VLSM - Introdução

VLSM (Variable Lenght Subnet Mask) é um método de cálculo de sub-redes mais eficiente que o tradicional, você pode alocar somente os bits necessários da sub-rede utilizando máscaras de tamanho variáveis.

No calculo de sub-redes tradicional é utilizado uma máscara de sub-rede única para todos os blocos, o que não é muito eficiente quando se tem uma topologia de rede com uma quantidade variável de hosts por sub-rede.

Em redes que utilizam VLSMs é necessário implementar protocolos de roteamento classless como o RIPv2, EIGRP, OSPF, IS-IS e BGP pois é preciso que a máscara de sub-rede seja encaminhada nas atualizações de roteamento, já que a mesma varia a cada bloco. Protocolos de roteamento como RIPv1 e IGRP já não suportam redes com VLSMs, pois são classful e não encaminham a mascara de sub-rede nas atualizações.

Costumo elencar três vantagens da utilização de VLSMs:

1. Menos desperdício de endereços IPs. É possível fazer uso mais eficiente da divisão de sub-redes alocando mascaras de sub-redes diferentes a cada bloco;
2. Maior flexibilidade na distribuição de endereços. É possível redimensionar sub-redes dentro de uma sub-rede calculada. Quando houver uma alteração na topologia da rede não é necessário alterar o endereçamento de toda a rede;
3. Possibilidade de sumarização de rotas (agregação de rotas):  É possível você sumarizar diversas rotas em um único endereço de rede com máscara específica, diminuindo assim o tamanho das tabelas de roteamento. 

Neste artigo vamos abordar somente a primeira vantagem "Menos desperdício de endereços IPs", para isto vamos analisar uma topologia de rede simples para facilitar o entendimento.

Para fazer uso de VLSM é preciso que você tenha conhecimento pleno de sub-redes.

Aconselho inicialmente que você tente realizar os cálculos dos exercícios on-line na mão, principalmente aqueles que pretendem tirar a certificação CCNA.  Disponibilizei ao final do artigo uma calculadora de sub-redes que permite o calculo de VLSMs e de sumarização de meu colega Luciano Coelho do Senac-SC de Lages, utilize a mesma como uma ferramenta para auxiliar nos cálculos.

Vejamos a topologia abaixo:

Na topologia de rede acima foi realizado um cálculo de sub-rede sem uso de VLSM, o endereço de rede 172.16.0.0/16 foi dividido em 05 (cinco) sub-redes com 126 hosts cada. Nesta divisão se utilizou a mascara /25 (255.255.255.128) em todos os blocos. Iniciando com a Sub-Rede 0.0, 0.128 até 2.0 conforme tabela abaixo:

Nesta distribuição todos os blocos tem 126 hosts, pois a maior sub-rede (Azul) precisa de 126 hosts. Se o cálculo fosse realizado utilizando os 62 hosts (necessários para a sub-rede Verde) não iríamos conseguir atender a sub-rede Azul pois faltaria endereços de hosts.

Vejamos quantos endereços foram desperdiçados utilizando o calculo de sub-rede acima sem o uso de VLSM:

Sub-rede Amarela

• Endereços IPs necessários: 30
• Endereços IPs alocados: 126
• Endereços IPs desperdiçados: 126-30 = 96

Sub-rede Verde

• Endereços IPs necessários: 62
• Endereços IPs alocados: 126
• Endereços IPs desperdiçados: 126-62 = 64

Sub-rede Azul

• Endereços IPs necessários: 126
• Endereços IPs alocados: 126
• Endereços IPs desperdiçados: 126-126 =0 (Aqui não houve desperdício)

Links Ponto-a-Ponto (total de 03)

• Endereços IPs necessários: 02
• Endereços IPs alocados: 126
• Endereços IPs desperdiçados: (126-2)*3=372

Total de endereços desperdiçados: 96+64+0+372= 532

Houve um desperdício total de 532 endereços IPs. Nos links Ponto-a-Ponto como a necessidade é somente 02 endereços o desperdício foi maior: 372 endereços, onde o ideal era utilizar uma sub-rede /30 em vez de /25.

Vamos então ver como ficaria a distribuição de endereços da rede acima utilizando VLSM. Existem diversas formas de calcular sub-redes e VLSM, particularmente prefiro fazer o cálculo utilizando números decimais com uma regra que chamo de “Ache a mascara e diminua de 256”, quem foi meu aluno sabe bem como funciona.

No caso de VLSM, aconselho fazer o calculo das redes maiores para as menores, para não haver subscrição de sub-redes.
Então vamos começar pela maior sub-rede que é a Azul com 126, depois a Verde com 62, Amarela com 30 a por fim as sub-redes com links  Ponto-a-Ponto que precisam de apenas 02 IPs cada.

A primeira sub-rede sempre é a sub-rede “0”, como neste caso temos uma rede classe “B” a primeira sub-rede então é “0.0” (dois octetos calculados). Como vamos calcular sub-redes da maior sub-redes para a menor, então a sub-rede Azul será a nossa primeira sub-rede.

Vamos tentar realizar o cálculo respondendo algumas perguntas:

Sub-rede Azul: “0.0”

Quantos endereços IPs são necessários: 126
Qual é a mascara para alocar 126 hosts: 255.255.255.128 ou /25
Diminua o 128 de 256 para obter o intervalo da sub-rede: 256-128=128
Some o resultado com o valor do octeto correspondente: 0.0+ 0.128= 0.128 (endereço da próxima sub-rede)

Sub-rede Verde: “0.128”

Quantos endereços IPs são necessários: 62
Qual é a mascara necessária para alocar 62 hosts: 255.255.255.192 ou /26
Diminua o 192 de 256 para obter o intervalo da sub-rede:  256-192=64
Some o resultado com o valor do ocoteto correspondente: 0.128 + 0.64= 0.192 (endereço da próxima sub-rede)

Sub-rede Amarela: “0.192”

Quantos endereços IPs são necessários: 30
Qual é a mascara necessária para alocar 30 hosts: 255.255.255.224 ou /27
Diminua o 224 de 256 para obter o intervalo da sub-rede: 256-224=32
Some o resultado com o valor do ocoteto correspondente: 0.192 + 0.32= 0.224 (endereço da próxima sub-rede)

Sub-rede Ponto-a-Ponto 1: “0.224”

Quantos endereços IPs são necessários: 2
Qual é a mascara necessária para alocar 30 hosts: 255.255.255.252 ou /30
Diminua o 252 de 256 para obter o intervalo da sub-rede: 256-252=4
Some o resultado com o valor do ocoteto correspondente: 0.224 + 0.4= 0.228 (endereço da próxima sub-rede)

Sub-rede Ponto-a-Ponto 2: “0.228”

Quantos endereços IPs são necessários: 2
Qual é a mascara necessária para alocar 30 hosts: 255.255.255.252 ou /30
Diminua o 252 de 256 para obter o intervalo da sub-rede: 256-252=4
Some o resultado com o valor do ocoteto correspondente: 0.228 + 0.4= 0.232 (endereço da próxima sub-rede)

Sub-rede Ponto-a-Ponto 3: “0.232”

Quantos endereços IPs são necessários: 2
Qual é a mascara necessária para alocar 30 hosts: 255.255.255.252 ou /30
Diminua o 252 de 256 para obter o intervalo da sub-rede: 256-252=4
Some o resultado com o valor do ocoteto correspondente: 0.232 + 0.4= 0.236 (endereço da próxima sub-rede)

Agora vamos colocar estes valores na tabela de calculo de sub-redes para entender melhor como ficou esta divisão:

Perceba que neste caso não houve desperdício de endereços IPs, o número de endereços IPs necessários é igual aos endereços IPs alocados. Observe que houve uma variação de máscara de sub-rede em cada bloco.

Veja como ficou o endereçamento com VLSM na topologia de rede:

Não é uma tarefa fácil tentar colocar em texto uma explicação de calculo de sub-rede, particularmente prefiro explicar pessoalmente. Tente realizar os exercícios on-line de VLSM abaixo, postei exercícios bem parecidos com os exigidos em uma prova CCNA.

Nos próximos artigos sobre VLSM, vamos abordar as outras duas características: Redimensionar sub-redes dentro de uma sub-rede calculada e realizar a sumarização de redes.

Caso você tenha acesso ao simulador "Cisco Packet Tracer", faça o download da topologia de rede acima e veja como ficou a configuração da rede com VLSM (necessário simulador Cisco Packet Tracer versão 5.3.0, software utilizado por alunos das Academias Cisco Networking Academy).

Click aqui e faça download da topologia de rede acima!

Esta configuração foi realizada pelo aluno Davi Cardoso dos Santos (davidossantos@gmail.com)

Click aqui  e utilize uma calculadora de sub-redes com VLSM!

Click aqui e faça uma atividade!

Sobre o Autor:

Rodrigo Salvo
Instrutor e Consultor de Network
Possui certificações: CCNP, CS-CIPCESS
rsalvo@prof.sc.senac.br
msn: rodrigo-salvo@hotmail.com

Fonte: CCNP - Routing Guia de Certificação de Exame, CCNA Guia de Estudos e https://coelholuciano.blogspot.com