CIDR

1. CIDR Bexen Campos Christian Schlageter Pablo González

2. 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)

3. Clases de dirección # de bits de red # redes posibles # bits de hosts # hosts posibles Rango decimal 126 24 16.777.214 1 - 126 Clase A 8 bits Clase B 16 bits 65.000 16 65.534 128 - 191 ~2*106 8 254 192 - 223 Clase C 24 bits Descripción del problema • Una dirección IP versión 4 tiene 32 bits • Hay un máximo de direcciones posibles • Se agrupan en clases

4. Descripción del problema Los 3 factores que llevaron a colapsar este sistema fueron: • 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) • CIDR soluciona los dos primeros, el tercero se soluciona con IPv6

5. ¿Cómo trabaja CIDR? La solución se compone básicamente de 2 partes: • Reestructuración de la asignación de direcciones IP • Jerarquización de las rutas

6. ¿Cómo trabaja CIDR? La solución se compone básicamente de 2 partes: • Reestructuración de la asignación de direcciones IP • - 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.

7. ¿Cómo trabaja CIDR?Reestructuración

8. ¿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: 206.13.01.48/25 • Donde “/25” indica que los primeros 25 bits son usados para identificar la red y los restantes para identificar los hosts

9. ¿Cómo trabaja CIDR?Jerarquización de las rutas Jerarquización de las rutas • - 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.

10. Detalles de implementación • Ya que el largo del prefijo de red es variable, las direcciones se expresan como un par. < dirección IP , Máscara de red > • De esta manera se puede obtener el prefijo de red y enrutar la llamada • 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

11. Detalles de implementación • 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. • 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

12. Detalles de implementación • 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? • 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

13. Detalles de implementación • 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 • Los protocolos más usados y que entienden CIDR son BGP-4 en inter dominios y OSPF en intra-dominios.

14. Detalles de implementación • 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

15. 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

16. 11000000 00011000 00000000 00000000 11000000 00011000 00000000 00000000 11000000 00011000 00000000 00000000 Red 211=2048 Clase C 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 AND 255.248.0.0 11111111 11111000 00000000 00000000 192.24.0.0 11000000 00011000 00000000 00000000

17. Cliente 1 menos de 2048 dir. 8 direcciónes clase C Cliente 2 menos de 4096 dir. 16 direcciónes clase C Cliente 3 menos de 1024 dir. 4 direcciónes clase C Cliente 4 menos de 1024 dir. 4 direcciónes clase C Cliente 5 menos de 512 dir. 2 direcciónes clase C Cliente 6 menos de 512 dir. 2 direcciónes clase C Análisis de un ejemplo ISP XXX posee el bloque <192.24.0.0, 255.248.0.0> y sus clientes tienen las siguientes necesidades:

18. Cliente 1 192.24.0 a 192.24.7 <192.24.0.0,255.255.248.0> Cliente 2 192.24.16 a 192.24.31 <192.24.16.0, 255.255.240.0> Cliente 1 menos de 2048 dir. 8 direcciónes clase C Cliente 3 192.24.8 a 192.24.11 <192.24.8.0, 255.255.252.0> Cliente 2 menos de 4096 dir. 16 direcciónes clase C Cliente 4 192.24.12 a 192.24.15 <192.24.12.0, 255.255.252.0> Cliente 3 menos de 1024 dir. 4 direcciónes clase C Cliente 5 192.24.32 a 192.24.33 <192.24.32.0, 255.255.254.0> Cliente 4 menos de 1024 dir. 4 direcciónes clase C Cliente 6 192.24.34 a 192.24.35 <192.24.34.0, 255.255.254.0> Cliente 5 menos de 512 dir. 2 direcciónes clase C Cliente 6 menos de 512 dir. 2 direcciónes clase C Análisis de un ejemplo • XXX<192.24.0.0, 255.248.0.0> toma la decisión de distribuir las direcciones de la siguiente manera:

19. Análisis de un ejemplo • 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 <192.24.0.0, 255.248.0.0> • Se logra una jerarquización eficiente de la red

20. Análisis de un ejemplo • Supongamos ahora que se C4 y C5 son clientes multiconectados mediante otro proveedor llamado YYY • Para arreglar esta situación se deben definir conexiones primarias y secundarias • 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.

21. Análisis de un ejemplo • 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

22. 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

23. 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

24. 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?