Subnetting FLSM e VLSM – metodo binario e metodo matematico

Obiettivo didattico: capire quando usare FLSM (sottoreti tutte uguali) e quando usare VLSM (sottoreti di dimensione diversa), sapendo calcolare correttamente prefisso/mask, network, broadcast, gateway e range host con due metodi: binario e matematico.

Concetti base: IP, prefisso, maschera e range

Indirizzo IPv4 = 32 bit (4 ottetti).
Prefisso /n: i primi n bit sono di rete, i restanti sono di host.
Maschera: 1 nei bit di rete, 0 nei bit di host (es. /24 = 255.255.255.0).

In una subnet IPv4 standard:
Network = tutti i bit host a 0
Broadcast = tutti i bit host a 1
Host utilizzabili = da network+1 a broadcast-1
Numero host = 2^(bit host) - 2

Attenzione: in laboratorio di solito scegliamo il gateway come primo host (network+1) oppure ultimo host (broadcast-1), ma è una scelta progettuale: l’importante è che sia coerente e documentata.

Notazione binaria (utile per capire davvero)

/26 = 255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000
                          ^^^^^^
                       bit host = 6

Notazione “matematica” (rapida)

Se hai /26 allora i bit host sono 32-26 = 6.
Host per subnet = 2^6 - 2 = 62 host utilizzabili.

Termini che useremo sempre

Block size / passo / salto: quanto “avanza” una subnet nel suo ottetto significativo.
Ottetto significativo: il primo ottetto in cui la maschera non è 255 (o non è 0), cioè dove avvengono i salti.
Allineamento: una subnet inizia solo su un multiplo del suo block size (nell’ottetto significativo).

FLSM: subnet tutte uguali

FLSM (Fixed Length Subnet Mask) = tutte le sottoreti hanno la stessa maschera e quindi la stessa dimensione (stesso numero di host).

Procedura (metodo matematico)

Parti da rete base IP/prefisso.
Decidi quante subnet servono (S) oppure quanti host per subnet (H).
Calcola il nuovo prefisso:
- Se conosci S: prendi k tale che 2^k ≥ S, allora nuovo prefisso = vecchio prefisso + k.
- Se conosci H: prendi h tale che 2^h - 2 ≥ H, allora nuovo prefisso = 32 - h.
Calcola il block size nell’ottetto significativo.
Elenca le subnet: network, broadcast, range host.

Procedura (metodo binario)

Scrivi rete e maschera in binario nell’ottetto significativo.
I bit “presi” per le subnet sono i bit aggiunti al prefisso.
Incrementi le combinazioni dei bit subnet (00,01,10,11...) mantenendo i bit host a 0 per il network.
Per il broadcast metti i bit host a 1.

Il binario è più lento, ma è quello che ti fa capire perché i salti sono 64, 32, 16, 8, 4, 2…

Esempio FLSM: da 192.168.10.0/24 a 4 sottoreti uguali

Rete base: 192.168.10.0/24
Subnet richieste: 4 → serve k con 2^k ≥ 4 → k = 2
Nuovo prefisso: /24 + 2 = /26
Bit host: 32-26 = 6 → host utilizzabili: 2^6 - 2 = 62

/26 significa che nell’ultimo ottetto la maschera è 192, quindi il block size è 256 - 192 = 64.
Le subnet partono da 0 e poi 64, 128, 192.

Subnet /26 dentro un /24 (ultimo ottetto)

Subnet 1: 192.168.10.0
Subnet 2: 192.168.10.64
Subnet 3: 192.168.10.128
Subnet 4: 192.168.10.192

Subnet	Network (/26)	Broadcast	Host min	Host max
1	192.168.10.0	192.168.10.63	192.168.10.1	192.168.10.62
2	192.168.10.64	192.168.10.127	192.168.10.65	192.168.10.126
3	192.168.10.128	192.168.10.191	192.168.10.129	192.168.10.190
4	192.168.10.192	192.168.10.255	192.168.10.193	192.168.10.254

Checklist anti-errore: ogni subnet inizia a 0/64/128/192 (multipli di 64). Se trovi “network = 192.168.10.70/26” è sbagliato: 70 non è un multiplo del block size.

VLSM: subnet di dimensioni diverse

VLSM (Variable Length Subnet Mask) = nello stesso indirizzamento “padre” usi prefissi diversi per reti con numeri di host diversi (LAN grandi, LAN piccole, link punto-punto…).

Regola d’oro del VLSM

Si assegna prima la subnet più grande, poi a scalare le più piccole.
Motivo: la subnet grande ha bisogno di blocchi “larghi”; se la metti dopo rischi di non avere più spazio contiguo allineato.

Procedura pratica

Ordina le reti per host richiesti: dalla più grande alla più piccola.
Per ogni rete: trova h con 2^h - 2 ≥ host richiesti → prefisso = 32 - h.
Assegna il primo blocco disponibile allineato (multiplo del block size).
Passa al blocco successivo e ripeti.
Per link router-router spesso basta un /30 (2 host) oppure /31 dove consentito.

Esempio VLSM completo: rete 192.168.50.0/24 con 3 LAN + 1 link P2P

Richieste:

LAN A: 100 host
LAN B: 50 host
LAN C: 20 host
Link Router-Router: 2 host (punto-punto)

Calcolo prefissi (metodo matematico)

LAN A: serve 2^h - 2 ≥ 100 → h=7 (128-2=126) → /25
LAN B: 2^h - 2 ≥ 50 → h=6 (64-2=62) → /26
LAN C: 2^h - 2 ≥ 20 → h=5 (32-2=30) → /27
P2P: 2^h - 2 ≥ 2 → h=2 (4-2=2) → /30

Block size nell’ultimo ottetto:
/25 → 256-128 = 128
/26 → 256-192 = 64
/27 → 256-224 = 32
/30 → 256-252 = 4

Assegnazione blocchi (dalla rete più grande)

Rete padre: 192.168.50.0/24

LAN A  /25  -> 192.168.50.0   - 192.168.50.127
LAN B  /26  -> 192.168.50.128 - 192.168.50.191
LAN C  /27  -> 192.168.50.192 - 192.168.50.223
P2P    /30  -> 192.168.50.224 - 192.168.50.227

Rete	Prefisso	Network	Broadcast	Host min	Host max	Gateway consigliato
LAN A	/25	192.168.50.0	192.168.50.127	192.168.50.1	192.168.50.126	192.168.50.1
LAN B	/26	192.168.50.128	192.168.50.191	192.168.50.129	192.168.50.190	192.168.50.129
LAN C	/27	192.168.50.192	192.168.50.223	192.168.50.193	192.168.50.222	192.168.50.193
Link P2P	/30	192.168.50.224	192.168.50.227	192.168.50.225	192.168.50.226	R1=225, R2=226

Metodo binario vs metodo matematico: quando usare cosa

Metodo matematico (passo/blocco)
È il più rapido in verifica e in laboratorio.

Trovi prefisso da host o subnet (potenze di 2).
Trovi block size: 256 - valore maschera nell’ottetto significativo.
Allinei network ai multipli del block size.

Metodo binario
È quello “di comprensione”: spiega perché funziona tutto il resto.

Vedi i bit di rete/subnet/host.
Capisci network = host a 0 e broadcast = host a 1.
Capisci subito perché certi indirizzi non possono essere network.

Esempio binario ultra-chiaro (ultimo ottetto)

/26 -> maschera ultimo ottetto = 192
11000000

Quindi i primi 2 bit dell'ultimo ottetto sono "di rete" (aggiunti al /24)
e gli ultimi 6 sono host:

xxhhhhhh

Subnet possibili (xx):
00 -> 0
01 -> 64
10 -> 128
11 -> 192

Per ciascuna subnet:
- network: xx000000
- broadcast: xx111111

Regola rapida per il controllo: se hai /n, allora l’indirizzo di rete deve avere a 0 i bit host. Se in binario trovi un 1 dentro la parte host, non è un network.

Riepilogo rapido

FLSM: tutte le subnet uguali → stesso prefisso per tutte.
VLSM: subnet diverse → assegna prima la rete più grande, poi a scalare.
Host utilizzabili: 2^(bit host) - 2 (in IPv4 standard).
Network = host a 0, Broadcast = host a 1.
Metodo matematico: prefisso + block size (256 - maschera nell’ottetto significativo).
Metodo binario: capisci l’allineamento e perché i salti sono potenze di 2.

Subnetting: FLSM e VLSM

Metodo binario e metodo matematico (passo/blocco)