Itinerario entre recesos

Enrutamiento entre dominios sin clases (CIDR) es un método para asignar direcciones IP y para el enrutamiento de IP. El Grupo de trabajo de ingeniería de Internet introdujo CIDR en 1993 para reemplazar la arquitectura de direccionamiento de red con clase anterior en Internet. Su objetivo era frenar el crecimiento de las tablas de enrutamiento en los enrutadores de Internet y ayudar a frenar el rápido agotamiento de las direcciones IPv4.

Las direcciones IP se describen como formadas por dos grupos de bits en la dirección: los bits más significativos son el prefijo de red, que identifica una red o subred completa, y el conjunto menos significativo forma el identificador de host, que especifica una interfaz particular de un host en esa red. Esta división se utiliza como base para el enrutamiento del tráfico entre redes IP y para las políticas de asignación de direcciones.

Mientras que el diseño de red con clase para IPv4 dimensionó el prefijo de red como uno o más grupos de 8 bits, lo que resultó en bloques de direcciones de clase A, B o C, en virtud del espacio de direcciones CIDR se asigna a los proveedores de servicios de Internet y a los usuarios finales en cualquier límite de bit de dirección. En IPv6, sin embargo, el identificador de interfaz tiene un tamaño fijo de 64 bits por convención y las subredes más pequeñas nunca se asignan a los usuarios finales.

CIDR se basa en máscara de subred de longitud variable (VLSM), en la que la red los prefijos tienen una longitud variable (a diferencia de los prefijos de longitud fija del diseño de red con clase anterior). El principal beneficio de esto es que otorga un control más preciso de los tamaños de las subredes asignadas a las organizaciones, lo que ralentiza el agotamiento de las direcciones IPv4 al asignar subredes más grandes de lo necesario. CIDR dio lugar a una nueva forma de escribir direcciones IP conocida como notación CIDR, en la que una dirección IP va seguida de un sufijo que indica el número de bits del prefijo. Algunos ejemplos de notación CIDR son las direcciones 192.0.2.0/24 para IPv4 y 2001:db8::/ 32 para IPv6. Los bloques de direcciones que tienen prefijos contiguos pueden agregarse como superredes, lo que reduce el número de entradas en la tabla de enrutamiento global.

Antecedentes

Cada dirección IP consta de un prefijo de identificación de red seguido de un identificador de host. La pregunta es cuántos bits de la dirección hay en el prefijo de red y cuántos hay en el identificador de host. En la arquitectura de red con clase IPv4 anterior, los tres bits superiores de la dirección IP de 32 bits definían cuántos bits había en el prefijo de red:

La ventaja de este sistema es que se puede determinar el prefijo de red para cualquier dirección IP sin más información. La desventaja es que debido a que solo hay tres tamaños disponibles, las redes generalmente eran demasiado grandes o demasiado pequeñas para que las usaran la mayoría de las organizaciones. El bloque de enrutamiento y asignación más pequeño contenía 2⁸ = 256 direcciones, más grande de lo necesario para las redes personales o departamentales, pero demasiado pequeño para la mayoría de las empresas. El siguiente bloque más grande contenía 2¹⁶ = 65536 direcciones: demasiado grandes para ser utilizadas de manera eficiente incluso por organizaciones grandes. Pero para los usuarios de la red que necesitaban más de 65536 direcciones, el único otro tamaño (2²⁴) les dio demasiados, más de 16 millones. Esto condujo a ineficiencias en el uso de direcciones, así como ineficiencias en el enrutamiento, porque requería una gran cantidad de redes de clase C asignadas con anuncios de rutas individuales, dispersas geográficamente con pocas oportunidades para la agregación de rutas.

Dentro de una década después de la invención del Sistema de nombres de dominio (DNS), se hizo evidente que el antiguo esquema de red con clase no era escalable. Esto condujo al desarrollo de subredes y CIDR. Se eliminaron las distinciones de clase anteriormente significativas basadas en los 3 bits de dirección principales, y el nuevo sistema se describió como sin clase, en contraste con el sistema anterior, que se conoció como con clase. Los protocolos de enrutamiento se revisaron para llevar no solo direcciones IP, sino también sus máscaras de subred correspondientes. La implementación de CIDR requería que todos los hosts y enrutadores de Internet se reprogramaran en pequeñas formas, lo que no es poca cosa en un momento en que Internet estaba entrando en un período de rápido crecimiento. En 1993, el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet publicó un nuevo conjunto de estándares, RFC 1518 y RFC 1519, para definir este nuevo esquema para la asignación de bloques de direcciones IP y el enrutamiento de paquetes IPv4. En 2006 se publicó una versión actualizada, RFC 4632. Después de un período de experimentación con varias alternativas, Classless Inter-Domain Routing se basó en el enmascaramiento de subred de longitud variable (VLSM), que permite que cada red se divida en varias subredes de potencia de dos tamaños, de modo que cada red o subred se puede dimensionar adecuadamente para las necesidades locales. Las máscaras de subred de longitud variable se mencionaron como una alternativa en RFC 950. Las técnicas para agrupar direcciones para operaciones comunes se basaron en el concepto de direccionamiento de clúster, propuesto por primera vez por Carl-Herbert Rokitansky.

Notación CIDR

La notación CIDR es una representación compacta de una dirección IP y su máscara de red asociada. La notación fue inventada por Phil Karn en la década de 1980. La notación CIDR especifica una dirección IP, un carácter de barra inclinada ('/') y un número decimal. El número decimal es el recuento de 1 bits consecutivos iniciales (de izquierda a derecha) en la máscara de red. El número también se puede considerar como el ancho (en bits) del prefijo de red. La dirección IP en notación CIDR siempre se representa de acuerdo con los estándares para IPv4 o IPv6.

La dirección puede indicar una dirección de interfaz específica (incluido un identificador de host, como 10.0.0.1 /8), o puede ser la dirección inicial de una red completa (usando un identificador de host de 0, como en 10.0.0.0/8 o su equivalente 10/8). La notación CIDR incluso se puede usar sin ninguna dirección IP, p. cuando se hace referencia a un /24 como una descripción genérica de una red IPv4 que tiene un prefijo de 24 bits y números de host de 8 bits.

Por ejemplo:

• 198.51.100.14/24 representa la dirección IPv4 198.51.100.14 y su prefijo de red asociado 198.51.100.0, o equivalentemente, su máscara de subred 255.255.255.0, que tiene 24 líderes 1-bits.
• el bloque IPv4 198.51.100.0/22 representa las 1024 direcciones IPv4 desde 198.51.100.0 a 198.51.103.255.
• el bloque IPv6 2001:db8:/48 representa el bloque de direcciones IPv6 desde 2001:db8:0:0:0:0:0 a 2001:db8:0:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff.
• ::1/128 representa la dirección IPv6 loopback. Su longitud de prefijo es 128, que es el número de bits en la dirección.

En IPv4, lo que ahora se denomina notación CIDR empezó a utilizarse ampliamente solo después de la implementación de CIDR. No aparece en los estándares CIDR originales, que en su lugar usaban una máscara de subred decimal con puntos después de la barra oblicua; por ejemplo, 192.24.12.0/255.255.252.0. Describir el ancho del prefijo de red como un solo número (192.24.12.0/22) fue más fácil para los administradores de red conceptualizar y mentalizar calcular, por lo que gradualmente se incorporó en documentos de estándares posteriores y en interfaces de configuración de red.

La cantidad de direcciones dentro de una red o subred puede calcularse como 2^{longitud de dirección − longitud de prefijo}, donde longitud de dirección es 128 para IPv6 y 32 para IPv4. Por ejemplo, en IPv4, la longitud del prefijo /29 da: 2³²⁻²⁹ = 2³ = 8 direcciones.

Máscaras de subred

Una máscara de subred es una máscara de bits que codifica la longitud del prefijo asociado con una dirección o red IPv4 en notación de cuatro puntos: 32 bits, comenzando con un número de 1 bits igual a la longitud del prefijo, que termina en 0 bits y está codificado en formato decimal con puntos de cuatro partes: 255.255.255.0. Una máscara de subred codifica la misma información que la longitud de un prefijo, pero es anterior a la llegada de CIDR. En la notación CIDR, los bits de prefijo siempre son contiguos. RFC 950 permitió que las máscaras de subred especificaran bits no contiguos hasta que RFC 4632 indicó que la máscara debe permanecer contigua. Dada esta restricción, una máscara de subred y una notación CIDR cumplen exactamente la misma función.

Bloques CIDR

CIDR es principalmente un estándar bit a bit, basado en prefijos, para la representación de direcciones IP y sus propiedades de enrutamiento. Facilita el enrutamiento al permitir que los bloques de direcciones se agrupen en entradas únicas de la tabla de enrutamiento. Estos grupos, comúnmente llamados bloques CIDR, comparten una secuencia inicial de bits en la representación binaria de sus direcciones IP. Los bloques CIDR de IPv4 se identifican mediante una sintaxis similar a la de las direcciones IPv4: una dirección decimal con puntos, seguida de una barra inclinada, luego un número del 0 al 32, es decir, a.b.c.d/n. La parte decimal punteada es la dirección IPv4. El número que sigue a la barra inclinada es la longitud del prefijo, el número de bits iniciales compartidos, contados desde el bit más significativo de la dirección. Cuando se enfatiza solo el tamaño de una red, la parte de la dirección de la notación generalmente se omite. Por lo tanto, un bloque /20 es un bloque CIDR con un prefijo de 20 bits no especificado.

Una dirección IP es parte de un bloque CIDR y se dice que coincide con el prefijo CIDR si los n bits iniciales de la dirección y el prefijo CIDR son iguales. Una dirección IPv4 tiene 32 bits, por lo que un prefijo CIDR de n bits deja 32 − n bits sin igualar, lo que significa que 2³²⁻ⁿ Las direcciones IPv4 coinciden con un prefijo CIDR de n bits determinado. Los prefijos CIDR más cortos coinciden con más direcciones, mientras que los prefijos más largos coinciden con menos. En el caso de bloques CIDR superpuestos, una dirección puede coincidir con varios prefijos CIDR de diferentes longitudes.

CIDR también se usa para direcciones IPv6 y la sintaxis semántica es idéntica. La longitud del prefijo puede variar de 0 a 128, debido a la mayor cantidad de bits en la dirección. Sin embargo, por convención, una subred en redes de capa MAC de difusión siempre tiene identificadores de host de 64 bits. Los prefijos más grandes (/127) solo se usan en algunos enlaces punto a punto entre enrutadores, por razones de seguridad y políticas.

Asignación de bloques CIDR

La Autoridad de Números Asignados de Internet (IANA) emite a los registros regionales de Internet (RIR) grandes bloques CIDR de prefijo corto. Sin embargo, un /8 (con más de dieciséis millones de direcciones) es el bloque más grande que asignará la IANA. Por ejemplo, 62.0.0.0/8 es administrado por RIPE NCC, el RIR europeo. Los RIR, cada uno responsable de un área geográfica grande y única, como Europa o América del Norte, subdividen estos bloques y asignan subredes a los registros locales de Internet (LIR). La subdivisión similar puede repetirse varias veces en niveles inferiores de delegación. Las redes de usuarios finales reciben subredes dimensionadas de acuerdo con su necesidad proyectada a corto plazo. Las recomendaciones del IETF recomiendan que las redes atendidas por un solo ISP obtengan espacio de direcciones IP directamente de su ISP. Las redes atendidas por múltiples ISP, por otro lado, pueden obtener espacio de direcciones independiente del proveedor directamente del RIR apropiado.

Por ejemplo, a fines de la década de 1990, la dirección IP 208.130.29.33< /i> (desde que se reasignó) fue utilizado por www.freesoft.org. Un análisis de esta dirección identificó tres prefijos CIDR. 208.128.0.0/< span style="padding-right: 1px;">11, un gran bloque CIDR que contiene más de 2 millones de direcciones, había sido asignado por ARIN (el RIR norteamericano) a MCI. Automation Research Systems (ARS), un VAR de Virginia, arrendó una conexión a Internet de MCI y se le asignó el 208.130.28.0/22 bloque, capaz de direccionando poco más de 1000 dispositivos. ARS usó un /24 bloque para sus servidores de acceso público, de los cuales 208.130.29.33 fue uno. Todos estos prefijos CIDR se utilizarían en diferentes ubicaciones de la red. Fuera de la red de MCI, 208.128.0.0/11 El prefijo se usaría para dirigir el tráfico de MCI destinado no solo a 208.130.29.33, pero también para cualquiera de los aproximadamente dos millones de direcciones IP con la mismos 11 bits iniciales. Dentro de la red de MCI, 208.130.28.0/22 se volverían visibles, dirigiendo el tráfico a la línea arrendada que atiende a ARS. Solo dentro de la red corporativa del ARS, 208.130.29.0/24.

Bloques CIDR IPv4

En el uso común, la primera dirección en una subred, todo cero binario en el identificador de host, se reserva para hacer referencia a la red misma, mientras que la última dirección, todo uno binario en el identificador de host, se usa como dirección de transmisión. para la red; esto reduce la cantidad de direcciones disponibles para hosts en 2. Como resultado, /31, con un dígito binario en el identificador de host, sería inutilizable, ya que dicha subred no proporcionaría direcciones de host disponibles después de esta reducción. RFC 3021 crea una excepción a la regla "host all ones" y "alojar todos los ceros" reglas para hacer /31 redes utilizables para enlaces punto a punto. /32 (red de host único) mediante reglas de enrutamiento explícitas, ya que no hay espacio en dicha red para una puerta de enlace.

En subredes enrutadas mayores que / 31 o /32, la cantidad de direcciones de host disponibles generalmente se reduce en dos, a saber, la dirección más grande, que se reserva como dirección de transmisión, y la dirección más pequeña, que identifica la propia red.

Bloques CIDR IPv6

Una tabla de prefijos CIDR para IPv6, muestra el número de subredes equivalentes correspondientes para cada prefijo, así como el número de bits identificadores de host.

El gran tamaño de dirección utilizado en IPv6 permitió la implementación de un resumen de ruta mundial y garantizó suficientes grupos de direcciones en cada sitio. El tamaño de subred estándar para redes IPv6 es /64 bloque, que es necesario para la operación de configuración automática de direcciones sin estado. Al principio, el IETF recomendó en RFC 3177 como práctica recomendada que todos los sitios finales recibieran un /48 asignación de direcciones, sin embargo, la crítica y la reevaluación de las necesidades y prácticas reales ha llevado a recomendaciones de asignación más flexibles en RFC 6177 que sugieren una asignación más pequeña para algunos sitios, como /56 bloque para redes domésticas.

Esta referencia de subredes IPv6 enumera los tamaños de las subredes IPv6. Diferentes tipos de enlaces de red pueden requerir diferentes tamaños de subred. La máscara de subred separa los bits del prefijo del identificador de red de los bits del identificador de interfaz. Seleccionar un tamaño de prefijo más pequeño da como resultado una menor cantidad de redes cubiertas, pero con más direcciones dentro de cada red.

2001:0db8:0123:4567:89ab:cdef:1234:5678
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TENCIÓN VOLÓGICA EN SUPERVISIÓN TENIDO TENIDO TERRITORNO TENCIÓN VOLVER64 Single LAN; tamaño prefijo predeterminado para SLAAC
TENIDO TERRITORIO TENIDO ANTETENIDO ANTETENIDO ANTETENIDO ANTETENIDO60 Some (muy limitado) 6rd deployments (/60 = 16 /64 blocks)
TENCIÓN VOLÓGICA TENIDO TENIDO ANTETENIDO ANTETENIDO Silencio56 Sitios de final mínimo asignados; por ejemplo, red de domicilio (/56 = 256 /64 bloques)
TENIDO TERRENO TENIDO TENIDO ANTETENIDO ANTETENIDO VOLENCIA 52 /52 bloque = 4096 /64 bloques
Silenciosidad para las vidas eternas Silencioso para las personas sometidas a la práctica La asignación típica para sitios más grandes (/48 = 65536 /64 bloques)
Silenciosamente infligidos por la vida cotidiana
Silenciosamente infligidos
TENCIÓN VOLVER Asignaciones extra pequeñas para el futuro del registro local de Internet (LIR)
TENCIÓN VIDA ANTERIENDADA EN VIRTUD32 Asignaciones mínimas
Silenciosidad involuntaria para las asignaciones medias de LIR
grandes asignaciones
TENCIÓN ATENCIÓN 20 LIR asignaciones extra grandes
Silencio
asignaciones del Registro Regional de Internet (RIR) de IANA
Silencio8
4

Agregación de prefijos

CIDR proporciona una agregación de prefijos de enrutamiento detallada. Por ejemplo, si los primeros 20 bits de sus prefijos de red coinciden, dieciséis /24 las redes se pueden agregar y anunciar en una red más grande como una sola /20 entrada de la tabla de enrutamiento. Esto reduce el número de rutas que deben anunciarse.