Pianificazione di reti IP Subnetting e CIDR

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1 Pianificazione di reti IP Subnetting e CIDR A.A. 2005/2006 Walter Cerroni Pianificazione di reti IP L enorme successo di Internet ha reso gli indirizzi IP una risorsa preziosa (quindi costosa) In attesa di implementare soluzioni definitive al problema (IPv6) è opportuno pianificare un allocazione efficiente degli indirizzi agli host Le classi di indirizzi A, B e C vincolano ad usare reti di dimensioni prefissate, in termini di indirizzi disponibili: Classe A: 2 2 = Classe B: 2 16 = Classe C: 2 8 = 256 In molti casi una rete di classe A o B è troppo grande (molti indirizzi inutilizzati) e una di classe C troppo piccola Le grandi organizzazioni devono distribuire gli indirizzi su molte reti fisiche distinte e/o distanti tra loro 2 1

2 Rete ALMANET X.Y (classe B) 3 Rete ALMANET sedi e collegamenti 2

3 Bologna area del CeSIA 5 Bologna area d Ingegneria 6 3

4 Area di Cesena 7 Subnetting (RFC 950) Tecnica di ripartizione di una rete IP in sottoreti tutte della stessa dimensione di dimensioni differenti comunicanti tra loro attraverso un router (o gateway) La sezione host dell indirizzo è divisa in due parti la prima identifica una porzione della rete in questione la seconda identifica i singoli host della sottorete Network ID Subnetwork ID Host ID La suddivisione è indicata dalla netmask, una sequenza di byte associata all indirizzo, in cui i bit a 1 corrispondono ai bit dedicati a Net-ID e Subnet-ID I bit a 0 corrispondono ai bit dedicati all Host-ID 8

5 Netmask: notazioni Es. 3 byte di un indirizzo di classe B per il Subnet-ID Binaria: Dotted decimal: CIDR: /2 (è il numero di bit a 1 della netmask) Netmask di default delle classi di indirizzi: Classe A: /8 Classe B: /16 Classe C: /2 Altri esempi: / / /30 9 Valori possibili Per definizione, una netmask ha sempre tutti i bit a 1 a sinistra e tutti quelli a 0 a destra Non esistono netmask con degli 0 tra gli non è valida!!! Di conseguenza, i singoli byte di una netmask non possono assumere tutti i 256 valori possibili, ma solo = = = = = = = = =

6 Quanti host? Il numero massimo di host che una sottorete può contenere è 2 h 2 (dove h è il numero di bit di Host-ID) Host-ID = tutti 0 indirizzo che identifica la sottorete Host-ID = tutti 1 indirizzo broadcast della sottorete In sottoreti non isolate almeno uno di questi deve essere assegnato al Default Gateway, che è il router verso cui instradare tutto il traffico diretto al di fuori della sottorete Host-ID = broadcast 1 indirizzo tipico del default gateway Esempio Netmask = h = = 25 host /2 identifica la sottorete 57 di una rete di classe B è l indirizzo broadcast di tale sottorete è l indirizzo del suo default gateway Indirizzi di host validi da a Quante sottoreti? In passato erano stati dichiarati riservati i Subnet-ID di tutti 1 e tutti 0 (come per gli Host-ID) In seguito è stato permesso l utilizzo di tutti i possibili Subnet-ID (RFC 1878) Il numero di sottoreti possibili è quindi dato da 2 s (dove s è il numero di bit di Subnet-ID) Esempi: /2 è una delle 256 possibili sottoreti a 2 bit di una rete di classe B /26 è una delle possibili sottoreti a 26 bit di una rete di classe C /9 è una delle 2 possibili sottoreti a 9 bit di una rete di classe A 12 6

7 Regole del subnetting A seconda del numero di bit del Subnet-ID, la rete originaria viene suddivisa per multipli di 2 1 bit divido a metà 2 bit divido in parti 3 bit divido in 8 parti ecc. Sottoreti diverse sono disgiunte, è vietata qualsiasi sovrapposizione /23 e /23 devono appartenere alla stessa sottorete Nel caso di sottoreti con netmask diverse (di dimensioni variabili) bisogna fare attenzione ad evitare di definire sottoreti non consentite (perché non disgiunte) 13 Esempio LAN A 50 host 100 host LAN B Rete IP a disposizione: /2 LAN A ha 50 host mi basta una sottorete da 61 indirizzi host /26 è un Subnet-ID valido LAN B ha 100 host mi basta una sottorete da 125 indirizzi host /25 NON è un Subnet-ID valido 6 = /25 è un Subnet-ID valido 128 =

8 Subnetting: ripartizione logica e fisica L operazione di subnetting di una rete IP è solamente logica : host di diverse subnet possono essere sulla medesima rete fisica ma devono dialogare tramite un gateway host della medesima subnet possono essere su diverse reti fisiche ma possono dialogare direttamente perché appartengono ad un unico dominio broadcast (reti LAN connesse da bridge/switch) 15 Subnetting: ripartizione logica e fisica no sì sì / /2 16 8

9 Subnetting: ripartizione logica e fisica sì / /2 17 Subnetting: esempio Un azienda possiede tre siti distribuiti su una grande area urbana: S1, S2, S3. Ciascun sito aziendale è dotato di infrastrutture informatiche comprendenti, tra l'altro, una LAN ed un router di uscita verso il mondo esterno. Tutti i siti devono essere interconnessi tra loro con una rete MAN a maglia completa M. I siti sono così divisi: S1, S2: 50 host S3: 20 host Si richiede di progettare una rete di classe C a cui viene assegnato l indirizzo comprensiva della numerazione dei router, definendo le relative netmask. 18 9

10 Architettura S1 S2 M LAN LAN S3 MAN 19 Una possibile scelta della netmask Ultimo byte netmask # indirizzi # subnets

11 Soluzione 1 Subnets: (S1) (S2) (S3) (M) Netmask: Broadcast: (S1) (S2) (S3) (M) 21 Soluzione / / / /

12 Soluzione 1 Routers LAN: (S1) (S2) (S3) Routers MAN: qualunque indirizzo tra: e.25 (M) IP Hosts: qualunque indirizzo tra: e.61 (S1) e.125 (S2) e.189 (S3) 23 Scelta di netmask diverse Ultimo byte netmask # indirizzi # subnets

13 Soluzione 2 Subnet # indirizzi Range IP Broadcast / / / / / / / / / / Soluzione / / / / / /

14 CIDR e Supernetting Indirizzamento IP più flessibile senza l uso delle classi: CIDR Classless Inter-Domain Routing Es. Un ente ha bisogno di circa 2000 indirizzi IP una rete di classe B è troppo grande (6K indirizzi) meglio 8 reti di classe C (8 256 = 208 indirizzi) dalla alla Supernetting: si accorpano le 8 reti contigue in un unica super-rete: Identificativo: /21 Supernet mask: Indirizzi: Broadcast: Supernetting Operazione inversa rispetto al subnetting n bit del Net-ID diventano parte dell Host-ID Supernetting Net-ID Subnetting Host-ID Accorpamento di N reti IP (N = 2 n ) contigue: / /2 = / / /2 = non contigue allineate secondo i multipli di 2 n / / / /2 = / / /2 +..0/ /2 = non allineate 28 1

15 Indirizzamento senza classi (CIDR RFC 1519) Generalizzazione del subnetting/supernetting reti IP definite da Net-ID/Netmask Allocazione di reti IP di dimensioni variabili utilizzo più efficiente dello spazio degli indirizzi Accorpamento delle informazioni di routing più reti contigue rappresentate da un unica riga nelle tabelle di routing Miglioramento di due situazioni critiche limitatezza di reti di classe A e B crescita esplosiva delle dimensioni delle tabelle di routing 29 15