Internetworking – Subnet e Supernet Corso di Reti di Calcolatori AA 2002/2003.

Internetworking – Subnet e Supernet

Corso di Reti di Calcolatori

AA 2002/2003

Sommario

• Introduzione

• Sottoreti • Masking• Routing con sottoreti

• Super- reti• Classless addressing• Strutture dati

Limiti Indirizzamento IP

• Indirizzo 32 bit: prefisso + suffisso• A ogni rete fisica è corrisponde ind. IP rete

unico• Ogni host di una rete ha il prefisso IP di rete

della rete fisica a cui appartiene

• Crescita esponenziale reti• Overhead nella gestione degli indirizzi• Dimensioni tabelle routing• Esaurimento indirizzi (classe B)

Possibili Soluzioni

• Evitare di assegnare nuovi indirizzi di rete, se possibile

• Utilizzare stesso prefisso IP per più reti fisiche

Possibili Soluzioni

• Invece di classe B, utilizzo classe C

• Conseguenze• Procedure Routing devono essere

modificate

• Tutte macchine connesse alla rete modificata devono aderire alle convenzioni

Sottoreti

• Caso di utilizzo dello stesso prefisso ip per più reti

• Prefisso di rete ip resta lo stesso

• Suddivido host-ids in 2 parti• Sottorete• Host sottorete

Assegnazione Sottoreti

Network id Host adrSubnet adr

Host id

L’indirizzo di classe B 156.111 può essere suddiviso nel seguente modo:

Considero i primi 8 bit dell’host id per identificare una sottorete

Ottengo 254 sottoreti (0 e 255 sono riservati): 156.111.1.0 156.111.254.0

Ciascuna sottorete può indirizzare 254 host con i rimanenti 8 bit dell’host id

Sottoreti

• Esempio con indirizzo di classe B 156.111.0.0• 8 bit = id di sottorete

• 2^8 = 256 spazio ind. - 2 indirizzi ris = 254 subnet

• Es: 156.111.1.X – 156.111.254.X

• 8 bit = per id host sottoreti

• Maschera: subnet_mask = 255.255.255.0 • 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000

• Regola: i bit corrispondenti alla parte di rete e sottorete sono settati a 1

• AND tra indirizzo IP e mask restituisce indirizzo IP di rete

Maschere di sottorete

128 64 32 16 8 4 2 1

1 0 0 0 0 0 0 0 128

1 1 0 0 0 0 0 0 192

1 1 1 0 0 0 0 0 224

1 1 1 1 0 0 0 0 240

1 1 1 1 1 0 0 0 248

1 1 1 1 1 1 0 0 252

1 1 1 1 1 1 1 0 254

1 1 1 1 1 1 1 1 255

Nel creare maschere

di sottorete

è opportuno

utilizzare bit contigui

Esempi di maschere di sottorete di indirizzi di classe B• 255.255.0.0 (0000 0000 0000 0000)

• 0 sottoreti con 65534 host

• 255.255.192.0 (1100 0000 0000 0000)• 2 sottoreti con 16382 host



Esempi di maschere di sottorete di indirizzi di classe C• 255.255.255.0 (0000 0000)

• 0 sottoreti con 254 host

• 255.255.255.192 (1100 0000)• 2 sottoreti con 62 host



Come interpretare indirizzi di subnet

• Indirizzo IP I = 130.122.34.3

• Maschera di sottorete M=255.255.255.192• I & M = 130.122.34.0 = N indirizzo della rete

• Ultimi 8 bit: 3 = 0000 0011, 192 = 1100 0000;• Dopo l’and gli ultimi 8 bit sono: 0000 0000

• I corrisponde a host 3 nella rete 130.122.34.0• Not M = 0.0.0.63 = NM (ultimi 8 bit: 0011 1111)• I & NM = 0000 0011 = 3

Come interpretare indirizzi di subnet

• Indirizzo IP I = 130.122.34.132• Maschera di sottorete M=255.255.255.192

• I & M = 130.122.34.128 indirizzo della rete• 132 = 1000 0100, 192 = 1100 0000• Dopo l’and gli ultimi 8 bit sono: 1000 0000 = 128

• I corrisponde a host 4 nella rete 130.122.34.128

• Not M = 0.0.0.63 = NM (ultimi 8 bit: 0011 1111)• I & NM = 0000 0100 = 4

Vantaggi Sottoreti

• Aumenta il controllo sullo spazio indirizzabile

• E’ più facile allocare lo spazio degli indirizzi

• Migliori prestazioni rete

• Nascondono ai router remoti la presenza di più reti locali

Esempio vantaggi con Sottoreti

Rete di classe B... Più di 60000 host possono comunicare direttamente

Come gestirli? E quali performance ottengo?

R

156.111.0.0

156.111.1.2156.111.1.1 156.111.254.254

156.111.1.1 156.111.1.2

156.111.4.1 156.111.4.2

156.111.2.1

156.111.3.1

Meglio utilizzare

le sottoreti

Funzionamento Router con sottoreti

• Routing gerarchico• Router remoti

• Utilizzano network prefix

• Local site• Utilizza maschera di sottorete

Routing con Sottoreti

• Estrai IP address Id dal datagram• Se prefisso di Id coincide con una rete

direttamente connessa• Invia datagram a dest.

• Altrimenti• Per ogni entry nella tabella

• Calcola N = Id & mask

• Se N è presente allora Invia a next-hop specificato

• Se no-match allora errore di routing

Esempio

• Datagramma in arrivo indirizzato a 192.4.10.3• Foreach i maski&192.4.10.3

• 192.0.0.0 30.0.0.0• 192.0.0.0 40.0.0.0• 192.4.0.0 128.1.0.0• 192.4.10.0 192.4.10.0 passo a 128.1.0.9

dest saltomaschera

30.0.0.040.0.0.0

40.0.0.7255.0.0.0255.0.0.0

128.1.0.0192.4.10.0

255.255.0.0255.255.255.0

Consegna diretta

128.1.0.9Consegna diretta

Supernet

• Indirizzamento senza classi

• Complementare rispetto subnet• Indirizzo assegnato a una organizzazione

copre + prefissi di classe

• Motivazioni• Classe B si sta esaurendo• Classe C + numerosa

Supernet

• Considero azienda di medie dimensioni• I 255 host di una classe C sono troppo pochi• Preferisce classe B con subnetting

• Alternativa• Assegno n classi C contigue• Se n = 256 simulo indirizzo classe B

Routing nelle Supernet

• 256 ind. classe C vs 1 ind. classe B • Esplosione tabelle routing

• Classless Inter-Domain Routing (CIDR)• Collassa l’informazione in unico blocco• (network address, count) ... (192.5.48.0, 3)• 192.5.48.0 - 192.5.49.0 - 192.5.49.0 • Tabelle contengono info solo su ISP

CIDR

• Utilizzo maschera

• Impongo blocchi di dim. potenza di 2

• Richiede di specificare 2 valori• Indirizzo più basso del blocco• Maschera a 32 bit

• Indirizzo/ #bit1 nella maschera• 128.211.168.0/21

Strutture dati e algoritmi per classless lookup

• Velocità è essenziale• Individuare next-hop• Modificare tabella

• Indirizzo CIDR non è self-identifying

• Classfull address• Hashing


• RICERCA PER LUNGHEZZA DI MASCHERA

• Parto da 32 bit settati a 1 e decremento

• Scelgo il massimo prefisso che trova riscontro nella tabella

• Inefficiente• Worst case 32 iterazioni (caso default)


• BINARY TRIE• Utilizzo struttura gerarchica• Valore dei bit successivi stabilisce

percorso da seguire• E’ necessario calcolare un insieme di

prefissi unici per costruire l’albero• Effettuo ricerca nella struttura• Mi fermo su una foglia o se non proseguo

Esempio di Binary trie

0

10

0

0

11

1

1

1

0

0

0

Prefissi inseriti

001

0100

0101

011

1010

10110

10111

Percorso per 10111

1

1


• BINARY TRIE - continua

• Ciascuna foglia contiene• Indirizzo a 32 bit A• Maschera che copre la porzione di rete M

• D & M = A ?• Se no, scarico il datagramma

• In realtà trovo candidati potenziali



• Unicità prefissi?

• Estendo la struttura• Ogni nodo interno contiene ind e mask• Scelgo il percorso + lungo (+ specifico)



• Ottimizzazioni• Patricia tree

• Info aggiuntiva in ogni nodo

• Salto lunghi prefissi comuni

• Level Compressed trie• Elimina livelli dell’albero che possono essere

saltati

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