Tutorial VLSM (Variable Lenght Subnet Masks)

Caríssimos leitores! Vou retomar as postagens no blog iniciando 2008 com um pequeno tutorial sobre VLSM. Creio que este seja um tópico de  bastante interesse, já que é um dos assuntos cobrados no exame CCNA (e também nos exames CCNP e CCIP) e, me parece, muitos ainda têm dificuldade em compreende-lo com clareza.

O pré-requisito para este tutorial é compreender relativamente bem o conceito de subnetting. Se você ainda tem dificuldades com subredes, este post não irá ajuda-lo muito, creio. Aconselho, neste caso, a buscar e ler o que já foi postado sobre o tópico “subredes” (http://blog.ccna.com.br/?s=subredes). Pode ser de grande ajuda.

VLSM nada mais é do que a segmentação lógica de subredes. Ou seja, para criar subredes, você segmentou uma determinada  rede. VLSM consiste em segmentar as subredes criadas, em blocos não necessariamente do mesmo tamanho. Daí o nome “subredes de tamanho variável”.

Exemplo:

Suponha a Rede sem segmentação abaixo:

192.168.10.0 /24 (como é sem segmentação, a máscara DEVE ser /24, já que falamos aqui de um endereço de rede classe “C”)

Vamos supor agora que esta rede foi segmentada em 2 subredes distintas:

192.168.10.64 /26 
 e
192.168.10.128 /26

OBS: Aqui foi aplicada a regra 2 ^ x – 2. Se eta regra não fosse aplicada, teríamos as subredes 192.168.10.0 /25 e 192.168.10.128 /25. Lembrando que o exame CCNA considera a regra 2 ^ x – 2 para o cálculo de subredes (a não ser quando EXPLICITAMENTE mencionado na questão).

Retornando… temos então as 2 subredes acima denotadas, cada uma delas com capacidade para endereçar 62 hosts:

Subrede: 192.168.10.64
hosts: 65 à 126
Broadcast: 127

Subrede: 192.168.10.128
hosts: 129 à 190
Broadcast: 191

Agora, suponha que você, tendo em mãos este pequeno plano de endereçamento, tenha uma rede com a seguinte topologia para endereçar:

Quantas redes esta topologia apresenta? Resposta: 6 redes! 3 redes WAN interconectando os routers A, B e C, e 3 redes locais, para cada uma das localidades. Como você, com apenas 2 redes disponíveis, consegue suprir suas necessidades de endereçamento? Resposta: VLSM! Vamos pegar as 2 redes que já temos e dividi-las ainda mais, obtendo assim o número de redes que precisamos. Vamos lá então!

Comecemos pelas 3 redes WAN. Observe que todas são do tipo ponto-a-ponto, ou seja, precisam de apenas 2 endereços de host (um para cada interface de cada um dos 2 routers). Por exemplo, a rede que interliga o router A com o router B necessita de apenas 2 endereços IP: um para cada router. Assim sendo, precisamos de 3 redes /30, que têm esta característica (entregam apenas 2 endereços de host por subrede).

Vamos usar a rede 64 para obter as 3 redes /30 que precisamos:

192.168.010.064
255.255.255.192 ==> 11111111.1111111.11111111.11000000

Os “zeros” em vermelho mostram até que ponto temos de avançar na máscara /26 para obtermos as redes /30. Quantas redes /30 conseguiríamos? Resposta: 2 ^ 4 = 16. Notem que aqui não se aplica a regra do “-2”. Esta regra não é aplicada para cálculo de subredes VLSM. Portanto, a subrede 192.168.10.64 /26, quando subdividida conforme acima, nos fornece 16 subredes /30, cada uma podendo endereçar até 2 hosts (ou interfaces de roteadores, no caso). Estas redes ocorrem de 4 em 4, e seriam:

192.168.10.64, 68, 72, 76. 80, 84, 88, 92, 96, 100, 104, 108, 112, 116, 120 e 124, todas com máscara /30.

Para o nosso exercício, vamos reservar as 3 primeiras: 192.168.10.64 /30, 192.168.10.68 /30 e 192.168.10.72 /30.

Notem que ainda temos 13 subredes /30 que não serão usadas. O que poderíamos ter feito, para evitar este desperdício, é dividir a subrede 192.168.10.64 /26 em 2 subredes /27 (192.168.10.64 /27 e 192.168.10.96 /27), e subdividir a primeira (192.168.10.64 /27) em 8 subredes /30. Desta forma, desperdiçaríamos um menor número de endereços e ainda teríamos uma subrede /27, com capacidade para endereçar até 30 hosts sobrando, para uso futuro. Mas para efeitos didáticos, o exemplo inicial é mais fácil de ser compreendido.

Bom, resolvemos o problema do endereçamento das redes WAN. Mas agora nos sobrou apenas 1 subrede /26 para endereçamento das 3 localidades,  sendo que cada localidade tem a sua necessidade de hosts. A dica aqui é fazer o cálculo usando a localidade com maior necessidade de IPs (20  hosts, no caso). Eu preciso, portanto, de pelo menos 3 subredes que me entreguem, ao menos 20 hosts. Vamos lá!

192.168.010.128
255.255.255.192 ==> 11111111.1111111.11111111.11000000

Notem que eu tenho 6 “zeros” para manipulação. O algoritmo que temos que usar é:

2 ^ x – 2 >= 20, sendo que o resultado (x) é o número de “zeros” da direita para a esquerda que teremos que preservar.

Notem que a regra do “-2” deve ser observada neste cálculo, já que estamos falando de hosts (temos que eliminar os endereços de rede e de broadcast).

Portanto, x = 5, já que 2 ^ 5 – 2 = 30, e 30 >= 20. Se x fosse 4,  o resultado seria 14, e 14 não é >= 20. Portanto, devemos reservar 5 zeros para o endereçamento dos hosts:

11111111.1111111.11111111.11100000

Opa! Temos um problema! Se fizermos isso, restará apenas 1 zero na máscara para a criação das subredes. E apenas 1 zero nos possibilita a criação de apenas 2 subredes (2 ^ 1). Precisamos de 3 subredes, e não 2! O que fazer? Resposta: Criamos as 2 novas subredes, cada uma com capacidade para endereçar até 30 hosts e, posteriormente, dividimos novamente uma destas 2:

As 2 novas subredes ocorrem de 32 em 32, portanto:

192.168.10.128 /27
e
192.168.10.160 /27

Vamos pegar a segunda e dividi-la novamente:

192.168.010.160
255.255.255.224 ==> 11111111.1111111.11111111.11100000

O “zero” assinalado em vermelho é o dígito que alteraremos na máscara para criarmos 2 novas subredes com máscara /28 (observem que, conforme se adiciona um dígito à máscara original, criamos 2 novas subredes. Ex: de /26 para /27 criamos 2 subredes. De /27 para /28, criamos 2 subredes, e assim por diante).

As 2 novas subredes /28 ocorrem de 16 em 16 (/28 = 255.255.255.240 | 256 – 240 = 16, para quem não se lembra das regras do cálculo de subredes), portanto:

192.168.10.160 /28
e
192.168.10.176 /28

Resta saber se qual a capacidade de endereçamento de hosts cada uma destas subredes possui: Temos 4 “zeros” restantes na máscara  /28. Assim sendo: 2 ^ 4 – 2 = 14. Portanto, atendemos aos requisitos. Vamos ao resumo do endereçamento:

Conexão WAN A – B: 192.168.10.64 /30
Conexão WAN A – C: 192.168.10.68 /30
Conexão WAN C – B: 192.168.10.72 /30

Localidade ligada ao router C: 192.168.10.192.168.10.128 /27 (até 30 hosts)
Localidade ligada ao router A: 192.168.10.192.168.10.160 /28 (até 14 hosts) 
Localidade ligada ao router B: 192.168.10.192.168.10.176 /28 (até 14 hosts)

OBS IMPORTANTE: Algumas palavras usadas para denotar o não uso da regra do “-2” para subredes em questões do exame:

• How many usable subnets (ou utilizáveis ou algo do gênero se for em Português)
• Se aparecer “ip subnet-zero” em algum ponto da questão
• Lembrem-se que para VLSM e CIDR, a regra do “-2” para cálculo de subredes NUNCA se aplica.

Seria basicamente isso. Pode não parecer simples à princípio, mas com prática pega-se o jeito da coisa e tudo fica tão claro quanto o cálculo de subredes 😉

Posso ter errado aqui! Então, se algum de vocês refizerem os cálculos e encontrarem algum erro, por favor, postem nos comments. Aliás, este é um excelente exercício. Procurem refazer os cálculos e compreender o que foi feito, e procurem por falhas. Qualquer dúvida, postem nos comments e respondo-as com prazer!

Seguindo este tutorial, mais adiante publicarei um tutorial sobre CIDR e sumarização de rotas, para então entrarmos em uma série de tutoriais mais avançados sobre EIGRP, OSPF e BGP.

Um abraço para todos!

Marco Filippetti