cero los otros cuatro. La dirección 2001:db8:acad:12:a::1/64 pertenece a 2001:db8:acad:12::/64. Ese prefijo sigue siendo una dirección IPv6 completa: omitir :: dejaría solo cuatro grupos escritos, sin notación para los que faltan.

Distingue sede, subred e interfaz

Un plan de sede típico contiene un prefijo de enrutamiento global, un identificador de subred y el identificador de interfaz. Si la sede recibe una /48, sus tres primeros grupos son fijos. El cuarto grupo proporciona 16 bits de subred antes del límite de interfaz /64.

La cantidad de subredes es $2^{64-48}=65536$. Incrementa el cuarto grupo desde 0 hasta ffff:

• 2001:db8:acad::/64.
• 2001:db8:acad:1::/64.
• 2001:db8:acad:2::/64.
• Continúa hasta 2001:db8:acad:ffff::/64.

Una /56 deja ocho bits de subred, lo que da $2^{64-56}=256$ subredes LAN. Para 2001:db8:acad:4b00::/56, los primeros dos dígitos hexadecimales del cuarto grupo, 4b, permanecen fijos. El grupo de subred /64 puede ir de 4b00 a 4bff.

Interpreta límites dentro de los grupos

Cada dígito hexadecimal contiene cuatro bits. Las longitudes de prefijo divisibles por cuatro caen en límites de grupos de cuatro bits, que son fáciles de ver. Para /56, conserva 14 dígitos hexadecimales. Al aplicarlo a 2001:db8:acad:4b7f::25, se obtiene 2001:db8:acad:4b00::/56: los últimos dos dígitos del cuarto grupo pasan a cero.

Los identificadores de subred son hexadecimales. Un identificador escrito 10 representa 16 en decimal, no diez. Un plan puede etiquetar la VLAN 10 con el texto de subred 10, pero eso es una elección de nombres, no aritmética decimal.

La regla para contar subredes también funciona fuera de los límites de grupos de cuatro bits. Una sede con /55 deja nueve bits antes de /64, por lo que contiene 512 LAN. Para 2001:db8:acad:4a00::/55, el grupo de LAN va de 4a00 a 4bff: puede variar un bit del segundo dígito hexadecimal de ese grupo. En cambio, una /56 que empiece en 4a00 termina en 4aff. Usa el recuento de bits cuando un prefijo divida un dígito hexadecimal; conservar visualmente dígitos enteros haría perder ese bit adicional de subred.

Los enlaces entre enrutadores pueden usar /64 o /127; esta última contiene exactamente dos direcciones según RFC 6164. Esta elección para enlaces punto a punto no cambia la estructura estándar /64 de las LAN.

Configura y verifica una interfaz

En el modo de configuración de interfaz de Cisco IOS, ipv6 address 2001:db8:acad:1::1/64 asigna una dirección. Añadir eui-64 a un comando de prefijo /64 indica al enrutador que construya el identificador a partir de su dirección MAC. show ipv6 interface brief enumera las direcciones, incluidas las de enlace local. En Windows, ipconfig y, en Linux, ip -6 addr también muestran la configuración IPv6. Verifica el prefijo además de la dirección: un identificador de host que parezca correcto no puede corregir un prefijo de subred equivocado.

Una dirección de unidifusión identifica una interfaz. Una interfaz IPv6 normalmente tiene una dirección de enlace local y también puede tener direcciones globales o locales únicas. Es normal que una interfaz tenga varias direcciones, así que examina la función de cada una antes de decidir cuál usar.

Direcciones de unidifusión global

El espacio de unidifusión global asignado actualmente es 2000::/3, que empieza por 2 o 3 en hexadecimal. Estas direcciones están destinadas a la comunicación de unidifusión única a escala mundial y enrutable por internet. El rango también contiene reservas para usos especiales: 2001:db8::/32 y 3fff::/20 son espacio de documentación, por ejemplo. Un 2 o 3 inicial es una primera pista de clasificación, no un permiso para asignar cualquier dirección de ese espacio.

Al igual que con las direcciones IPv4 públicas, el ámbito global no garantiza que un servicio sea accesible. La red debe enrutar el prefijo y la política de seguridad puede bloquear el tráfico.

Direcciones de enlace local

El prefijo reservado de enlace local es fe80::/10. Su formato de dirección usa bits a cero hasta el límite /64, seguidos de un identificador de interfaz de 64 bits, por lo que las direcciones normales aparecen como fe80::....

Las direcciones de enlace local sirven para la comunicación en un enlace. Los enrutadores nunca reenvían a otro enlace paquetes con origen o destino de enlace local. El descubrimiento de vecinos y los anuncios de enrutador de IPv6 usan este alcance local; la puerta de enlace predeterminada de un host suele ser la dirección de enlace local de un enrutador.

Como fe80::1 puede existir en varios enlaces separados, un host puede necesitar un índice de zona para seleccionar la interfaz. fe80::1%eth0 identifica la interfaz de Linux llamada eth0. Windows puede mostrar un número de interfaz, como %12. La zona es información local, no otra parte de los 128 bits de la dirección.

Direcciones locales únicas

Las direcciones locales únicas (ULA) ocupan fc00::/7. Las ULA asignadas localmente empiezan por fd, de fd00::/8. Un prefijo de sede combina ese inicio con un identificador global de 40 bits elegido aleatoriamente y produce una /48. Después vienen un identificador de subred de 16 bits y un identificador de interfaz de 64 bits.

Por ejemplo, fd3c:9a21:7b04::/48 proporciona direccionamiento local de la sede sin depender del prefijo global de un ISP. El identificador global aleatorio hace poco probable un solapamiento accidental entre sedes planificadas de forma independiente. Las ULA no se enrutan por la internet pública, pero funcionan dentro de una organización con enrutamiento sin necesitar NAT.

Un host puede usar una ULA para un servicio interno y una dirección global para un servicio de internet. Su selección de dirección de origen elige una dirección adecuada para la conexión. La antigua categoría local de sitio fec0::/10 quedó obsoleta y fue sustituida por el enfoque de las ULA.

Por tanto, una ULA y una dirección de enlace local cubren necesidades diferentes: una organización puede enrutar una ULA entre sus subredes internas, mientras que una dirección de enlace local permanece en su enlace de origen.

IPv6 no tiene direcciones de difusión. Usa grupos de multidifusión para muchas tareas que necesitan entregar datos a varias interfaces interesadas. Otras direcciones especiales identifican pruebas locales, orígenes sin configurar o compatibilidad con IPv4.

Interpreta los grupos y ámbitos de multidifusión

Las direcciones de multidifusión empiezan por ff, el rango ff00::/8. Los siguientes cuatro bits son indicadores y los cuatro posteriores especifican el ámbito, el área en la que el grupo es válido. El ámbito 1 es local de interfaz, 2 de enlace local, 5 local de sitio, 8 local de organización y e global. Una dirección de multidifusión es un destino, nunca el origen de un paquete.

Una dirección de multidifusión de nodo solicitado combina ff02::1:ff00:0/104 con los últimos 24 bits de una dirección de unidifusión. Para 2001:db8:acad:1::7:3a, expande el final a 0007:003a. Los últimos 24 bits son 07:003a, lo que da ff02::1:ff07:3a. El descubrimiento de vecinos puede enviar una solicitud a este grupo más pequeño en lugar de a todos los nodos. Distintas direcciones de unidifusión pueden compartir los mismos últimos 24 bits, por lo que el grupo no tiene por qué identificar una sola interfaz.

Distingue la difusión a cualquier miembro de la multidifusión

La difusión a cualquier miembro configura la misma dirección de unidifusión en varias interfaces. El enrutamiento entrega un paquete a un destino seleccionado según las métricas y la política de enrutamiento. No tiene por qué ser el servidor más cercano geográficamente ni el de menor retardo medido. Los servicios públicos de DNS usan este enfoque tanto en IPv4 como en IPv6.

La multidifusión entrega a los miembros del grupo; la difusión a cualquier miembro selecciona un destino. Una dirección de difusión a cualquier miembro no tiene un prefijo visible especial: la configuración y el enrutamiento le dan esa función.

Reconoce las direcciones individuales especiales

::1/128 es la de bucle de retorno, la única dirección IPv6 para el tráfico que permanece en el host. ::/128, normalmente escrita ::, es la dirección no especificada, usada como origen antes de disponer de una dirección. En cambio, con /0, ::/0 describe todos los destinos IPv6 y representa una ruta predeterminada.

Los prefijos de documentación son 2001:db8::/32 y 3fff::/20. Permiten crear ejemplos sin identificar hosts globales activos.

Reconoce IPv4 integrado en el texto de IPv6

Las direcciones IPv4 mapeadas en IPv6 usan ::ffff:0:0/96 en hosts de doble pila. ::ffff:192.0.2.10 equivale a ::ffff:c000:20a; los últimos 32 bits contienen el valor IPv4.

Puedes comprobar el valor integrado byte a byte. El decimal 192 pasa al hexadecimal c0, 0 pasa a 00, 2 pasa a 02 y 10 pasa a 0a. Agrupar los bytes como c000:020a conserva los 32 bits; la abreviación elimina solo el cero inicial de 020a. Por eso, una terminación decimal con puntos y una hexadecimal pueden representar el mismo valor mapeado.

El prefijo conocido de NAT64 es 64:ff9b::/96, por lo que 64:ff9b::192.0.2.10 es 64:ff9b::c000:20a. Aunque ambas formas integran bits IPv4, tienen finalidades diferentes. Una dirección mapeada representa un dispositivo final IPv4 dentro de la interfaz de programación IPv6 de un host; el prefijo NAT64 identifica direcciones usadas por un traductor.

En una subred /64, el identificador de interfaz son los últimos 64 bits de la dirección. Puede establecerse manualmente, asignarse mediante DHCPv6 o crearse en el host mediante SLAAC. Los identificadores creados por el host pueden ser aleatorios o seguir EUI-64 modificado.

Convierte una dirección MAC en un identificador

Una dirección MAC tiene 48 bits. EUI-64 modificado la amplía a 64 bits y cambia un bit. Usa la MAC 00:1a:2b:3c:4d:5e:

1. Divídela en dos mitades de 24 bits: 001a2b y 3c4d5e.
2. Inserta fffe entre ambas: 001a2bfffe3c4d5e.
3. Reagrupa en cuatro hextetos: 001a:2bff:fe3c:4d5e.
4. Invierte el bit universal/local del primer byte. Su valor es 2 y es el séptimo bit desde la izquierda. El binario 00000000 pasa a 00000010, por lo que 00 pasa a 02.

El identificador es 021a:2bff:fe3c:4d5e. Combinado con 2001:db8:acad:1::/64, da 2001:db8:acad:1:21a:2bff:fe3c:4d5e. El cero inicial de 021a desaparece en el texto IPv6 recomendado. Una dirección de enlace local que usa este identificador es fe80::21a:2bff:fe3c:4d5e.

Invierte el bit en ambos sentidos

«Invertir» significa cambiar 0 por 1 o 1 por 0. No siempre significa sumar 2. Un primer byte 02 pasa a 00. Para la MAC 3c:22:fb:12:34:56, el primer byte 3c es 00111100. Invertir su bit de valor 2 da 00111110, o 3e. El identificador final es 3e22:fbff:fe12:3456.

Inserta fffe entre las mitades originales antes de agruparlas en hextetos. Aparece atravesando el límite entre los hextetos centrales, con el patrón xxxx:xxff:fexx:xxxx. Añadirlo al final produce un identificador diferente.

Interpreta un identificador con cuidado

El patrón central ff:fe sugiere EUI-64 modificado, pero un identificador elegido manualmente o aleatorio puede contener los mismos bits. Recupera una MAC solo cuando sepas que se usó este método: elimina el fffe insertado y después vuelve a invertir el bit de valor 2. La operación se revierte a sí misma.

Para un cálculo inverso, supón que se sabe que 0a64:22ff:fe12:ab34 es EUI-64 modificado. Elimina el fffe central para recuperar 0a:64:22:12:ab:34. Invierte el bit de valor 2 del primer byte: 0a pasa a 08. La MAC original es 08:64:22:12:ab:34. Eliminar solo el marcador dejaría un primer byte incorrecto; deshaz ambos pasos de construcción.

Un identificador derivado de la MAC puede permitir que los observadores relacionen la actividad de un dispositivo en distintas redes. Los sistemas modernos de escritorio y móviles suelen usar identificadores estables por red e identificadores temporales para conexiones salientes, lo que reduce esa exposición. Un identificador de aspecto aleatorio es normal; SLAAC no requiere un valor derivado de la MAC.

Comprueba que no esté duplicada antes de usarla

Un host realiza la detección de direcciones duplicadas (DAD) para una nueva dirección de unidifusión. Envía una solicitud de vecino desde el origen no especificado :: al grupo de multidifusión de nodo solicitado de la dirección. Si se detecta un conflicto, el host no puede usar esa dirección. En caso contrario, puede pasar de provisional a utilizable cuando finaliza la comprobación. Un identificador de interfaz de 64 bits y un prefijo correcto establecen la estructura de la dirección; DAD comprueba si ya está en uso en el enlace.