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Corso di laurea in INFORMATICA

Corso di laurea in INFORMATICA. RETI di CALCOLATORI Sottoreti ( subnetting ) Alberto Polzonetti alberto.polzonetti@unicam.it. Non sono sufficienti. 13 Classi C: Max 256 hosts. 1 Classe B: Max 64k hosts. Sufficiente, ma unica rete. 13 Classi B: Max 64k hosts. Sufficiente, ma spreco.

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  1. Corso di laureainINFORMATICA RETI di CALCOLATORI Sottoreti (subnetting) Alberto Polzonetti alberto.polzonetti@unicam.it

  2. Non sono sufficienti 13 Classi C: Max 256 hosts 1 Classe B: Max 64k hosts Sufficiente, ma unica rete 13 Classi B: Max 64k hosts Sufficiente, ma spreco Limiti dell’indirizzamento a classi • Esempio • Obiettivo: rete aziendale composta di 13 sezioni distinte, una per dipartimento • Vincolo: almeno 300 computer per dipartimento • Quanti indirizzi è necessario acquistare?

  3. Limiti dell’indirizzamento classful (2) • Spreco di indirizzi ( esaurimento) • Grossi blocchi vuoti • Non esistono misure intermedie tra le classi A, B, C • Se ho 66000 host? • Se ho un link punto-punto? • Ingestibilità • Secondo il modello IP classico tutti gli host di una classe (ad esempio una classe A) sono raggiungibili direttamente (fanno parte di una stessa “LAN”)

  4. Extensions • Main shortcoming: great address waste • Especially for class B blocks • Solutions • Subnet addressing • CIDR Classless InterDomain Routing

  5. Subnet addressing

  6. EXAMPLE

  7. SUBNETTING

  8. SUBNETTING

  9. Indirizzamento classless • Idea: rendere la divisione tra network e host flessibile • Classi: vengono completamente abolite • Ritorno all’indirizzo gerarchico a due livelli

  10. Subnetting Net_ID Host_ID Network Prefix Net_ID Sub_Net_ID Host_ID Network Prefix • Dato un certo indirizzo di rete, la dimensione del Sub_Net_ID può essere: • Fissa (subnet con ugual numero di host) subnetting con maschera fissa • Variabile (subnet con diverso numero di host) subnetting con maschera variabile

  11. Network Subnet Host 193 205 102 36 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 255 255 255 248 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 Subnetting con maschera fissa • Indirizzo di rete “naturale” è un address range con maschera uguale a quella implicita • Subnetting: si ottiene con una maschera con più bit a 1 rispetto alla maschera naturale • es. : 193.205.102.36 con maschera 255.255.255.248

  12. Sottoreti a lunghezza fissa per un indirizzo di classe B (flessibilità)

  13. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Mask classe C Mask con sottorete 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 Esempio 1: l’organizzazione 221.45.71.0 ha bisogno di 5 sottoreti 22 < 7 < 23 quindi 3 bit Quanti bit usare per individuare 5 + 2 sottoreti ? 255.255.255.0 255.255.255.224 8 sottoreti 2 per fini speciali 32 –2 host massimi per sottorete 221.45.71.0/27

  14. Esempio 1 : segue Insieme di indirizzi per la rete : 221.45.71.0 con mask 255.255.255.224 221.45.71.0/27

  15. 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 Mask classe A Mask con sottorete 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Esempio 2: organizzazione con rete di classe A ha bisogno di 1000 sottoreti 29 < 1002 < 210 10 bit Quanti bit usare per individuare 1000 + 2 sottoreti ? 255.0.0.0 255.255.192.0 1024 sottoreti 2 per fini speciali 16384 –2 host massimi per sottorete X.0.0.0/18

  16. Esempio 2 : segue Insieme di indirizzi per la rete : X.0.0.0 con mask 255.255.192.0 X.0.0.0/18

  17. Esempio 3 • Un sito di classe C a bisogno di 5 sottoreti con il seguente numero di host: 60,60,60,30,30 • Usando un mask di sottorete con 3 bit il numero di host massimo per rete sarebbero 30 • Con una mask di 2 bit al massimo faccio 4 sottoreti • Soluzione • Mask a 26 bit con 4 sottoreti di 62 host • Si applica quindi il mask a 27 bit su una rete per suddividerla in due da 30 host • MASCHERE di SOTTORETE a LUNGHEZZA VARIABILE

  18. Variable Lenght Subnet Mask (VLSM) • Nelsubnettingutilizzareunanetmaskdilunghezzafissa per ogniindirizzodireterappresenta un grandelimite • Unavoltache la netmaskvienesceltasi è vincolati ad avere un numerofissodisottoretiaventitutte le stessedimensioni (in termini di host indirizzabili) • Nel 1987 l’RFC 1009 definì come utilizzareilsubnetting con mascheredilunghezzavariabile (Variable Length Subnet Mask, VLSM) • Con il VLSM a partireda un datoindirizzo è possibileassociarepiùdiunanetmask

  19. Macerata Roma Palermo 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 h a g b c d e f Esempio VLSM (1): task srl 175.50.0.0

  20. Esempio VLSM (2) : domande da porsi • Per determinare le maschere di sottorete • Quante sottoreti in totale richiede uno specifico livello ? • Quante sottoreti in totale richiederà in futuro uno specifico livello ? • Quanti host sono previsti attualmente per la sottorete maggiore di ciascun livello ? • Quanti host sono previsti in futuro per la sottorete maggiore di ciascun livello ?

  21. Esempio VLSM (3) • Il livello gerarchico superiore richiede 3 sottoreti • Se prevedo 6 sottoreti posso avere un livello di crescita buono • Bit netid 19 • Maschera di sottorete 255.255.224.0 • Ogni sottorete potrà avere 2**13 host  8192 • Per ogni sede ho bisogno di quattro segmenti di rete • Bit netid  21 • Maschera di sottorete 255.255.248.0 • Ogni sottorete potrà avere 2**11 host  2048 • Per ogni ufficio ho bisogno di otto sottoreti • Bit netid  24 • Maschera di sottorete 255.255.255.0 • Ogni sottorete potrà avere 2**8 host  256

  22. Macerata Roma Palermo 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 h a g b c d e f Esempio VLSM (1): task srl 175.50.0.0 2 bit per gli uffici di roma 3 bit per le sedi principali 175.50.32.0 175.50.96.0 175.50.64.0 175.50.64.0 175.50.88.0 175.50.72.0 175.50.80.0 3 bit per ogni reparto dell’ufficio 2 175.50.79.0 175.50.72.0 175.50.73.0

  23. Routing tables with subnetting

  24. Routing tables with subnetting Mask Destination Next Hop

  25. Esercizio 1 • Si identifichi la classe a cui appartengonoiseguentiindirizzi IP, dopoaverliconvertiti in notazionebinaria • 11100101 01011110 01101110 00110011 • 101.123.5.45 • 231.201.5.45 • 128.23.45.4 • 192.168.20.3 • 193.242.100.255

  26. Esercizio 1 • Si identifichi la classe a cui appartengono i seguenti indirizzi IP, dopo averli convertiti in notazione binaria • 11100101 01011110 01101110 00110011  Classe D • 101.123.5.45  Classe A • 231.201.5.45  Classe D • 128.23.45.4  Classe B • 192.168.20.3  Classe C • 193.242.100.255  Classe C

  27. Esercizio 2 Partendo dalla maschera di sottorete di un indirizzo di classe C 255.255.255.0 e operando su questa con Subnetting avente maschera fissa, quante sotto-reti si possono ottenere?

  28. Esercizio 2 - soluzione Partendo dalla maschera assegnata si possono ottenere 255.255.255.0  1 C, 28-2=254 host 255.255.255.128 (10000000)  2 s.r. C, 27-2=126 host 255.255.255.192 (11000000)  4 s.r. C, 26-2=62 host 255.255.255.224 (11100000)  8 s.r. C, 25-2=30 host 255.255.255.240 (11110000)  16 s.r. C, 24-2=14 host 255.255.255.248 (11111000)  32 s.r. C, 23-2=6 host 255.255.255.252 (11111100)  64 s.r. C, 22-2=2 host

  29. Esercizio 3 Perché non ha senso l’indirizzo 255.255.255.254 ?

  30. Esercizio 3 - soluzione Ci sarebbero (2^1) - 2 = 0 host indirizzabili Per superare questa inefficienza è stato proposto nell’ RFC 3021 "Using 31-Bit Prefixes on IPv4 Point-to-Point Links“ l’utilizzo di maschere di 31 bit per indirizzare 2 host su collegamenti punto-punto N.B. la maschera 255.255.255.255 è utilizzata per indicare un host e non una sotto-rete

  31. Esercizio 4 • Data la rete in figura definire un possibile schema di indirizzamento utilizzando la tecnica del subnetting con maschera fissa a partire da indirizzi di classe C A x-net-1 20 host pc-net 100 host Link-1 B Link-3 Link-2 ws-net 20 host x-net-2 10 host C

  32. Esercizio 4 – soluzione 1/2 È necessario definire 7 sotto-reti (anche i Link sono sotto-reti) quindi la Sub_Net_ID sarà lunga 3 bit A partire da un indirizzo di classe C con 3 bit utilizzati per il subnetting rimangono 8-3 = 5 bit per Host_ID  posso indirizzare al più 2^5 – 2= 30 host in ogni sotto-rete

  33. Esercizio 4 – soluzione 2/2 pc-net 193.205.92.0/27 (0-31, 30 host) A x-net-1 193.205.92.64/27 (0-31, 30 host) 193.205.92.128/27 Link-1 B Link-3 193.205.92.192/27 ws-net 193.205.92.52/27 (0-31, 30 host) Link-2 193.205.92.160/27 x-net-2 193.205.92.96/27 (0-31, 30 host) C

  34. Esercizio 5 Ad un’organizzazione è stata assegnato lo spazio di indirizzi di classe C 193.212.100.0 (255.255.255.0). Abbiamo bisogno di definire 6 sottoreti. La più grande è composta da 25 host. Determinare la netmask necessaria per la gestione di tale rete utilizzando subnetting con maschera fissa Per ognuna delle 6 sottoreti, determinare quali sono gli indirizzi utilizzabili per gli host.

  35. Esercizio 5 - soluzione (1/3) Per definire 6 sotto-reti sono necessari 3 bit Bisogna controllare che in ciascuna sotto-rete sia possibile indirizzare 25 host Con 3 bit utilizzati per il subnetting, dall’indirizzo di classe C rimangono 8-3 = 5 bit per Host_ID  si possono indirizzare fino a 30 host in ogni sotto-rete La netmask necessaria alla gestione della rete è quindi: 255 255 255 224 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0

  36. Esercizio 5 - soluzione (2/3) Dall’indirizzo 193.212.100.0 (255.255.255.0) 193 212 100 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 x x x x x x x x 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 Subnet #1 Subnet #2 Subnet #3 Subnet #4 Subnet #5 Subnet #6 • Subnet #1 indirizzo:193.212.100.0 netmask:255.255.255.224 (/27) • Indirizzi assegnabili agli host: 193.212.100.1/27  193.212.100.30/27 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 … 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0

  37. Esercizio 5 - soluzione (3/3) Subnet #2 indirizzo:193.212.100.32 netmask:255.255.255.224 (/27) Indirizzi assegnabili agli host: 193.212.100.33/27  193.212.100.62/27 Subnet #3 indirizzo:193.212.100.64 netmask:255.255.255.224 (/27) Indirizzi assegnabili agli host: 193.212.100.65/27  193.212.100.94/27 Subnet #4 indirizzo:193.212.100.96 netmask:255.255.255.224 (/27) Indirizzi assegnabili agli host: 193.212.100.97/27  193.212.100.126/27 Subnet #5 indirizzo:193.212.100.128 netmask:255.255.255.224 (/27) Indirizzi assegnabili agli host: 193.212.100.129/27  193.212.100.158/27 Subnet #6 indirizzo:193.212.100.160 netmask:255.255.255.224 (/27) Indirizzi assegnabili agli host: 193.212.100.161/27  193.212.100.190/27

  38. Esercizio 6 • Utilizzando il subnetting con maschere di lunghezza variabile sulla stessa rete dell’ Esercizio 4, definire uno schema di indirizzamento che utilizzi un solo indirizzo di classe C.

  39. Esercizio 6 - soluzione pc-net 195.168.1.0/25 (0-127, 126 host) A x-net-1 195.168.1.160/27 (160-191, 30 host) 195.168.1.208/30 Link-1 B Link-3 195.168.1.216/30 ws-net 195.168.1.128/27 (128-159, 30 host) Link-2 195.168.1.212/30 x-net-2 195.168.1.192/28 (192-207, 14 host) C 195.168.1.0

  40. Esercizio 7 Abbiamo a disposizione un indirizzo di classe C:195.168.13.0/24 Vogliamo assegnare indirizzi e maschere di sottorete alle LAN, agli host e al router, utilizzando la tecnica del subnetting. Nota: le interfacce dei router non sono comprese nel numero di host indicato in ciascuna LAN  vanno aggiunte RouterR1 LAN1 (71 host) LAN2 (104 host) eth0 eth1

  41. Esercizio 7 - soluzione Per 2 sotto-reti è sufficienteutilizzare 1 bit per la Sub_Net_IDrimangono 2^7 – 2 = 126 indirizziassegnabili ad host e router • Dall’indirizzo 195.168.13.0 (255.255.255.0) 195 168 13 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 LAN1 LAN2 • LAN1 indirizzo:195.168.13.0 netmask:255.255.255.128 (/25) • Router R1 (eth0): 195.168.13.1/25 • Indirizziassegnabiliagli host: 195.168.13.2/25  195.168.13.126/25 • LAN2 indirizzo:195.168.13.128 netmask:255.255.255.128 (/25) • Router R1 (eth1): 195.168.13.129/25 • Indirizziassegnabiliagli host: 195.168.13.130/25  195.168.13.254/27

  42. Esercizio 8 Abbiamo a disposizione un indirizzo di classe C:195.168.13.0/24 Assegnare indirizzi e maschere di sottorete alle LAN, agli host e al router. Nota: le interfacce dei router non sono comprese nel numero di host indicato in ciascuna LAN  vanno aggiunte R3 R1 R2 eth1 LAN1 (80 host) eth1 LAN2 (25 host) eth1 eth0 eth0 eth0 LAN3 (7 host)

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