Vídeo – Noções básicas de VLSM

Conforme mencionado no tópico anterior, os endereços públicos e privados afetam a maneira como você criaria uma sub-rede em sua rede. Existem também outros problemas que afetam os esquemas de sub-rede. Um esquema de sub-rede / 16 padrão cria sub-redes em que cada uma tem o mesmo número de hosts. Nem toda sub-rede que você criar precisará de tantos hosts, deixando muitos endereços IPv4 sem uso. Talvez você precise de uma sub-rede que contenha muito mais hosts. É por isso que a máscara de sub-rede de comprimento variável (VLSM) foi desenvolvida.

Clique em Reproduzir para ver uma demonstração das técnicas básicas de VLSM.

Vídeo – Exemplo de VLSM

Clique em Reproduzir para ver uma demonstração de sub-redes VLSM.

Conservação de endereço IPv4

Por causa do esgotamento do espaço de endereço IPv4 público, tirar o máximo proveito dos endereços de host disponíveis é uma preocupação principal ao criar sub-redes em redes IPv4.

Nota: O endereço IPv6 maior permite um planejamento e alocação de endereços muito mais fácil do que o IPv4 permite. Conservar endereços IPv6 não é um problema. Esta é uma das forças motrizes para a transição para o IPv6.

Usando a sub-rede tradicional, o mesmo número de endereços é alocado para cada sub-rede. Se todas as sub-redes tiverem os mesmos requisitos para o número de hosts, ou se a conservação do espaço de endereço IPv4 não for um problema, esses blocos de endereço de tamanho fixo seriam eficientes. Normalmente, com endereços IPv4 públicos, esse não é o caso.

Por exemplo, a topologia mostrada na figura requer sete sub-redes, uma para cada uma das quatro LANs e uma para cada uma das três conexões entre os roteadores.

Usando a sub-rede tradicional com o endereço fornecido de 192.168.20.0/24, três bits podem ser emprestados da parte do host no último octeto para atender ao requisito de sub-rede de sete sub-redes. Conforme mostrado na figura, o empréstimo de 3 bits cria 8 sub-redes e deixa 5 bits de host com 30 hosts utilizáveis por sub-rede. Este esquema cria as sub-redes necessárias e atende aos requisitos de host da maior LAN.

Esquema de sub-rede básico

Essas sete sub-redes podem ser atribuídas às redes LAN e WAN, conforme mostrado na figura.

Embora essa sub-rede tradicional atenda às necessidades da maior LAN e divida o espaço de endereço em um número adequado de sub-redes, ela resulta em um desperdício significativo de endereços não utilizados.

Por exemplo, apenas dois endereços são necessários em cada sub-rede para os três links WAN. Como cada sub-rede tem 30 endereços utilizáveis, há 28 endereços não utilizados em cada uma dessas sub-redes. Conforme mostrado na figura, isso resulta em 84 endereços não utilizados (28 × 3).

Endereços não usados em sub-redes WAN

Além disso, isso limita o crescimento futuro, reduzindo o número total de sub-redes disponíveis. Esse uso ineficiente de endereços é característico da criação de sub-redes tradicional. Aplicar um esquema tradicional de sub-redes a esse cenário não é muito eficiente e é um desperdício.

A máscara de sub-rede de comprimento variável (VLSM) foi desenvolvida para evitar o desperdício de endereços, permitindo-nos criar uma sub-rede em uma sub-rede.

VLSM

Em todos os exemplos de sub-redes anteriores, a mesma máscara de sub-rede foi aplicada a todas as sub-redes. Isso significa que cada sub-rede tem o mesmo número de endereços de host disponíveis. Conforme ilustrado no lado esquerdo da figura, as sub-redes tradicionais criam sub-redes de tamanhos iguais. Cada sub-rede em um esquema tradicional usa a mesma máscara de sub-rede. Conforme mostrado no lado direito da figura, o VLSM permite que um espaço de rede seja dividido em partes desiguais. Com o VLSM, a máscara de sub-rede irá variar dependendo de quantos bits foram emprestados para uma determinada sub-rede, portanto, a parte “variável” do VLSM.

O VLSM está apenas criando uma sub-rede em uma sub-rede. A mesma topologia usada anteriormente é mostrada na figura. Novamente, usaremos a rede 192.168.20.0/24 e a sub-rede para sete sub-redes, uma para cada uma das quatro LANs e uma para cada uma das três conexões entre os roteadores.

A figura mostra como a rede 192.168.20.0/24 foi dividida em sub-redes em oito sub-redes de tamanhos iguais com 30 endereços de host utilizáveis por sub-rede. Quatro sub-redes são usadas para as LANs e três sub-redes podem ser usadas para as conexões entre os roteadores.

Esquema de Sub-rede Básico

No entanto, as conexões entre os roteadores requerem apenas dois endereços de host por sub-rede (um endereço de host para cada interface do roteador). Atualmente, todas as sub-redes têm 30 endereços de host utilizáveis por sub-rede. Para evitar o desperdício de 28 endereços por sub-rede, o VLSM pode ser usado para criar sub-redes menores para as conexões entre roteadores.

Para criar sub-redes menores para os links entre roteadores, uma das sub-redes será dividida. Neste exemplo, a última sub-rede, 192.168.20.224/27, será ainda subdividida. A figura mostra que a última sub-rede foi dividida em sub-redes usando a máscara de sub-rede 255.255.255.252 ou / 30.

Esquema de Sub-rede VLSM

Por que / 30? Lembre-se de que quando o número de endereços de host necessários é conhecido, a fórmula 2n-2 (onde n é igual ao número de bits de host restantes) pode ser usada. Para fornecer dois endereços utilizáveis, dois bits de host devem ser deixados na parte do host.

Como há cinco bits de host no espaço de endereço 192.168.20.224/27 em sub-rede, mais três bits podem ser emprestados, deixando dois bits na parte do host. Os cálculos neste ponto são exatamente os mesmos usados para as sub-redes tradicionais. Os bits são emprestados e os intervalos de sub-rede são determinados. A figura mostra como as quatro sub-redes / 27 foram atribuídas às LANs e três das sub-redes / 30 foram atribuídas aos links entre roteadores.

Este esquema de sub-rede VLSM reduz o número de endereços por sub-rede a um tamanho apropriado para as redes que requerem menos sub-redes. A sub-rede 7 em sub-redes para links entre roteadores permite que as sub-redes 4, 5 e 6 estejam disponíveis para redes futuras, bem como cinco sub-redes adicionais disponíveis para conexões entre roteadores.

Nota: Ao usar VLSM, sempre comece satisfazendo os requisitos de host da maior sub-rede. Continue criando as sub-redes até que os requisitos de host da menor sub-rede sejam satisfeitos.

Atribuição de endereço de topologia VLSM

Usando as sub-redes VLSM, as redes LAN e inter-roteadores podem ser endereçadas sem desperdício desnecessário.

A figura mostra as atribuições de endereço de rede e os endereços IPv4 atribuídos a cada interface do roteador.

Usando um esquema de endereçamento comum, o primeiro endereço IPv4 de host para cada sub-rede é atribuído à interface LAN do roteador. Os hosts em cada sub-rede terão um endereço IPv4 do intervalo de endereços de host dessa sub-rede e uma máscara apropriada. Os hosts usarão o endereço da interface LAN do roteador conectado como o endereço do gateway padrão.

A tabela mostra os endereços de rede e a faixa de endereços de host para cada rede. O endereço do gateway padrão é exibido para as quatro LANs.