Adresarea IP fara clase: Classless Inter Domain Routing (CIDR) /

Supernetarea

Odatã cu creşterea exponenţialã a Internetului, au apãrut 3 probleme principale.

Una dintre metodele utilizate pentru rezolvarea problemelor a fost schema de adresare pentru subnetare şi ulterior VLSM, care asigurã administratorilor de reţea mai multã flexibilitate pe reţele individuale de pe Internet.

Odatã cu dezvoltarea IPV6 si a sistemului sãu de adresare pa 128 biţi (1995) s-a acceptat cã vor trece mulţi ani pânã când acesta va fi folosit pe scara largã, rezultã necesitatea prelungirii vieţii lui IPVY, rezultã un nou sistem de adresare a dispozitivelor IPVY, care sã elimine în întregime adresarea bazatã pe clase: sistemul de adresare fãrã clase, numit şi Classless Inter Domain Routing (CIDR).

CIDR – Avantaje si dezavantaje

Adresarea bazatã pe subreţele (Subnet adressing) a fost un pas important în evoluţia adresãrii IP, deorece rezolva unele probleme importante ale adresãrii convenţionale pe clase bazatã pe 2 (douã) nivele si anume ID-ul de reţea si ID-ul de gazdã.

Contribuţia subnetãrii şi apoi a VLSM, consta în aceea cã a permis fiecãrei reţele sã aibã propria ierarhie a adresãrii IP. Dintre avantajele subnetãrii – este localã, în interiorul fiecãrei organizaţii şi transparentã (invizibilã) celorlalte. Prin aceasta rezultã cã organizaţia îşi va stabili propria structurã de subnetare. Din pãcate aceastã transparenţã reprezintã principalul dezavantaj al subnetãrii în adresarea pe clase: nu poate corecta neeficienţa fundamentalã asociatã cu acest tip de adresare, deoarece organizaţiile, în continuare, vor avea alocate blocuri de adrese bazate pe clase.

Problema principalã a subnetãrii convenţionale, bazate pe clase, este lipsa unei clase corespunzãtoare organizaţiei de dimensiune medie (aproximativ 5.000 gazde)

Reamintim cã existã 16.384 blocuri de adresare de clasã B 65.000 gazde şi mai mult de 2.000.000 blocuri de adresare de clasã C 254 gazde.

1

Existã în lume milioane de organizaţii de dimensiune medie astfel încât clasa C este puţin utilizatã, de regulã organizaţiile solicitând blocuri de adresare de clasã B, ceea ce face ca aceste blocuri de adresare de clasa B sã se consume foarte rapid.

Rezultã cã este necesarã o modalitate mai eficientã de utilizare a spaţiului de adrese, _______ de epuizarea acestora, ________ de tranziţia la IPV6.

Subnetarea şi VLSM nu au rezolvat deloc problema deoarece ele lucreazã în interiorul unui bloc de adrese corespunzãtoare unei clase.

O soluţie ar fi aceea de a obliga organizaţia sã cumpere mai multe domenii de clasã C în loc sã „risipeascã” un bloc mai mare de adresare de clasã B. Dar aceasta conduce la un alt dezavantaj major: înlocuirea unei clase B cu 10 clase C multiplicã cu 10 numãrul intrãrilor în tabelele de rutare.

Rezultã o soluţie mai bunã ar fi eliminarea adresãrilor pe clase printr-o schemã de adresare fãrã clase, care va rezolva ambele probleme:

Utilizarea ineficientã a spaţiului de adresare IP Creşterea exponenţiala a dimensiunilor tabelelor de rutare

Sistemul , dezvoltat la începutul anilor `90, şi acceptat în 1993 prin RFC 1517,1518,1519,1520 a primit denumirea CIDR care, în ciuda numelui sãu, gestioneazã atât adresarea IP c6at şi rutarea, aceste 2 funcţiuni fiind legate intrinsec.

CIDR reprezintã aplicarea conceptului VLSM la întregul Internet.Concluzie: CIDR este un sistem de adresare şi rutare care rezolva

multe probleme ale adresãrii pe clase, prin trecerea de la o structurã flexibilã de reţele, pe mai multe nivele ierarhice, de dimensuni variabile.

Avantaje CIDR:

Alocarea eficientã a spaţiului de adresare Eliminarea dezechilibrului dintre clase Tabele de rutare eficiente – CIDR perminte unui numãr ________ de

intrãri în tabelele de rutare sã reprezinte un numãr mare de reţele. Reţelele pot fi „agregate” şi reprezentate printr-o singurã _________. Deoarece CIDR este ierarhic, detaliile de la nivelele coborâte (nivelele mai mici) pot fi ascunse routerelor care transferã traficul între reţele de dimensiune mare.

Nu existã o metodã separatã pentru subnetare – CIDR implementeazã conceptele subnetãrii la nivelul Internetului. O organizaţie poate

2

utiliza aceeaşi metodã pentru a crea o structurã proprie a reţelei sale de complexitate arbitrarã fãrã a folosi alt mecanism de subnetare.

Principalul dezavantaj CIDR – complexitatea

Nu mai este ______ analiza primilor biţi din adresa IP pentru a determina lungimea ID-ului de reţea , respectiv a ID-ului de gazdã. Şi pentru routere procesul este mai complicat.

Adresarea ierarhicã şi notaţia

La început, adresa IP era formatã de ID-ul de reţea şi ID-ul de gazdã. Cu subnetarea, se prelucrau biţii din ID-ul de gazdã pentru a crea ID-ul de subreţea. Acum adresa IP are 3 nivele ierarhice.

Cu VLSM au fost în continuare subnetate subreţelele în sub-subreţele, preluând şi mai mulţi biţi din ID-ul de gazdã, ceea ce a condus la o ierarhie pe mai multe nivele al adresei IP.

În spaţiul de adesare fãrã clase, se plica conceptul VLSM nu numai unei singure reţele, ci întregului Internet.

Deci, Internetul devine o reţea giganticã, care este subnetatã într-un numãr mare de blocuri de adresare. Unele din aceste blocuri sunt „sparte” în blocuri mai mici, care pot fi „sparte” în continuare. Aceastã subnetare poate avea loc de mai multe ori, permiţând împãrţirea spaţiului de adrese Internet în segmente de diferite dimensiuni, în concordanţã cu necesitãţile organizaţiilor. Orice bloc de adrese poate fi de orice dimensiuni. În continuare însã, dimensiunea unei reţele se determinã pe baza puterii lui 2 la numãrul de biţi ai ID-ului de gazdã.

În CIDR, deoarece punctul de separare între ID-ul de reţea şi cel de gazdã poate fi oriunde în adresa IP, este necesarã o informaţie suplimentarã care este datã de prefixul de reţea.

Aceasta se manifestã atât în interiorul reţelei unei organizaţii, cât şi în întregul Internet, deoarece nu existã clase şi fiecare reţea poate fi de orice dimensiune.

Notaţia CIDR utilizeazã mai simplul prefix de reţea similar mãştii de subreţea, un întreg care spune câţi biţi sunt utilizaţi pentru ID-ul de reţea – notaţia cu slash sau notaţia CIDR.

De exemplu, în adresa de reţea 168.130.214.0 / 21, „21” înseamnã faptul cã ID-ul re reţea are 21 biţi, ceea ce este echivalent cu o masc~a de subreţea 255.255.248.0 şi care reprezintã o reţea cu : 211 – 2 = 2.046 gazde.

3

21 biţiID reţea

11 biţiID gazdã

32 biţi

168 . 130 . 64 . 0 / 21

10101000.10000010.00000100.00000000

Masca desubreţea

Binar: 11111111.11111111.11111000.00000000Zecimal: 255 . 255 . 248 . 0

SUPERNETAREA- subnetarea (VLSM) Internetului -

CIDR asigurã unei autoritãţi centrale de alocare a adreselor flexibilitate în manipularea blocurilor de adrese de diferite dimensiuni, ce sunt alocate organizaţiilor în conformitate cu necesitatea acestora. Când s-a dezvoltat CIDR s-a modificat modul de alocare al adreselor IP.

Sub CIDR existã multe nivele ierarhice: blocurile mari de adrese sunt împãrţite în blocuri mai mici, şi apoi acestea sunt împãrţite la rândul lor, ş.a.m.d.

Similar IANA/ICAANN împarte adresele IP în blocuri mari, pe care le distribuie Registrelor Regionale ale Internetului (RIR – Regional Internet Registries): APNIC, ARIN, LACNIC, RIPE NCC

Acestea, la rândul lor, împart blocurile de adrese şi le distribuie Registrelor Naţionale ale Internetului (NIR – National Internet Registries), Registrelor Locale ale Internetului (LIR – Local Internet Registries) şi / sau organizaţiilor individuale cum ar fi ISP-urile (furnizorii de servicii Internet).

ISP-urile împart la rândul lor aceste blocuri într-unele mai mici pe care la alocã clienţilor – ISP- uri mai mici care repetã procesul, ş.a.m.d. pânã se ajunge la utilizatorul final.

Numãrul de împãrţiri ale blocurilor de adrese este limitat numai de numãrul adreselor disponibile în blocul iniţial de adrese IP.

4

Deşi CIDR are la bazã conceptele subnetãrii (şi VLSM), sub CIDR nu se utilizeazã explicit ID- ul de subreţea: toate adresele IP sunt interpretate ca având numai 2 componente: ID de reţea şi ID de gazdã.

Atunci când o organizaţie face subnetare sub CIDR, ea urmeazã aceeaşi procedura ca şi un ISP.

Caracteristici ale adresãrii convenţionale (bazate pe clase), care nu se modificã sub CIDR

Blocuri locale (private) de adrese rezervate – rutarea pe Internet a acestor adrese se face prin intermediul serviciilor NAT (Network Address Translator)

Adrese cu semnificaţii speciale :

Ex: Numãr Gazde = 2 numãr biţi ID gazdã - 2 Adresa de loopback – reţeaua 127.0.0.0 este în continuare rezervat~a

testãrii funcţionalitãţii reţelei: sub CIDR 127.0.0.0 / 8

Utilizarea CIDR necesitã hardware şi software special proiectat.Deoarece CIDR permite separarea adreselor IP în ID reţea şi ID gazdã

în orice punct al reţelei, rezultã creearea unui numãr mare de reţele de dimensiuni diferite. Dimensiunea reţelei este datã de numãrul de biţi utilizaţi pentru ID-ul de gazdã.

Spre deosebire de subnetarea convenţionalã, unde toate subreţelele au aceeaşi dimensiune (acelaşi numãr de gazde), CIDR permite multe nivele de divizare ierarhicã a Internetului astfel încât pot exista simultan multe dimensiuni de reţele, se creeazã reţele mai mari care se împart în (sub)reţele mai mici.

Deoarece existã încã obişnuinţa de a analiza blocurile de adrese IP prin prisma sistemului bazat pe clase, blocurile de adrese se exprimã în termeni de clase echivalente.

De exemplu:Reţea CIDR Echivalent în sistemul bazat pe

clase / 8 Clasã A/ 16 Clasã B/ 24 Clasã C

5

Aceasta însã cu observaţia cã echivalentul nu trebuie sã aibã numite valori pentru primii biţi ai adresei.

Regulã: scaderea prefixului cu 1 unitate defineşte o reţea cu numãr dublu de gazde (reţeaua /15 = 2 reţele /16)

Blocurilede adrese CIDR şi echivalentul acestora în sistemul bazat pe clase# Nr biţi pentru

ID-ul de reţea

# Nr biţi pentru

ID-ul de gazdã

# Nr gazde pe reţea =2 nr de biţi pentru ID-ul de

gazdã - 2

Lungimea prefixului în notaţia

CIDR

Masca de subreţea echivalentã

# Nr de clase de adresare echivalente

Clasa A Clasa B Clasa C

1 31 2.147.483.646 /1 128.0.0.0 128 - -2 30 1.073.741.822 /2 192.0.0.0 64 - -3 29 536.870.910 /3 224.0.0.0 32 - -4 28 268.435.454 /4 240.0.0.0 16 - -5 27 134.217.726 /5 248.0.0.0 8 - -6 26 67.108.862 /6 252.0.0.0 4 - -7 25 33.554.430 /7 254.0.0.0 2 - -8 24 16.777.214 /8 255.0.0.0 1 256 -9 23 8.388.606 /9 255.128.0.0 ½ 128 -10 22 4.194.302 /10 255.192.0.0 ¼ 64 -11 21 2.097.150 /11 255.224.0.0 1/8 32 -12 20 1.048.574 /12 255.240.0.0 1/16 16 -13 19 524.286 /13 255.248.0.0 1/32 8 -14 18 262.142 /14 255.252.0.0 1/64 4 -15 17 131.070 /15 255.254.0.0 1/128 2 -16 16 65.534 /16 255.255.0.0 1/256 1 25617 15 32.766 /17 255.255.128.0 - ½ 12818 14 16.382 /18 255.255.192.0 - ¼ 6419 13 8.190 /19 255.255.224.0 - 1/8 3220 12 4.094 /20 255.255.240.0 - 1/16 1621 11 2.046 /21 255.255.248.0 - 1/32 822 10 1.022 /22 255.255.252.0 - 1/64 423 9 510 /23 255.255.254.0 - 1/128 224 8 254 /24 255.255.255.0 - 1/256 125 7 126 /25 255.255.255.128 - - ½26 6 62 /26 255.255.255.192 - - ¼27 5 30 /27 255.255.255.224 - - 1/8

6

28 4 14 /28 255.255.255.240 - - 1/1629 3 6 /29 255.255.255.248 - - 1/3230 2 2 /30 255.255.255.252 - - 1/64

În tabela de mai sus se prezintã (teoretic) modul cum poate fi împãrţitã o adresã de 32 biţi în ID-reţea şi ID-gazdã sub CIDR.

Observaţii: Unele împãrţiri sunt numai teoretice – este puţin probabil sã existe

reţele /1 sau /2. Ar însemna numai 2 reţele /1 şi 4 reţele /2 care ar consuma întreg spaţiul de adrese IP. Valoarea uzualã este în jurul lui /16.

/31 şi /32 ar avea 0 gazde valide, deci în mod normal nu se folosesc. Totuşi se acceptã şi cazul special /31 pentru reţele ce formeazã o legãturã punct-la-punct, unde este evident cui se transmite, iar broadcast ne este necesar (RFC 3021).

Exemplu de adresare IP - CIDR

Aşa cum s-a mai spus, CIDR funcţioneazã similar cu VLSM, diferenţa constând în modul cum se face diviziunea ierarhicã şi terminologia utilizatã.

Sã presupunem c~a un nou ISP a apãrut pe piaţã (nu unul major!), care are puţini clienţi. Înseamnã cã necesitã un numãr mic de adrese alocate. Va începe cu blocul: 68 . 74 . 0 . 0 / 15 (primii 15 biţi reprezintã ID-ul de reţea şi 17 biţi ID-ul de gazdã (131.070 gazde).

Acest bloc de adrese a fost obtinut de la un ISP de nivel superior, care are alocat un bloc mai mare de adrese. De exemplu 68 . 74 . 0 . 0 / 15 va fi egal cu ½ din blocul 68 . 72 . 0 . 0 / 14 şi cu ¼ din 68 . 68 . 0 . 0 / 13, ş.a.m.d

Exemplu de împãrţire ierarhicã posibilã a unui bloc de adrese /15 CIDR.

Reţeaua 68.74.0.0 / 15 se împarte în 2 subreţele : # 0: 68.74.0.0 / 16 şi # 1: 68.75.0.0 / 16 adicã echivalentul a 2 reţele de clasã B

Subreţeaua #0: 68.74.0.0 / 16 – 65.534 gazde va fi rezervatã pt viitori clienţiSubreţeaua #1: 68.75.0.0 / 16 – 65.534 gazde va fi împãrţitã în 4 subreţele

7

68.75.0.0 /16

68.74.0.0 /16

68.74.0.0 /15

68.75.0.0 /18 68.75.64.0 /18 68.75.128.0 /18 68.75.192.0 /18

15 biţi 17 biţi

32 biţi

Subreţeaua #1-0: 68.75.0.0 / 18 – 16.382 gazde împãrţitã în 32 blocuri /23 – 510 gazde fiecare

Subreţeaua #1-1: 68.75.64.0 / 18 împãrţitã în 64 blocuri /24 – 254 gazde fiecare

Subreţeaua #1-2: 68.75.128.0 / 18 împãrţitã în 128 blocuri /25 – 126 gazde fiecare

Subreţeaua #1-3: 68.75.192.0 / 18 împãrţitã în 256 blocuri /26 – 62 gazde fiecare

ISP

Reţeua iniţialã 68.74.0.0/15 prima diviziune ierarhicã #0 68.74.0.0/16

#1 68.75.0.0/16În binar:

01000100 . 01001010 . 0000000 . 00000000 68 74

8

74 # 0: 01000100.01001010.0000000.0000000# 1: 01000100.01001011.0000000.0000000

68 75

a doua diviziune ierarhicã a subreţelei #1 (în 4 subreţele 2N=4 2 biţi /18)

#1: 68.75.0.0 /16 : #1-0: 68.75.0.0/18 #1-1: 68.75.64.0/18

#1-2: 68.75.128.0/18#1-3: 68.75.192.0/18

În binar:

#1-0: 01000100.01001011.00000000.00000000 68 75 0 0#1-1: 01000100.01001011.01000000.00000000 68 75 64 0#1-2: 01000100.01001011.10000000.00000000 68 75 128 0#1-3: 01000100.01001011.11000000.00000000 68 75 192 0

a treia diviziune ierarhicã a subreţelei #1-0 : 68.75.0.0/18 (în 32 subreţele 2N=32 N=5 biţi suplimentari 18+5=23)

#1-0-0: 68.75.0.0 / 23#1-0-1: 68.75.2.0 / 23#1-0-2: 68.75.4.0 / 23...................................#1-0-31: 68.75.62.0 / 23

În binar:

#1-0-0: 01000100.01001011.00000000.00000000 68 75 0 0#1-0-1: 01000100.01001011.00000010.00000000 68 75 2 0

9

#1-0-2: 01000100.01001011.00000100.00000000 68 75 4 0........................................................................................#1-0-31: 01000100.01001011.00111110.00000000 68 75 62 0

a treia diviziune ierarhicã a subreţelei #1-1 : 68.75.64.0/18 (în 64 subreţele 2N=64 N=6 biţi suplimentari 18+6=24)

#1-1-0: 68.75.64.0 / 24#1-1-1: 68.75.65.0 / 24#1-1-2: ...................................#1-1-63: 68.75.127.0 / 24

În binar:

#1-1-0: 01000100.01001011.01000000.00000000 68 75 64 0#1-1-1: 01000100.01001011.01000001.00000000 68 75 65 0#1-1-2: 01000100.01001011.01000010.00000000 68 75 66 0........................................................................................#1-1-63: 01000100.01001011.01111111.00000000 68 75 127 0

a treia diviziune ierarhicã a subreţelei #1-2 : 68.75.128.0/18 (în 128 subreţele 2N=128 N=7 biţi suplimentari 18+7=25)

#1-2-0: 68.75.128.0 / 25#1-2-1: 68.75.128.128 / 25#1-2-2: 68.75.129.0 / 25#1-2-3: 68.75.129.128 / 25...................................#1-2-127: 68.75.191.128 / 25

În binar:

10

#1-2-0: 01000100.01001011.10000000.00000000 68 75 128 0#1-2-1: 01000100.01001011.10000000.10000000 68 75 128 128#1-2-2: 01000100.01001011.10000001.00000000 68 75 129 0#1-2-3: 01000100.01001011.10000001.10000000 68 75 129 128.......................................................................................#1-2-127: 01000100.01001011.10111111.10000000 68 75 191 128

a treia diviziune ierarhicã a subreţelei #1-3 : 68.75.192.0/18 (în 256 subreţele 2N=256 N=8 biţi suplimentari 18+8=26)

#1-3-0: 68.75.192.0 / 26#1-3-1: 68.75.192.64 / 26#1-3-2: 68.75.192.128 / 26#1-3-3: 68.75.192.192 / 26#1-3-4: 68.75.193.0 / 26...................................#1-3-255: 68.75.255.192 / 26

În binar:

#1-3-0: 01000100.01001011.11000000.00000000 68 75 192 0#1-3-1: 01000100.01001011.11000000.01000000 68 75 192 64#1-3-2: 01000100.01001011.11000000.10000000 68 75 192 128#1-3-3: 01000100.01001011.11000000.11000000 68 75 192 192#1-3-4: 01000100.01001011.11000001.00000000 68 75 193 0.......................................................................................#1-3-255: 01000100.01001011.11111111.11000000 68 75 255 192

11