Calculadora de subredes IP: CIDR, máscara y hosts

Calculadora de subredes IP

Una calculadora de subredes IP determina los detalles de red asociados a una dirección IPv4 y una longitud de prefijo. A partir de estas dos entradas obtiene la dirección de red, la dirección de difusión, el intervalo de direcciones de host utilizables, la máscara de subred y la máscara comodín.

Qué hace la calculadora

La herramienta acepta una dirección IPv4 escrita como cuatro números separados por puntos, como 192.168.1.10, y una longitud de prefijo de 0 a 32. También funciona al escribir ambos datos juntos en formato CIDR, como 192.168.1.10/24: la parte /24 pasa por sí sola al campo del prefijo.

La calculadora devuelve:

• Notación CIDR: la red en formato de dirección/prefijo, como 192.168.1.0/24.
• Dirección de red: la primera dirección del bloque. Identifica la propia red.
• Dirección de difusión: la última dirección del bloque. Un mensaje enviado a ella llega a todos los hosts de la subred.
• Intervalo de hosts utilizables: la primera y la última dirección que un dispositivo puede usar realmente.
• Hosts utilizables y direcciones totales: cuántas direcciones contiene el bloque y cuántas están disponibles para los dispositivos.
• Máscara de subred y máscara comodín: la máscara en formato decimal punteado, como 255.255.255.0, y su inversa, 0,0.0,255.
• La máscara de subred desglosada bit a bit, con ocho bits por octeto.

Los resultados siguen la RFC 791 (direccionamiento IPv4), la RFC 4632 (notación CIDR), la RFC 950 junto con las RFC 919 y 922 (las reservas de red y difusión), y la RFC 3021 (enlaces punto a punto /31).

Cómo funciona la división en subredes

Una dirección IPv4 es un número de 32 bits. Se escribe como cuatro octetos, donde cada octeto tiene 8 bits y contiene un valor de 0 a 255. La longitud del prefijo divide esos 32 bits en dos partes. Los primeros bits, tantos como indique el prefijo, identifican la red. Los bits restantes identifican un host dentro de esa red.

Una red /24 conserva 24 bits para la parte de red y deja 8 bits para los hosts. Ocho bits de host proporcionan 2⁸ = 256 direcciones. Una red /26 deja solo 6 bits de host, por lo que contiene 2⁶ = 64 direcciones.

La máscara de subred expresa la misma división como una dirección: un bit 1 por cada bit de red y un bit 0 por cada bit de host. Para /24, es 255,255.255,0. La máscara comodín invierte cada bit de la máscara de subred. Las listas de acceso de los routers, especialmente en equipos Cisco, comparan las direcciones mediante máscaras comodín, por lo que la herramienta muestra ambas.

La fórmula de la subred

Para una longitud de prefijo p entre 0 y 30, la calculadora aplica estas reglas, definidas por las RFC 950 y 4632:

• Máscara de subred = los p bits superiores de la palabra de 32 bits establecidos en 1.
• Dirección de red = dirección IP AND máscara de subred (un AND bit a bit conserva un bit solo cuando ambas entradas tienen un 1).
• Dirección de difusión = dirección de red OR máscara comodín (cada bit de host establecido en 1).
• Direcciones totales = 2⁽³²⁻ᵖ⁾.
• Hosts utilizables = 2⁽³²⁻ᵖ⁾ − 2. La resta elimina la dirección de red y la dirección de difusión, que las RFC 950 y 919 reservan.
• Primer host utilizable = dirección de red + 1. Último host utilizable = dirección de difusión − 1.

Dos longitudes de prefijo siguen reglas diferentes. Una /31 contiene exactamente 2 direcciones y la RFC 3021 hace que ambas sean hosts utilizables en un enlace punto a punto, sin dirección de difusión. Una /32 identifica una sola dirección: 1 total, 1 utilizable, sin difusión. En estos dos casos, la herramienta denomina a la primera dirección «Base del prefijo» en lugar de «Dirección de red», ya que ninguno de los dos bloques reserva una dirección para identificar la red.

Cada resultado procede de operaciones aritméticas sobre un único número de 32 bits. La herramienta nunca enumera las direcciones una por una, por lo que una /0 que cubre las 4.294.967.296 direcciones IPv4 se calcula tan rápido como una /32.

Ejemplo práctico

Para la dirección 10.128.7.33 con longitud de prefijo /26:

1. Máscara de subred: 26 bits uno seguidos de 6 bits cero forman 11111111,11111111.11111111,11000000, que se lee como 255,255.255,192.
2. Dirección de red: se aplica AND a la dirección y la máscara. Los tres primeros octetos pasan sin cambios. En el último octeto, 33 es 00100001 en binario; al aplicar AND con 11000000 se obtiene 00000000, que es 0. La dirección de red es 10.128.7.0, por lo que la notación CIDR es 10.128.7.0/26.
3. Dirección de difusión: se establecen en 1 todos los 6 bits de host. El último octeto se convierte en 00111111, que es 63. La dirección de difusión es 10,128.7,63.
4. Recuentos: 2⁶ = 64 direcciones totales, y 64 − 2 = 62 hosts utilizables.
5. Intervalo de hosts: desde 10.128.7.1 hasta 10,128.7,62.
6. Máscara comodín: la inversa de la máscara de subred, 0,0.0,63.

Un segundo ejemplo con la entrada predeterminada de la herramienta, 192.168.1.10/24: red 192.168.1.0, difusión 192.168.1.255, hosts desde 192.168.1.1 hasta 192.168.1.254, 254 hosts utilizables de un total de 256, máscara de subred 255.255.255.0 y máscara comodín 0,0.0,255.

Convenciones que sigue la herramienta

Se rechazan los octetos con ceros iniciales. La herramienta rechaza 010.1.1.1 en lugar de interpretarlo como 10,1.1,1. Esto es deliberado. La función inet_aton de POSIX, que utilizan ping, curl y la mayoría de los resolutores de los sistemas operativos, interpreta como octal un octeto con un cero inicial, por lo que 010.1.1.1 significa 8.1.1.1 para esos programas. Ninguna interpretación decimal u octal puede coincidir con todos los lectores, así que la herramienta no acepta ninguna de las dos. Un prefijo escrito como /08 se rechaza por el mismo motivo.

El recuento de hosts resta dos. Algunas calculadoras informan del tamaño bruto del bloque como recuento de hosts. Esta herramienta sigue la RFC 950: en cualquier bloque de /0 a /30, la parte de host formada únicamente por ceros identifica la red y la formada únicamente por unos es la difusión, por lo que ambas se excluyen y una /24 tiene 254 hosts utilizables, no 256.

Una /31 tiene dos hosts utilizables. Los textos antiguos, escritos antes de la RFC 3021 (publicada en 2000), consideran inutilizable una /31 porque restar las dos direcciones reservadas deja cero. La RFC 3021 eliminó ambas reservas para los enlaces punto a punto, y los routers admiten esta posibilidad desde hace décadas, por lo que la herramienta informa de 2 hosts utilizables y ninguna dirección de difusión.

Se acepta cualquier prefijo de /0 a /32. Una /0 es un bloque válido que cubre todo el espacio IPv4, de acuerdo con la forma en que 0.0.0.0/0 aparece en las tablas de enrutamiento como ruta predeterminada.

Solo IPv4. IPv6 (RFC 4291) utiliza direcciones de 128 bits y una notación diferente, y queda fuera del alcance de esta herramienta. La herramienta tampoco señala intervalos de uso especial, como las direcciones privadas o de bucle invertido (RFC 6890); solo informa del cálculo aritmético de las direcciones.

Preguntas frecuentes

¿Cuántos hosts utilizables tiene una /24? 254. Una /24 deja 8 bits de host, lo que proporciona 2⁸ = 256 direcciones. Dos están reservadas: la dirección de red y la dirección de difusión. Quedan 254 para los dispositivos.

¿Qué es una máscara comodín? La inversa bit a bit de la máscara de subred. Donde la máscara de subred tiene un 1, la máscara comodín tiene un 0, y a la inversa. Para la máscara 255.255.255.0, la máscara comodín es 0,0.0,255. Las listas de control de acceso de muchos routers utilizan máscaras comodín para describir qué direcciones coinciden con una regla.

¿Por qué una /31 no muestra ninguna dirección de difusión? Una /31 contiene solo dos direcciones. Reservar una para la red y otra para la difusión no dejaría ninguna, por lo que la RFC 3021 define la /31 como un enlace punto a punto donde ambas direcciones son hosts y no existe dirección de difusión. La calculadora informa de 2 hosts utilizables y marca la difusión como no aplicable.

¿Por qué se rechaza 010.1.1.1 en lugar de leerlo como 10.1.1.1? Porque los sistemas operativos no coinciden en la interpretación decimal simple. inet_aton de POSIX lee como octal un octeto con un cero inicial, por lo que 010 significa 8 para la mayoría de los sistemas. Rechazar la entrada es la única respuesta que no puede diferir silenciosamente de lo que haría el propio equipo del usuario.

¿Cuál es la diferencia entre las direcciones totales y los hosts utilizables? Las direcciones totales son el tamaño completo del bloque, 2 elevado a (32 menos la longitud del prefijo). Los hosts utilizables son ese número menos las dos direcciones reservadas, excepto en una /31 (ambas son utilizables) y una /32 (la única dirección es el host).

¿Qué significa la dirección de red de 192.168.1.10/24? Es 192.168.1.0, obtenida al conservar los primeros 24 bits de la dirección y establecer los bits de host en cero. Identifica la subred en su conjunto y no se puede asignar a un dispositivo.

Referencias

1. Postel, J. «RFC 791: Protocolo de Internet». IETF, 1981.
2. Mogul, J., y J. Postel. «RFC 950: Procedimiento estándar de subredes de Internet». IETF, 1985.
3. Mogul, J. «RFC 919: Difusión de datagramas de Internet». IETF, 1984.
4. Fuller, V., y T. Li. «RFC 4632: Enrutamiento entre dominios sin clases (CIDR)». IETF, 2006.
5. Retana, A., et al. «RFC 3021: Uso de prefijos de 31 bits en enlaces punto a punto de IPv4». IETF, 2000.