CIDR y división en subredes | TIEngranaje

Enrutamiento entre dominios sin clases (CIDR) es un método para asignar direcciones IP sin usar las clases de direcciones IP estándar como Class A, Class B o Class C. CIDR es un esquema de direccionamiento más nuevo para redes IP que permite una asignación más eficiente de direcciones IP que el método anterior que consistía en asignar a las organizaciones una clase de IP. CIDR fue el resultado de quedarse sin direcciones IPv4 y de abordar el problema con el aumento de tamaño de las tablas de enrutamiento.

Hay un número máximo de redes y hosts que se pueden asignar direcciones IP únicas utilizando el direccionamiento de 32 bits. Tradicionalmente, Internet asignaba clases de direcciones: Class A, Class By Class C eran los más comunes. Muchas organizaciones grandes fueron asignadas Class A bloques Otros fueron asignados Class B bloques A las organizaciones más pequeñas se les asignó Class C bloques

No todas las organizaciones utilizaron todas las direcciones IP dentro del bloque que se les asignó. Esto resultó en un uso ineficiente del esquema de direccionamiento. Por esta razón, Internet, hasta la llegada de CIDR, se estaba quedando sin espacio de direcciones muy rápidamente. CIDR resolvió efectivamente el problema proporcionando una forma nueva y más flexible de especificar direcciones de red.

Utilizando el Class A, By C esquema de direccionamiento Internet podría admitir los siguientes 126 Class A redes que podrían incluir hasta 16.777.214 hosts cada una. Además, 65.000 Class B las redes podrían incluir hasta 65.534 hosts cada una. Además, puedes tener más de 2 millones Class C redes que podrían incluir hasta 254 hosts cada una.

Por supuesto, debe tener en cuenta que algunas direcciones están reservadas para ID de red y direcciones de transmisión. Debido a que las direcciones de Internet generalmente solo se asignaban en estos tres tamaños, había muchas direcciones IP desperdiciadas.

Por ejemplo, si su organización solo necesitara 150 direcciones, se le asignaría una Class C bloquear. Teniendo un Class C con solo usar 150 direcciones significaría que 104 direcciones no se usarían. CIDR fue desarrollado para ser un método mucho más eficiente para asignar direcciones.

CIDR al Rescate

Enrutamiento entre dominios sin clase (CIDR) es un reemplazo para el antiguo proceso de asignación Class A, By C direcciones con un prefijo de red generalizado. En lugar de estar limitado a ID de red de 8, 16 o 24 bits, CIDR puede especificar un rango de prefijos de red.

Por ejemplo, en lugar de asignar un Class C bloque, puede usar un prefijo de red de 27 bits y asignar el bloque de 32 direcciones IP. Esto permite asignaciones de direcciones que pueden adaptarse mejor a las necesidades específicas de una organización con muy poco desperdicio de direcciones IP.

Una dirección CIDR incluye el dirección IP estándar de 32 bits y también información sobre cuántos bits se utilizan para el prefijo de red. Por ejemplo, en la dirección CIDR 65.70.30.10/26el /26 indica que los primeros 26 bits se utilizan para identificar la red única, dejando los bits restantes para identificar los hosts.

El esquema de direccionamiento CIDR también permite la agregación de rutas en las que una única entrada de ruta de alto nivel puede representar muchas rutas de nivel específico en las tablas de enrutamiento globales. Los nodos de una red troncal de alto nivel tendrían información de red sobre una porción más grande del esquema de IP, posiblemente un /13. Estas grandes organizaciones a las que se les han asignado los bloques más grandes, redistribuirían bloques de IP más específicos a sus clientes, como los ISP.

Por ejemplo, los ISP que participan en la misma red troncal pueden tener una /20 DIRECCIÓN. Luego, los ISP pueden continuar redistribuyendo bloques de IP a sus clientes que participan en su red. Este proceso continúa y las rutas se vuelven cada vez más específicas, con muy poco desperdicio de espacio IP. En el pasado, obtendrías Class A, Bo C asignaciones de direcciones directamente desde el Registro de Internet correspondiente, como InterNIC.

En el escenario anterior, usted era dueño del espacio de direcciones. Con la introducción de las asignaciones de direcciones CIDR y la agregación de rutas, ahora alquila el espacio de direcciones de su ISP. Si cambia su ISP, deberá liberar las direcciones IP que está utilizando actualmente y obtener un nuevo bloque de su nuevo proveedor.

división en subredes

CIDR se basa en un concepto llamado división en subredes. La división en subredes le permite tomar una clase o un bloque de direcciones IP y dividirlas en bloques más pequeños o grupos de direcciones IP. CIDR y división en subredes son prácticamente lo mismo. El término división en subredes generalmente se usa cuando se usa a nivel organizacional.

CIDR generalmente se usa cuando lo usa en el nivel de ISP o superior. En cualquier caso, lo único importante es saber que ambos términos se refieren realmente al mismo concepto. En las redes de área local, utilizamos el concepto de máscara de subred. Una máscara de subred es ese prefijo de red que hemos estado discutiendo hasta ahora.

Por ejemplo, si tiene una máscara de subred de 255.255.255.0que es el equivalente a un /24 prefijo de red Si convierte la máscara de subred en un número binario, observará que los primeros 24 bits se establecen en uno (1). Al dividir en subredes un bloque existente de IP, comienza con la máscara de subred dada y la mueve hacia la derecha hasta que tenga la cantidad de subredes que realmente necesita para su red.

Por ejemplo, supongamos que su proveedor le ha dado la siguiente dirección de red: 192.168.1.0/24. Ahora, tiene el requisito de dividir esta red en 6 subredes separadas. Si usamos un /27 prefijo de red (máscara de subred), tendremos a nuestra disposición un total de 8 subredes, cada una con 32 IPs.

En el ejemplo anterior, nuestro ID de red es 192.168.1.0con 8 ID de subred, utilizando un prefijo de red de /27. Veamos el ejemplo con más detalle. Comenzamos con una ID de red de 192.168.1.0/24.

El primer paso es convertir la ID de red a un formato binario. Esto nos dirá con cuántos ID de host tenemos que trabajar.

192.168.1.0     11000000.10101000.00000001.00000000
255.255.255.0   11111111.11111111.11111111.00000000
                --------.--------.--------.--------
AND             11000000.10101000.00000001.00000000

Entonces, al aplicar un /24 máscara para 192.168.1.0, tenemos que determinar que tenemos 8 bits que podemos usar para hosts de red. Estos ocho bits se pueden segmentar aún más en subredes separadas. Podemos usar la siguiente fórmula para determinar cuántos hosts podemos tener para una subred determinada. La fórmula es 2^n-2.

En este caso n=8, por lo tanto, la respuesta es 254 hosts para una ID de red que tiene un prefijo de /24. Si tuviéramos 6 bits para trabajar en lugar de 8, podríamos usar la misma fórmula: 2^6-2=62 hosts. ¡Tenga esta fórmula a mano! Puede ayudarnos a determinar cuál debería ser nuestro prefijo de red si necesitáramos dividir nuestra red en subredes según la cantidad máxima de hosts por subred.

Debe tener en cuenta que restamos 2 del exponente porque no podemos asignar la primera o la última IP en el rango a los hosts de la red. La primera IP del rango se asigna a la ID de subred y la última IP del rango se asigna a la IP de transmisión.

Si se le ha dado la cantidad de subredes que se requieren, entonces solo tiene la misma fórmula: 2^n-2, donde n es la cantidad de bits que usará para crear sus subredes. Por ejemplo, si necesita crear seis subredes, puede usar tres bits, 2^3-2=6. Así como restamos 2 cuando calculamos la cantidad de hosts por subred, hacemos lo mismo cuando calculamos la cantidad total de subredes para una ID de red en particular.

El uso de tres bits nos proporciona 8 combinaciones diferentes.

11000000.10101000.00000001.00000000
11111111.11111111.11111111.11100000
--------.--------.--------.--------

000
001
010
011
100
101
110
111

Nota: En el pasado, existían limitaciones para el uso de una subred con todos ceros (000) y todos unos (111). Algunos dispositivos TCP/IP no permitirían el uso de estas subredes. Sin embargo, algunos proveedores, como Cisco Systems, ahora admiten el uso de estas dos subredes cuando se configura el comando “ip subnet zero”.

Ahora que sabemos que estamos usando 3 bits para la ID de subred, también sabemos que tenemos 5 bits para nuestros hosts. Si usamos la fórmula que se muestra arriba: 2^5-2=30, podemos calcular que tendremos un total de 30 direcciones IP utilizables para los hosts de nuestra red. Las dos IP que se restan son la primera IP (ID de subred) y la última IP (IP de transmisión).

Estos son nuestros rangos de IP disponibles (tenga en cuenta que la primera y la última subred pueden usarse o no dependiendo de si sus dispositivos de red son compatibles o no). Desde el /27 produjo 8 subredes, pero solo requerimos 6 subredes, aún podemos usar este prefijo de red ya sea que nuestros dispositivos admitan o no la primera y la última ID de subred.

SID | Host IDs
000 | 00000-11111 = 0 + up to 31
001 | 00000-11111 = 32 + up to 31
010 | 00000-11111 = 64 + up to 31
011 | 00000-11111 = 96 + up to 31
100 | 00000-11111 = 128 + up to 31
101 | 00000-11111 = 160 + up to 31
110 | 00000-11111 = 192 + up to 31
111 | 00000-11111 = 224 + up to 31

Conversión de decimal a binario

Si aún tiene problemas con los números binarios, puede usar el método que se describe a continuación para ayudarlo a convertir manualmente el binario a decimal y decimal a binario sin el uso de una calculadora.

Primero, echemos un vistazo a la conversión de binario a decimal. Todo lo que tienes que hacer es alinear los números binarios debajo de cada columna. Cada columna representa una potencia de 2. Convertiremos el número binario 10010101.

128    64    32    16     8     4     2     1
---------------------------------------------
  1     0     0     1     0     1     0     1   

Luego, simplemente multiplique el decimal en el encabezado con el número binario en la primera fila. Luego sume los resultados.

128    64    32    16     8     4     2     1
---------------------------------------------
  1     0     0     1     0     1     0     1   

128     0     0    16     0     4     0     1

Luego sumamos los resultados: 128 + 16 + 4 + 1 = 149. Para convertir un número decimal en binario, podemos usar la misma matriz, pero a la inversa.

Por ejemplo, convierta el número decimal 181 en binario. El primer paso es determinar cuál es el número más grande que aparece en el encabezado que se puede dividir en 181. La respuesta es 128.

128    64    32    16     8     4     2     1
---------------------------------------------
  1        

A partir de ahí, restamos 128 de 181. Eso nos da una diferencia de 53. El siguiente número más alto que se divide en 53 es 32.

Entonces colocamos un cero debajo de 64 y un uno debajo de 32. Si restamos 32 de 53 tenemos una diferencia de 21. Como 16 se puede dividir en 21, colocamos uno debajo de 16. Restamos 16 de 21 y tenemos una diferencia de 5. Por lo tanto, colocamos un cero debajo de 8, pero un uno debajo de 4. Si restamos 4 de 5, nos quedamos con 1. Por lo tanto, un cero va debajo de la columna 2, y nos quedamos con uno. Como uno se divide en 1, colocamos uno debajo de la columna 1.

No tenemos más números con los que trabajar, por lo que el proceso está completo. Puede comprobar su trabajo invirtiendo el proceso.

128    64    32    16     8     4     2     1
---------------------------------------------
  1     0     1     1     0     1     0     1

La realidad es que si bien es importante aprender esta técnica para cualquier persona que trabaje con direccionamiento IP, la realidad es que usted, como administrador de red, solo necesitará usar esta técnica las pocas veces que esté diseñando subredes.

En la mayoría de los casos, si implementa un esquema de IP privado en su red interna, no se preocupará demasiado por desperdiciar direcciones IP. La mayoría de las subredes de las redes de área local no tienen más de 254 hosts por subred, por lo que un /24 El prefijo de red es común para las subredes que darán servicio a los hosts de la red.

Esta técnica se usa más comúnmente cuando tiene que interconectar redes entre dos enrutadores. Para ese escenario, comúnmente usa un /30 (255.255.255.252) prefijo de red. Esto nos da dos direcciones IP utilizables, una para cada interfaz de enrutador que se usa en la conexión punto a punto.