VLSM - Variable-length subnet masking

Este método de subnetar redes é o mais eficiente e realístico. Pois usa todos os bits disponíveis na subnet.

Lembram-se dos endereços com subnets do tipo 255.255.255.0?
Este tipo de subnets torna-se muito dispendioso em termos de desperdício de ip's.

Por exemplo uma ligação de um router por um cabo serial apenas necessita de 2 ip's, a utilização de uma subnet deste tipo leva-nos a desperdiçar cerca de 253 ip's.

Mesmo que tenhamos a possibilidade de usar o NAT e que os endereços nunca se acabem devemos sempre ter em consideração que a nossa rede deve sempre ser desenhada da forma mais eficiente possível. É aqui que o conceito de VLSM vem á tona.

Exemplo de uma utilização do conceito de VLSM.

É nos dada uma rede classe C. 192.168.100.0/24
Temos de construir um plano de endereçamentos para esta rede utilizando o conceito de VLSM.
Para isso vamos ter de pensar da seguinte forma:

1 - Quantos bits vão ter de roubar aos Hosts para servirmos as nossas necessidades?

2 - Escolher uma subnet para o segmento de rede que tem mais hosts.

3 - Escolher o segundo segmento que tem mais hosts.

4 - Escolher o terceiro maior segmento.

5 - Determinar os endereçamentos para os links serial.

As maiores redes que temos no nosso esquema têm 50 hosts.
Logo se 2^H-2 = numero válido de hosts por subnet
temos:
2^H-2>=50
H = 6 ( 6 é o numero mais baixo válido para os 50 hosts.)

Temos de ir buscar 6 bits aos hosts ( na subnet) para poder formar a nossa rede com 50 hosts.

Então os bits da subnet vão ficar (NNHHHHHH). Vamos ter que começar a subnetar a partir daqui para podermos responder às necessidades da nossa maior rede.

Agora vamos escolher a rede para o nosso maior segmento.

Para a nossa rede temos dois (NN) para usar. Logo 2^N= Numero de redes disponíveis, como temos 2 bits para a rede então 2^2=4. Podemos ter 4 redes com 50 hosts cada. Mas só necessitamos de 1.
A primeira seria a 01HHHHHH
A segunda seria a 10HHHHHH
A terceira seria a 11HHHHHH

Se pensarmos bem então podemos ver que as redes são as seguintes:

00000000 = .0
01000000 = .64
10000000 = .128
11000000 = .192

Todas estas redes tem a mesma mascara de subnet que é 255.255.255.192 ou /26 bits.

A rede de 50 hosts vai ficar com uma destas redes. As restantes redes vão ficar com o que sobrar.

Por exemplo vamos escolher a rede.64 para a rede A.

Rede B. Necessitamos de ter uma rede que permita 27 hosts.
Escolhemos a .128 para esta tarefa.

2^H-2>=27
H=5

Necessitamos de 5 bits para poder responder às necessidades desta rede.
Então a nossa subnet vai ser 10NHHHHH.
10 Representa o padrão original da subnet que não pode ser alterado e N o bit extra para o nosso trabalho.

Então vamos ficar com as seguintes redes.

10000000 = .128
01100000 = .160

Ok encontramos a subnet para a nossa rede de 27 hots.

A nossa subnet é:

11111111.11111111.11111111.11100000 ou 255.255.255.224 ou /27

Então a nossa rede vai transformar-se

Rede A - .64/26
Rede .128/26 não vai ser usada porque foi subnetada.
Rede B - .128/27

Ok agora seguimos o mesmo procedimento para a rede seguinte.
Necessitamos de 12 hosts.

Para isto podemos usar a outra rede não usada 160/27.
Vamos subnetar esta.

Quantos bits necessitam para 12 hosts?

H=4

Então vão ter as redes

10100000 = .160
10110000 = .176

Em binário temos:

1111111.11111111.11111111.11110000 = 255.255.255.240 ou /28

Aqui podem usar estas 2 novas redes para a Rede C e para a Rede D.

Agora temos o seguinte quadro.

Rede A - .64/26
Rede 128/26 - Não usada subnetada
Rede B - .128/27
Rede 160/27 Não usada subnetada
Rede .160/28 Rede C
Rede .160/28 Rede D

Falta-nos apenas as redes dos links serial.

Para cada serial apenas necessitamos de 2 ip's ou 2 hosts.

Então para isto vamos usar a primeira rede a .0/26 que saltamos quando atribuímos o endereçamento.

2 hosts.

00NNNNHH

Podemos ter 16 redes com 2 hosts cada.

da 00000000 = .0/30 á 00111100 = .60/30

Podemos combinar este endereços da seguinte forma.

.0/26 Não pode ser usada porque foi subnetada.

.0/30 Rede E
.4/30 Rede F
.8/30 Rede G
.12/30 Rede H
.16/28 Rede disponível para futuro crescimento.
.64/26 Rede A
.128/26 Subnetada não pode ser usada
.128/27 Rede B
.160/27 Subnetada não pode ser usada
.160/28 Rede C
.176/28 Rede D
.192/26 Rede disponível para futuro crescimento.

Podemos ver que não desperdiçamos nenhum ip, que não existem ip's iguais e que ainda temos endereços reservados para crescimento futuro.

Como Subnetar uma Rede IPV4

IPV4

Existem várias classes de redes.

Classe A do endreço 0 ao 127 ( em que o "zero" é um endereço inválido e o 127 é reservádo para o loopback address)
Ex: Testem fazer um ping 127.0.0.1 a ver o que acontece...
Classe B do endreço 128 ao endereço 191
Classe C do endereço 192 ao endereço 223
Classe D do endereço 224 ao endereço 239
Classe E do endereço 240 ao endereço 255

A maneira de conseguirmos qual o tipo de rede que temos em mão é conseguida pela conversão do seu primeiro octeto de decimal para binario.

Ai reparamos que as redes de Classe A se iniciam por um 0xxxxxxx as de Classe B se iniciam por 10xxxxxx as de Classe C iniciam-se por 110xxxxx por fim a D por 1110xxxx e a E 1111xxxx

Destas 5 classes apenas usamos as 3 primeiras dependendo da situação a D e a E são reservadas.
Sendo a D reservada para multicasting e a E para utilização futura.

Conversão de Binario para Decimal

Um octeto tem 8 possições possiveis que podem conter 0 ou 1.
Ex: 00000000 ou 11111111 ou 01001001

Se lermos as possições da direita para a esquerda "11111111" podemos dizer que a primeira seria o equivalente a 2 elevado a 0 a segunda de 2 elevado a 1 e a terceira de 2 elevado a 3 e assim sucessivamente até 2 elevado a 8.
Ai temos o seguinste calculo
2^0 = 1
2^1 = 2
2^2 = 4
2^3 = 8
2^4 = 16
2^5 = 32
2^6 = 64
2^7 = 128

Ora se tivermos um octeto do tipo 11111111 sabemos que o seu valor em decimal é de 255 pois 1+2+4+8+16+32+64+128 é igual a 255.

Um endereço de rede é constituido por 4 octetos do tipo xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx onde os "x" é substituido por 1 ou por 0.

Imaginemos agora que este octeto é dividido em "hosts" e em "networks" em que podemos ter:
NNNNNNNN.NNNNNNNN.HHHHHHHH.HHHHHHHH

em que os N representam as redes possiveis e os H representam os computadores possiveis.

Como o espaço dos 4 octetos é limitado quando queremos aumentar o numero de redes "N" teremos de pedir espaço emprestado aos hosts "H" e quando queremos aumentar o numero de computadores teremos de pedir espaço emprestado ás redes.

Então temos a seguinte formula
2^N temos o numero total de redes que podemos ter.
2^H temos o numero de "Hosts" que podemos ter por cada uma das redes.

Mas como nem todas as redes são válidas e nem todos os "hosts" possiveis são válidos então temos a seguinte formula:

2^N-2 para o numero de redes válidas (todas as redes que tenham endereçamentos a começar por 00 são inválidas ver inicio do texto parte das classes).
2^H-2 para o numero de hosts válidos por cada rede. (O primeiro endereço de cada rede é o endereço que identifica a rede e é constituido por tudo a zeros no espaço dos H e o ultimo endereço é o endereço de broadcast e é constituido por tudo a uns no esapço dos H).

Então com base nisto tenho uma hipotetica rede de classe C em que o endereçamento 192.168.100.0/24

O "/24" representa o numero de bits marcados com 1 que identifica a subnet, ou seja temos 24 "uns" para identificar a rede.
11111111.11111111.1111111.00000000
NNNNNNNN.NNNNNNNN.NNNNNNNN.HHHHHHHH
como vimos anteriormente quando temos um octeto todo a uns isto em decimal representa 255.255.255.0 e esta é a nossa subnet.

Voltando á rede

192.168.100.0/24 quero saber quantos bits de Hosts "H" que tenho de pedir emprestado para criar 9 subnets válidas.

Numero de redes = 9

2^N-2 maior ou igual a 9

N = 4

2^4 = 16 - 2 = 14 Redes válidas

Então necessitamos de pedir 4 "H's" emprestados para defenir a nossa nova subnet.
Ficando a nossa Subnet Classe C dividida em 14 subnets diferentes das quais apenas 9 vão ser usadas por nós.

NNNNNNNN.NNNNNNNN.NNNNNNN.NNNNHHHH
11111111.11111111.1111111.11110000

192.168.100.0
255.255.255.240

Então obtemos o seguinte endereçamento.

hhhhnnnn
11110000

o primeiro endereço seria para a rede 000010000 que corresponde ao numeoro da rede porque o espaço dos h está a 0. (A rede seria 16)
O primeiro endereço válido seria para o 00010001 que corresponde ao endereço 192.168.100.17 o ultimo válido seria 00011110 que corresponde ao 192.168.100.30 o Endereço de Broadcast é o 00011111 que corresponde ao 192.168.100.31

O segundo endereço da rede corresponde ao 00100000 que é a rede 32
O primeiro válido seria o 00100001 que seria o 192.168.100.33 e o ultimo válido seria o 00101110 que é o 192.168.100.46 e o de broadcast é o 47.

Então com base nisto temos as seguintes redes:

SUBNET | Endereço de Rede | Intervalo de Endereços Válidos | Broadcast
0 | 192.168.100.0/28 | 192.168.100.1 ao 14 (INVALIDA) | 192.168.1.15
1 | 192.168.100.16/28 | 17 ao 30 | 192.168.1.31
2 | 192.168.100.32/28 | 33 ao 46 | 47
3 | 192.168.100.48/28 | 49 ao 62 | 63
4 | 192.168.100.64/28 | 65 ao 78 | 79
5 | 192.168.100.80/28 | 81 ao 94 | 95
6 | 192.168.100.96/28 | 97 ao 110 | 111
7 | 192.168.100.112/28 | 113 ao 126 | 127
8 | 192.168.100.128/28 | 129 ao 142 | 143
9 | 192.168.100.144/28 | 145 ao 158 | 159
10 | 192.168.100.160/28 | 161 ao 174 | 175
11 | 192.168.100.176/28 | 177 ao 190 | 191
12 | 192.168.100.192/28 | 193 ao 206 | 207
13 | 192.168.100.208/28 | 209 ao 222 | 223
14 | 192.168.100.224/28 | 225 ao 238 | 239
15 | 192.168.100.240/28 | 241 ao 254 (Invalida) | 255

Então temos todas as redes possiveis em que escolhemos 9 e as outra ficariam para uso futuro.