Direcciones IP (página 2)

Partes: 1, 2, 3

11
Ejemplo: contenido de tablas de ruteo

(Gp:) eth0
(Gp:) eth0
(Gp:) eth0
(Gp:) eth1
(Gp:) sl0
(Gp:) eth0
(Gp:) eth0
(Gp:) eth0
(Gp:) eth1
(Gp:) eth0
(Gp:) sl0
(Gp:) RED 202.2.2.0
(Gp:) RED 202.2.4.0
(Gp:) RED 202.2.3.0
(Gp:) 202.2.4.2
(Gp:) 202.2.4.1
(Gp:) 202.2.3.2
(Gp:) 202.2.3.4
(Gp:) 202.2.3.3
(Gp:) 202.2.3.1
(Gp:) 202.2.2.3
(Gp:) 202.2.2.2
(Gp:) 202.2.2.1
(Gp:) 202.2.9.2
(Gp:) 202.2.9.1
(Gp:) INTERNET
(Gp:) HOST A
(Gp:) HOST B
(Gp:) HOST C
(Gp:) HOST D
(Gp:) HOST E
(Gp:) ROUT. X
(Gp:) ROUT. Y

(Gp:) ROUTER X
(Gp:) ROUTER Y
(Gp:) ROUTER EN INTERNET
(Gp:) HOSTS A O B
(Gp:) eth0
(Gp:) eth1
(Gp:) sl0
(Gp:) eth0
(Gp:) eth1
(Gp:) sl0
(Gp:) eth0 (host A)

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12
Subnetting
Objetivo: Compartir una dirección de red IP entre varias redes físicas

Beneficios
Uso eficiente de direcciones IP (referido a no desperdiciar direcciones)
Salvar limitaciones de hardware (distintos tipos de red, cantidad máxima de nodos soportados, distancia)
División en subredes de acuerdo a la estructura de la organización

Características
Agregado de un nivel jerárquico en la dirección IP
Invisible para los routers externos
Implementación a través de máscaras de subred

Mejoras
Restricción en el uso de máscaras para facilitar la administracion al crecer la red (flexibilidad)
VLSM (Variable Length Subnet Mask) para aprovechar las direcciones

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13
Subnetting
Se agrega un nivel jerárquico en la dirección, sólo interpretado localmente
(Gp:) Dirección IP (sin subnetting)
(Gp:) Dirección IP (con subnetting)

(Gp:) Significado
global
(Gp:) Significado
local
(Gp:) Red
(Gp:) Host
(Gp:) Red
(Gp:) Subred
(Gp:) Host

Cantidad de bits asignada al campo subred
No se hace especificación en la norma original (RFC 950) acerca de si todas las subredes de una
red deben tener la misma longitud
Genera ambiguedades y protocolos que no lo soportan (RIPv1)

Posición del campo subred
No se especifica (RFC 950) la ubicación de los campos Subred y Host
Se recomienda que dichos campos estén compuestos de bits contiguos
En la práctica, se utilizan de la manera que se ve en la figura

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Subnetting: uso de máscaras

Máscara de subred
Utilizada para indicar cuáles bits de una dirección IP corresponden a red y cuáles a host
Número de 32 bits, expresado en notación decimal con puntos, como una dirección IP
Los bits en “1” de la máscara indican que los correspondientes bits de una dirección IP conforman la dirección de red, los bits en “0” indican host
El router tendrá en cuenta la máscara de subred para tomar las desiciones de ruteo
Dada una dirección IP(D_IP):
Dir. de red = (D_IP) AND MASCARA
Ejemplo:
Una red clase C es dividida de manera tal que se utilizan 3 bits para subred y 5 bits para host.
Máscara: 255.255.255.248(dec) FF FF FF F8(hex) 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000(bin)

La dirección IP: 200.2.3.98, en este contexto significa: red 200.2.3.96, host 2

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Subnetting: direcciones especiales

Se conserva el significado de las direcciones especiales: No se puede utilizar los valores 0 (todos ceros) ó -1 (todos unos) en los campos subred o host

Pérdida de direcciones utilizables, dependiendo de la longitud de máscara utilizada

Direcciones especiales utilizadas

< R > < 0 > < 0 > “este” Host en “esta” Subred (bootp)

< R > < 0 > < H > Host H en “esta” Subred

< R > < -1 > < -1 > Todos los hosts en todas las subredes. Broadcast en la Red, si los
routers internos lo permiten

< R > < S > < -1 > Todos los hosts de la Subred S. Broadcast en la Subred S.

< R > < S > < H > Host H de la Subred S

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16
Subnetting: ejemplo

(Gp:) eth0
(Gp:) eth0
(Gp:) eth0
(Gp:) eth1
(Gp:) sl0
(Gp:) eth0
(Gp:) eth0
(Gp:) eth0
(Gp:) eth1
(Gp:) eth0
(Gp:) sl0
(Gp:) SUBRED 202.2.2.32
(Gp:) SUBRED 202.2.2.96
(Gp:) SUBRED 202.2.2.64
(Gp:) 202.2.2.98
(Gp:) 202.2.2.97
(Gp:) 202.2.2.66
(Gp:) 202.2.3.68
(Gp:) 202.2.2.67
(Gp:) 202.2.2.65
(Gp:) 202.2.2.35
(Gp:) 202.2.2.34
(Gp:) 202.2.2.33
(Gp:) 202.2.9.2
(Gp:) 202.2.9.1
(Gp:) INTERNET
(Gp:) HOST A
(Gp:) HOST B
(Gp:) HOST C
(Gp:) HOST D
(Gp:) HOST E
(Gp:) ROUT. X
(Gp:) ROUT. Y

Para las tres redes, se dispone de una única dirección clase C: 202.2.2.0
Crecimiento previsto: hasta 5 subredes de no más de 20 hosts cada una
Máscara utilizada: 255.255.255.224 (FF.FF.FF.E0 ) (3 bits para subred = 6 subredes)

Subredes: 001 CA.02.02.20 202.2.2.32
010 CA.02.02.40 202.2.2.64
011 CA.02.02.60 202.2.2.96
100 CA.02.02.80 202.2.2.128
101 CA.02.02.A0 202.2.2.160
110 CA.02.02.C0 202.2.2.192

Subredes utilizadas: 202.2.2.32, 202.2.2.64, 202.2.2.96

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17
Subnetting: ejemplo

(Gp:) ROUTER X
(Gp:) ROUTER Y
(Gp:) ROUTER INTERNET
(Gp:) HOST A ó B

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Algoritmo de reenvío con subnetting

(Gp:) Existe default
route
(Gp:) Error, destino no alcanzable
(Gp:) Fin
(Gp:) Extraer dirección de destino
del datagrem entrante=DD
(Gp:) Si
(Gp:) Acceder a próxima entrada
en tabla de ruteo
(Gp:) (T(máscara) AND DD )
==
T(red)
(Gp:) Fin tabla de ruteo
(Gp:) No
(Gp:) No
(Gp:) DESTINO = default route
(Gp:) Si
(Gp:) No
(Gp:) DESTINO = Router de tabla
(Gp:) Enviar a DESTINO
(Gp:) Si

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19
Subnetting: ejemplo

Ejemplo:configuración de Router Y en Linux:

ifconfig eth0 202.2.2.66 netmask 255.255.255.224 Configuración de interfaces
ifconfig eth1 202.2.2.97 netmask 255.255.255.224

route add -net 202.2.2.64 netmask 255.255.255.224 Rutas locales
route add -net 201.2.2.96 netmask 255.255.255.224

route add -net 202.2.2. 32 gw 202.2.2.65 netmask 255.255.255.224 Ruta específica a una red vía gateway

route add default gw 202.2.2.65 Ruta por defecto vía gateway

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20
Subnetting: asignación de direcciones de subred

Asignación de números de subred
Debe estimarse con exactitud el crecimiento de la red
Si aumenta en más de lo previsto la cantidad de subredes o de hosts, se deberá reestructurar la asignación de subredes, con el consiguiente overhead de administración

Asignación alternativa
Permite variar la cantidad de bits asignados a los campos subred y host, sin necesidad de modoficar direcciones de subred
El campo host ocupa los bits de la derecha, los hosts se numeran de 1 en adelante, siendo los bits más significativos los de la izquierda
El campo subred ocupa los bits de la izquierda, utilizando una imagen “espejo” (se intercambia el bit de extrema derecha con el de extrema izquierda y así sucesivamente)

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Subnetting: asignación de direcciones de subred

Comparación de ambos esquemas de asignación
Asignación del campo Host de la dirección IP de una red clase C, para 4 bits de subred y 4 de host:

Subred 1 Subred 2 Subred 3 Subred 4 Subred 5 Subred 6
1000 – 0001 0100 – 0001 1100 – 0001 0010 – 0001 1010 – 0001 0110 – 0001
1000 – 0010 0100 – 0010 1100 – 0010 0010 – 0010 1010 – 0010 0110 – 0010
1000 – 0011 0100 – 0011 1100 – 0011 0010 – 0011 1010 – 0011 0110 – 0011

Si subred 1 crece y llega a tener más de 14 hosts, se deberá cambiar la máscara de subred: 3 bits para subred, 5 bits para host.
Consecuencia: Sólo reasignación de máscaras:

Subred 1 Subred 2 Subred 3 Subred 4 Subred 5 Subred 6
100 – 00001 010 – 00001 110 – 00001 001 – 00001 101 – 00001 011 – 00001
100 – 00010 010 – 00010 110 – 00010 001 – 00010 101 – 00010 011 – 00010
…………. 010 – 00011 110 – 00011 001 – 00011 101 – 00011 011 – 00011
100 – 01111
100 – 10000
(Gp:) 0 ‘s
(Gp:) 1’s y 0’s
(Gp:) 0 ‘s
(Gp:) 1’s y 0’s
(Gp:) Zona de crecimiento
de subred
(Gp:) Zona de crecimiento
de host

(Gp:) 0 ‘s
(Gp:) 1’s y 0’s
(Gp:) 0 ‘s
(Gp:) 1’s y 0’s
(Gp:) Zona común de crecimiento
de subred y host

Normal
Flexible

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Subnetting: uso efectivo del espacio de direccionamiento

El uso de subnetting lleva implícito un desaprovechamiento del espacio de direcciones, cuya magnitud
depende de la configuración utilizada.

Por ejemplo, para una red de clase C

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23
Direccionamiento IP
Direccionamiento jerárquico:
prefijo: utilizado por los routers para determinar paths para direcciones no locales
host: utilizado para ubicar el equipo local

Prefijo
Compuesto por una dirección IP y una indicación de la cantidad de bits contiguos, a izquierda que lo componen

Longitud determinada por contexto
clase de dirección (A, B o C)
máscara de subred (extensión a derecha del prefijo de clase)

Indicado como una dirección IP, seguido de la cantidad de bits que lo componen
Clase C: 192.9.200.0/24
Clase B: 130.19.0.0/16
Clase A: 10. 0.0.0/8

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24
Clases de direccionamiento

Classful Addressing
Los routers aceptan determinadas longitudes de prefijos (clases de direcciones IP y máscaras locales).
Los protocolos de ruteo no transmiten información acerca de los prefijos.
Para rutear un datagram, se busca en la tabla de rutas una dirección de red que coincida con el prefijo de la dirección de destino.

Classless Addressing
Los routers aceptan longitudes de prefijo variables.
Los protocolos de ruteo transmiten información de longitud de prefijo, en forma de máscara, junto con cada dirección.
Para rutear un datagram, se utiliza el criterio de ruta más específica (“longest match” al buscar en las tablas).

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25
Classless Addressing

Subnetting (VLSM -Variable Length Subnet Masking-)
(Gp:) PREFIJO
(Gp:) HOST

Extiende el prefijo hacia la derecha
(Gp:) PREFIJO
(Gp:) HOST

Reduce el prefijo hacia la izquierda
Permite un mejor uso del espacio de direcciones, al soportar subredes de longitud
variable que se adaptan mejor a casos particulares.
Supernetting (sumarización)
Permite reducir tamaño de tablas de ruteo y tráfico de intercambio de información de
ruteo al posibilitar que un router anuncie y tenga una única entrada en la tabla para
un conjunto de rutas.

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VLSM

Uso más eficiente del espacio de direcciones

Soporta subredes no contiguas (subredes separadas por parte de otra subred)

Reglas de asignación de direcciones
El espacio de direcciones en el que el campo subred es 0 ó -1 para una máscara de una cierta longitud, puede ser utilizado en una subred con uma máscara de menor longitud
Bajo una cierta máscara, las direcciones con campos de subred o host 0 o -1 no pueden ser utilizados
El espacio de direcciones asignado bajo una máscara no puede ser asignado bajo otra máscara (prefijo más largo).

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27
VLSM

Ejemplo

(Gp:) 00 vvvvvv
(Gp:) 01 vvvvvv
(Gp:) 10 vvvvvv
(Gp:) 11 vvvvvv
(Gp:) No utilizable
(Gp:) No utilizable
(Gp:) 62 hosts
(Gp:) 62 hosts

(Gp:) Z
(Gp:) Z
(Gp:) Z
(Gp:) V

(Gp:) 00 100 vvv
(Gp:) 00 101 vvv
(Gp:) 00 110 vvv
(Gp:) 00 111 vvv
(Gp:) 00 000 vvv
(Gp:) 00 001 vvv
(Gp:) 00 010 vvv
(Gp:) 00 011 vvv
(Gp:) No utilizable

(Gp:) 11 100 vvv
(Gp:) 11 101 vvv
(Gp:) 11 110 vvv
(Gp:) 11 111 vvv
(Gp:) 11 000 vvv
(Gp:) 11 001 vvv
(Gp:) 11 010 vvv
(Gp:) 11 011 vvv
(Gp:) No utilizable

Máscara de 26 bits
Máscara de 29 bits

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28
VLSM: ejemplo

(Gp:) 00 000000
00 . . . . . .
00 111111
01 000000
01 . . . . . .
01 111111
10 000000
10 . . . . . .
10 111111
11 000000
11 . . . . . .
11 111111
(Gp:) Espacio de direcciones 192.2.3.0/24
dividido en 4 subnets (prefijo 26)
(Gp:) No usable bajo prefijo 26
(Gp:) 192.2.3.64/26 a 192.2.3.127/26
(Gp:) 192.2.3.128/26 a 192.2.3.191/26
(Gp:) No usable bajo prefijo 26

(Gp:) 00 0000 00
00 0000 . .
00 0000 11
00 0001 00
00 0001 . .
00 0001 11
00 . . . . . .
00 1110 00
00 1110 . .
00 1110 11
00 1111 00
00 1111 . .
00 1111 11
(Gp:) Espacio de direcciones 192.2.2.64/26
dividido en 16 subnets (prefijo 30)
(Gp:) No usable bajo prefijo 30
(Gp:) No usable bajo prefijo 30
(Gp:) 192.2.3. 4/26 a 192.2.3. 7/30
(Gp:) 192.2.3.8/30 a 192.2.3.55/30
(Gp:) 192.2.3.56/26 a 192.2.3.59/30

(Gp:) Espacio de direcciones 192.2.2.192/26
dividido en 8 subnets (prefijo 29)
(Gp:) 11 000 000
11 000 . . .
11 000 111
11 001 000
11 001 . . .
11 001 111
11 . . . . . .
11 110 000
11 110 . . .
11 110 111
11 111 000
11 111 . . .
11 111 111
(Gp:) No usable bajo prefijo 29
(Gp:) No usable bajo prefijo 29
(Gp:) 192.2.3.200/29 a 192.2.3.207/29
(Gp:) 192.2.3.208/29 a 192.2.3.239/29
(Gp:) 192.2.3.240/29 a 192.2.3.247/29

Posible subnetting de una red clase C ( 192.2.3.0/24) usando VLSM

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29
VLSM: ejemplo de asignación

(Gp:) R1
(Gp:) R4
(Gp:) R5
(Gp:) R3
(Gp:) R2
(Gp:) B:120
(Gp:) C:40
(Gp:) K:8
(Gp:) E:60
(Gp:) G:130
(Gp:) I:20
(Gp:) M:170
(Gp:) L:20
(Gp:) H:2
(Gp:) J:2
(Gp:) D:8
(Gp:) A:240
(Gp:) F:130

Alternativa 1: utilizar una clase B (65534) aprovechamiento: 1,4%
Alternativa 2: utilizar 13 clases C (1 por red) (3302) aprovechamiento: 23%
Alternativa 3: utilizar subnetting con máscara de longitud fija( 7 clases C) aprovechamiento: 53%
Redes A, B, F, G, M: más de 62 hosts, es necesario utilizar una clase C completa
Redes C, E: Es posible utilizar una clase C dividida en 2 subnets de 62 direcciones c/u
Redes D, H, I, J, K: Una clase C dividida en 6 subnets de 30 direcciones c/u
Alternativa 4: utilizar VLSM (6 clases C) aprovechamiento: 62%
Redes A, B, F, G, M: mas de 62 hosts, es necesario utilizar una clase C completa
Redes C, E: Es posible utilizar una clase C dividida en 2 subnets de 62 direcciones c/u
Redes I, L: Una subred de 30 hosts c/u, en el espacio libre de C y E
Redes D, K: Una subred con 14 direcciones c/u, en el espacio libre de I y L
Redes H, J: Una subred con 2 direcciones c/u, en el espacio libre de D ó de K

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30
VLSM

Problemas con un protocolo que no soporte propagar información de máscaras:

Subnetting de C y E:
No es posible conectar partes de una subred a través de otra subred (H)
Solución: Conexión punto a punto de los routers R1 y R2, con interfaces no numeradas
Subsiste el problema: si cae H, pese a estar unidas físicamente C y E no se comunican

El mismo problema ocurre entre los segmentos (K, L) y (D, I) si cae J

Partes: 1, 2, 3

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