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CIDR
Bexen Campos
Christian Schlageter
Pablo González
Introducción En los últimos años Internet ha crecido
exponencialmente
Una de las mayores dificultades consiste en el manejo de las numerosas direcciones IP
Cada nueva dirección requiere de la creación de nuevas rutas
El sistema estuvo a punto de colapsar
Fue necesario idear un nuevo sistema para asignar y manejar las direcciones IP
La solución: CIDR (Classless Inter Domain Routing)
Una dirección IP versión 4 tiene 32 bits Hay un máximo de direcciones
posibles Se agrupan en clases
Clase C
Clase B
Clase A
Clases dedirección
24 bits
16 bits
8 bits
# de bits de red
~2*106
65.000
126
# redesposibles
8
16
24
# bitsde hosts
254
65.534
16.777.214
# hostsposibles
192 - 223
128 - 191
1 - 126
Rangodecimal
Descripción del problema
Los 3 factores que llevaron a colapsar este sistema fueron:
CIDR soluciona los dos primeros, el tercero se soluciona con IPv6
Descripción del problema
— Direcciones de clase B a punto de agotarse
— Crecimiento excesivo de las tablas de ruteamiento: El número máximo de entradas que puede manejar un router es de 60.000 ( se hubiera alcanzado este número en 1994)
— Las direcciones IP son finitas (32 bits ~ 4*109)
¿Cómo trabaja CIDR?
La solución se compone básicamente de 2 partes:
• Reestructuración de la asignación de direcciones IP• Jerarquización de las rutas
La solución se compone básicamente de 2 partes:
- En vez de limitar los prefijos a 8, 16 o 24 bits se utilizan largos de prefijo variables.
- Los largos van desde los 13 a los 27 bits.
¿Cómo trabaja CIDR?
• Reestructuración de la asignación de direcciones IP
# bits prefijo de red Equivalencia en clase C # de hosts posibles
/27 1/8 de clase C 32
/26 ¼ de clase C 64
/25 ½ de clase C 128
/24 1 clase C 256
/23 2 clase C 512
/21 8 clase C 2048
/19 32 clase C 8192
/17 128 clase C 32768
/16 256 clase C=1 clase B 65536
/15 512 clase C 131072
/13 2048 clase C 524288
¿Cómo trabaja CIDR?Reestructuración
Lo que en realidad se hace es asignar bloques de antiguas direcciones clase C
Las direcciones se indican, por ejemplo, como:
¿Cómo trabaja CIDR?Reestructuración
Donde “/25” indica que los primeros 25 bits son usados para identificar la red y los restantes para identificar los hosts
206.13.01.48/25
- Se utiliza un mecanismo similar a la red telefónica donde existen códigos de país y de área.
- Por ejemplo, sin un gran ISP se asigna un enorme bloque de direcciones con un prefijo de /15 y luego lo distribuye entre pequeños ISP y estos lo distribuyen entre sus clientes, toda la cadena de direcciones puede ser enrutada utilizando la ruta que apunta al gran ISP.
¿Cómo trabaja CIDR?Jerarquización de las rutas
Jerarquización de las rutas
Detalles de implementación
Ya que el largo del prefijo de red es variable, las direcciones se expresan como un par.
Ejemplo: 193.1.1.48/16, se expresa como:<193.1.1.48, 255.255.0.0>
Lo que quiere decir que los primeros 16 bits corresponden a la red, es decir, 193.1.0.0
De esta manera se puede obtener el prefijo de red y enrutar la llamada
< dirección IP , Máscara de red >
Cuando una sola entrada en una tabla de ruteo representa varias redes, se dice que se ha formado una “super red”
Algunos sitios suelen conectarse a Internet mediante varios ISP, esto crea un problema en la jerarquización.
Detalles de implementación
Haciendo la comparación con la red telefónica es como si una ciudad existiera en dos países, ¿hacia que país debo enrutar la llamada?
Este caso será analizado más adelante con un ejemplo
Para que la jerarquización funcione es necesario que los sitios obtengan su número IP a partir de su ISP
¿Qué sucede con aquellos sitios que cambian de proveedor pero no de número IP?
Detalles de implementación
Es como si Santiago ahora quedara en Estados Unidos pero su código de país aún fuera (56)
Obviamente se produce una pérdida de eficiencia en las tablas, lo cual se verá en un ejemplo
Se necesitó modificar los protocolos de manera de poder realizar el ruteo CIDR
Antiguos protocolos como RIP y EGP quedaron obsoletos pues utilizaban el concepto de clases para rutear
Detalles de implementación
Los protocolos más usados y que entienden CIDR son BGP-4 en inter dominios y OSPF en intra-dominios.
Para rutear un paquete se debe tener en cuenta que:
- Sólo se utilizan las duplas <dirección IP, máscara de red>
- Como el prefijo de red puede coincidir para varias rutas se utiliza aquella que tenga la máscara de red más larga
Detalles de implementación
Proyecciones futuras
Mientras se discutía como implementar CIDR y se desarrollaba BGP-4 se tomaron algunas medidas como:
- Suspender la adjudicación de direcciones de clase A y clase B, otorgándose estas últimas sólo en casos absolutamente justificados.
- Por lo tanto cuando las direcciones de clase C se acaben aún se podrán utilizar las de clase A y B que fueron reservadas
- Aún así esto sólo será suficiente para unos 2 o tres años
Análisis de un ejemplo Un gran ISP llamado XXX se adjudica el un bloque
de direcciones correspondiente a 2048 direcciones de clase C:
<192.24.0.0, 255.248.0.0>
192.24.0.15 11000000 00011000 00000000 00001111
192.24.0.0 11000000 00011000 00000000 00000000
211=2048 Clase CRed
11000000 00011000 00000000 00000000
255.248.0.0 11111111 11111000 00000000 00000000
AND
11000000 00011000 00000000 00000000
11000000 00011000 00000000 00000000
Análisis de un ejemplo
Cliente 6 menos de 512 dir. 2 direcciónes clase C
Cliente 5 menos de 512 dir. 2 direcciónes clase C
Cliente 4 menos de 1024 dir. 4 direcciónes clase C
Cliente 3 menos de 1024 dir. 4 direcciónes clase C
Cliente 2 16 direcciónes clase Cmenos de 4096 dir.
Cliente 1 menos de 2048 dir. 8 direcciónes clase C
ISP XXX posee el bloque <192.24.0.0, 255.248.0.0> y sus clientes tienen las siguientes necesidades:
Análisis de un ejemplo
XXX <192.24.0.0, 255.248.0.0> toma la decisión de distribuir las direcciones de la siguiente manera:
Cliente 6 menos de 512 dir. 2 direcciónes clase C
Cliente 5 menos de 512 dir. 2 direcciónes clase C
Cliente 4 menos de 1024 dir. 4 direcciónes clase C
Cliente 3 menos de 1024 dir. 4 direcciónes clase C
Cliente 2 16 direcciónes clase Cmenos de 4096 dir.
Cliente 1 menos de 2048 dir. 8 direcciónes clase C
Cliente 6 192.24.34 a 192.24.35 <192.24.34.0, 255.255.254.0>
Cliente 5 192.24.32 a 192.24.33 <192.24.32.0, 255.255.254.0>
Cliente 4 192.24.12 a 192.24.15 <192.24.12.0, 255.255.252.0>
Cliente 3 192.24.8 a 192.24.11 <192.24.8.0, 255.255.252.0>
Cliente 2 <192.24.16.0, 255.255.240.0>
192.24.16 a 192.24.31
Cliente 1 192.24.0 a 192.24.7 <192.24.0.0,255.255.248.0>
Es claro que se pueden aplicar políticas de super red para enrutar cualquier paquete dirigido a cualquiera de los 6 clientes a través de la ruta que apunta a XXX
Se logra una jerarquización eficiente de la red
Análisis de un ejemplo
<192.24.0.0, 255.248.0.0>
Supongamos ahora que se C4 y C5 son clientes multiconectados mediante otro proveedor llamado YYY
Si C4 es primario de XXX y C5 de YYY, entonces:
XXX crea una entrada especial para C4 pero no para C5 ya que como pertenece a su bloque de direcciones el enrutamiento secundario se hace automáticamente.
Análisis de un ejemplo
Para arreglar esta situación se deben definir conexiones primarias y secundarias
YYY crea una entrada especial para C5 y también para C4 ya que el IP de este no pertenece a su bloque de direcciones.
Cuando sea necesario enrutar un paquete a C4 o a C5 la mejor ruta se seleccionará utilizando la regla de la máscara de red más larga
Análisis de un ejemplo
Supongamos ahora que aparece un nuevo cliente que anteriormente estuvo suscrito con YYY pero que ahora se ha cambiado a XXX llevándose su dirección IP, donde:
C7: 192.32.0 a 192.32.15; <192.32.0.0, 255.255.240.0>
XXX deberá crear una entrada especial para C7 ya que no corresponde a su bloque de direcciones original
Análisis de un ejemplo
YYY deberá informar que las direcciones asignadas a C7 se han vuelto inalcanzables aún cuando pertenezcan a su bloque de direcciones
Finalmente supongamos que XXX pierde la conexión con C7 y lo informa con lo cual deja de recibir los paquetes dirigidos a este cliente
Utilizando la regla de la máscara más larga los paquetes comenzarán a ser dirigidos a YYY. Esto genera una carga extra lo cual es un problema menor para el cual se han propuesto algunas soluciones que no se analizarán
Análisis de un ejemplo
Conclusiones
CIDR es una solución a mediano plazo que ha alargado el tiempo de vida de IP versión 4
Al mismo tiempo se ha transformado en un arma de doble filo pues es la principal razón por la cual IP versión 6 no se ha podido consolidar en la Internet
La pregunta es ¿se logrará imponer IP versión 6 para el tiempo en que se acaben efectivamente los 32 bits de IP versión 4 o aparecerá un nuevo protocolo que tal vez nuevamente no sea el más indicado?
