Indirizzamento IP e subnetting

Indirizzi IP
sono ampi 32 bit
si rappresentano con 4 numeri interi compresi
tra 0 e 255, divisi da punti
192.168.3.16
vengono attribuiti a tutte le interfacce
E-3: Indirizzi IP e subnetting
A. Memo
si: NIC, bridge, router
no: hub, switch
ogni interfaccia ha un indirizzo univoco
servono per instradare i pacchetti tra LAN
diverse
A. Memo / UniPD 2006
INSTRADAMENTO
Router A
S0
INSTRADAMENTO
H1
LAN 1
Router A
H2
E0
Switch A
H1
S0
H3
LAN 1
H2
Switch A
H3
E0
H4
S0
H4
S0
DATI
IPH1
H6
MACH1
IPH2
IPH1
H6
MACH2
Switch B
H7
0100101
01
S0
H8
E0
H9
LAN 2
Router B
A. Memo / UniPD 2006
DATI
MACH1
(1)
MACH2
Switch B
H7
0100101
01
S0
H8
da H1 ad H2
IPH2
E0
H9
LAN 2
Router B
da H1 ad H2
(2)
A. Memo / UniPD 2006
1
INSTRADAMENTO
S0
INSTRADAMENTO
H1
Router A
LAN 1
H2
E0
Switch A
H1
Router A
S0
H3
LAN 1
H2
Switch A
H3
E0
H4
S0
H4
S0
DATI
IPH1
H6
IPH8
IPH1
H6
MACH1 MACRE0
Switch B
H7
0100101
01
S0
H8
E0
H9
Router B
LAN 2
0100101
(1)
E0
H9
Router B
LAN 1
E0
S0
H3
LAN 1
H2
Switch A
H3
E0
H4
S0
H4
S0
DATI
IPH1
H6
IPH1
H6
Switch B
0100101
01
S0
H8
E0
H9
LAN 2
Router B
A. Memo / UniPD 2006
DATI
IPH8
MACRS0 MACRxx
H7
(3)
IPH8
MACRxx MACRxx
Switch B
H7
0100101
01
S0
H8
da H1 ad H8
(2)
H1
Router A
H2
Switch A
da H1 ad H8
A. Memo / UniPD 2006
INSTRADAMENTO
H1
01
S0
LAN 2
INSTRADAMENTO
S0
MACH1 MACRE0
H8
da H1 ad H8
IPH8
Switch B
H7
A. Memo / UniPD 2006
Router A
DATI
E0
H9
LAN 2
Router B
da H1 ad H8
(4)
A. Memo / UniPD 2006
2
INSTRADAMENTO
S0
INSTRADAMENTO
H1
Router A
LAN 1
H2
E0
Switch A
H1
Router A
S0
H3
LAN 1
H2
Switch A
H3
E0
H4
S0
H4
S0
DATI
IPH1
H6
IPH8
IPH1
H6
MACRxx MACRS0
Switch B
H7
0100101
01
S0
H8
E0
H9
Router B
LAN 2
MACRE0 MACH8
0100101
(5)
E0
H9
LAN 2
INSTRADAMENTO
H1
S0
LAN 1
H2
Switch A
H3
(6)
i 32 bit dell’indirizzo IP vanno divisi tra:
DATI
IPH1
H6
IPH8
MACRE0 MACH8
Switch B
0100101
01
S0
H8
E0
LAN 2
da H1 ad H8
E0
S0
H9
Router B
A. Memo / UniPD 2006
Indirizzi IP
H4
H7
01
S0
H8
da H1 ad H8
IPH8
Switch B
H7
A. Memo / UniPD 2006
Router A
DATI
Router B
A. Memo / UniPD 2006
da H1 ad H8
(7)
campo rete (Network prefix), identifica
univocamente la rete a cui appartiene l’host
campo utente (Host number), identifica
univocamente l’host all’interno della rete
con un Network Prefix molto grande avrò
poche reti nel mondo, ciascuno con un
numero grande di possibili host
con un Network Prefix molto piccolo avrò
molte reti nel mondo, ma ciascuna con un
numero molto basso di possibili host.
A. Memo / UniPD 2006
3
classi di indirizzi IP
Indirizzi IP
Si predispongono almeno tre classi di
indirizzi:
classe A, per poche reti molto numerose
classe B, per molte reti medie
classe C, per tantissime reti molto piccole
La distinzione tra le classi si effettua in
base ai primi bit dell’indirizzo
Rete di classe A : 126 reti con 16.777.214 host
network
host
0
Rete di classe B : 16.382 reti con 65.534 host
network
1 0
Rete di classe C : 2.097.150 reti con 254 host
1 1 0
network
1 1 1 0
1 1 1 1 0
8 bit
A. Memo / UniPD 2006
Indirizzo di broadcast diretto
Indirizzo di broadcast
limitato (alla stessa rete)
Indirizzo di loopback
multicast address
usi futuri
8 bit
8 bit
8 bit
8 bit
8 bit
IP – Classe A
Networkprefix
Hostnumber
mittente o
destinatario
specifico
tutti 0
nessuno
specifico
tutti 1
destinatario
tutti 1
tutti 1
destinatario
127
qualsiasi
destinatario
A. Memo / UniPD 2006
host
A. Memo / UniPD 2006
indirizzi IP particolari
Indirizzo della rete
host
Rete di classe A : 126 reti con 16.777.214 host
network
host
0
8 bit
8 bit
network: 0nnnnnnn
bin = da 00000001
a 01111110
dec = da 1.hhh.hhh.hhh a 126.hhh.hhh.hhh
host:
hhhhhhhh.hhhhhhhh.hhhhhhhh
bin = da 00000000.00000000.00000001
a 11111111.11111111.11111110
dec = da nnn.0.0.1 a nnn.255.255.254
A. Memo / UniPD 2006
4
IP – Classe B
IP – Classe C
Rete di classe B : 16.382 reti con 65.534 host
1 0
network
8 bit
8 bit
Rete di classe C : 2.097.150 reti con 254 host
1 1 0
network
host
8 bit
8 bit
network: 10nnnnnn.nnnnnnnn
bin = da 10000000.00000001
a 10111111.11111110
dec = da 128.1.hhh.hhh a 191.254.hhh.hhh
host:
hhhhhhhh.hhhhhhhh
bin = da 00000000.00000001
a 11111111.11111110
dec = da nnn.nnn.0.1 a nnn.nnn.255.254
8 bit
8 bit
8 bit
8 bit
network: 110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn
bin = da 11000000.00000000.00000001
a 11011111.11111111.11111110
dec = da 192.0.1.hhh a 223.254.254.hhh
host:
hhhhhhhh
bin = da.00000001
a.11111110
dec = da nnn.nnn.nnn.1 a nnn.nnn.nnn.254
A. Memo / UniPD 2006
Sauddivisione degli indirizzi IP
host
A. Memo / UniPD 2006
Indirizzi IP, esercizi
Specificare se i seguenti indirizzi sono
indirizzi di Host, indirizzi di rete o indirizzi di
broadcast diretti
Suddivisione dello
spazio IP in classi
di indirizzi
A. Memo / UniPD 2006
192.168.1.0
131.13.7.0
200.100.10.1
142.16.0.0
192.168.1.254
129.66.8.255
100.111.0.10
142.16.255.255
Dato il seguente indirizzo di host: 39.2.6.8
determinare l’indirizzo di rete ed il broadcast
della rete dell’host dato.
A. Memo / UniPD 2006
5
Indirizzamento IP full-class
LAN 1
Router B
LAN 4
E0
H1-H20
193.1.2.0
20 host
E1
193.1.1.0
ISP
S0
Router A
E1
H21-H40
LAN 2
E0
193.1.3.0
E2
20 host
193.1.4.0
LAN 5
Router C
E1
E0
LAN 3
H41-H60
193.1.5.0
20 host
IP address
Subnet Mask
Default Gateway
Host
IP address
Subnet Mask
Default Gateway
H1
193.1.2.1
255.255.255.0
193.1.2.254
H21
193.1.3.1
255.255.255.0
193.1.3.254
H2
193.1.2.2
255.255.255.0
193.1.2.254
:
:
:
:
H3
193.1.2.3
255.255.255.0
193.1.2.254
H40
193.1.3.4
255.255.255.0
193.1.3.254
H4
193.1.2.4
255.255.255.0
193.1.2.254
E0/A
193.1.3.254
255.255.255.0
---------------
H5
193.1.2.5
255.255.255.0
193.1.2.254
193.1.2.6
255.255.255.0
193.1.2.254
H7
193.1.2.7
255.255.255.0
193.1.2.254
Host
IP address
Subnet Mask
Default Gateway
H8
193.1.2.8
255.255.255.0
193.1.2.254
H41
193.1.5.1
255.255.255.0
193.1.5.254
H9
193.1.2.9
255.255.255.0
193.1.2.254
:
:
:
H10
193.1.2.10
255.255.255.0
193.1.2.254
H60
193.1.5.4
255.255.255.0
193.1.5.254
E0/C
193.1.5.254
255.255.255.0
---------------
alle grandi organizzazioni vengono assegnati
blocchi di indirizzi che non si adeguano alle
esigenze delle aziende
uso inefficiente dello spazio di indirizzi
l’esistenza di tre classi di indirizzi di dimensioni
prestabilite determina spreco di indirizzi
tabelle di instradamento molto pesanti
per la presenza di molte reti
Soluzione: subnetting
A. Memo / UniPD 2006
:
H11
193.1.2.11
255.255.255.0
193.1.2.254
H12
193.1.2.12
255.255.255.0
193.1.2.254
H13
193.1.2.13
255.255.255.0
193.1.2.254
H14
193.1.2.14
255.255.255.0
193.1.2.254
Host
IP address
Subnet Mask
Default Gateway
H15
193.1.2.15
255.255.255.0
193.1.2.254
E1/B
193.1.1.254
255.255.255.0
---------------
H16
193.1.2.16
255.255.255.0
193.1.2.254
E1/A
193.1.1.253
255.255.255.0
---------------
H17
193.1.2.17
255.255.255.0
193.1.2.254
H18
193.1.2.18
255.255.255.0
193.1.2.254
H19
193.1.2.19
255.255.255.0
193.1.2.254
Host
IP address
Subnet Mask
Default Gateway
H20
193.1.2.20
255.255.255.0
193.1.2.254
E2/A
193.1.4.254
255.255.255.0
---------------
E0/B
193.1.2.254
255.255.255.0
---------------
E1/C
193.1.4.253
255.255.255.0
---------------
LAN 4
LAN 5
A. Memo / UniPD 2006
Subnetting Mask
Problemi dell’IP classful
scarsa flessibilità dell’indirizzamento interno
LAN 3
H6
A. Memo / UniPD 2006
LAN 2
LAN 1
Host
Indirizzo di Classe C
1 1 0
network
host
maschera di sottorete (subnet mask)
tutti 1
1 1 0
network
tutti 0
subnet
host
Esempio: IP address = 193.207.121.240
subnet mask = 11111111.11111111.11111111.11100000
oppure /27
oppure 255.255.255.224
A. Memo / UniPD 2006
6
Indirizzi IP utili
Subnetting
Vi sono almeno 2 tipi di subnetting:
subnetting statico
tutte le sottoreti ricavate dalla stessa rete hanno la
stessa Subnet Mask: semplice da implementare,
facile da gestire, ma grandi sprechi per reti piccole
subnetting a lunghezza variabile (VLSM)
le sottoreti ricavate dalla stessa rete possono avere
Subnet Mask diverse; utilizzo migliore dello spazio
degli indirizzi IP
una sottorete può contenere massimo 2S-2 host
c’è anche il defaul gateway …
in passato si potevano utilizzare 2H-2 sottoreti
dal 1995 (RFC1878) si possono utilizzare tutte
(2H sottoreti) [ma non ancora in tutti i router !!!]
ATTENZIONE: per uniformità, negli esercizi
adotteremo sempre la tecnica più restrittiva (2H-2)
A. Memo / UniPD 2006
A. Memo / UniPD 2006
Indirizzi IP utili
Esercizio subnetting statico
L’operazione di suddivisione in sottoreti è solo
logica e non fisica:
detto S il numero di bit di sottorete ed H il
numero di bit per gli host in cui è stato
scomposto il campo host originale:
un segmento fisico può contenere host di sottoreti
diverse, ma per comunicare tra loro devono usare
un router
host della stessa sottorete possono essere
contenuti in segmenti distinti, purché della stessa
LAN
Dato l’indirizzo di rete 192.168.0.0, dividere questa rete in due sottoreti
di pari dimensioni, utilizzando un’appropriata subnet mask. Calcolare
inoltre gli indirizzi di broadcast e di rete delle due nuove sottoreti.
Dati di partenza della rete data:
indirizzo della rete: 192.168.0.0
subnet-mask: 255.255.255.0 (11111111.11111111.11111111.00000000)
indirizzo di broadcast: 192.168.0.255
Per ottenere due sottoreti utili, dobbiamo prendere in prestito due bit
della parte host. Essendo la rete di classe C, la parte di rete è composta
dai primi 3 byte, mentre quella host dal quarto.
Quindi la subnetmask è 11111111. 11111111.11111111.11000000
che nella notazione decimale diventa 255.255.255.192
A. Memo / UniPD 2006
A. Memo / UniPD 2006
7
Esercizio
Esercizio subnetting statico
LAN 1
Con questa subnet-mask si creano 4 sottoreti, di cui solo 2 utili:
•192.168.0.0 (.00hhhhhh) = inutilizzabile (per scelta di progetto)
•192.168.0.64 (.01hhhhhh) = prima sottorete utile
ID sottorete: 192.168.0.64 (.01hhhhhh)
IP utili: da 192.168.0.65 (.01000001) a 192.168.0.126 (.01111110)
Broadcast sottorete: 192.168.0.127 (.01111111)
•192.168.0.128 (.10hhhhhh) = seconda sottorete utile
ID sottorete: 192.168.0.128 (.10hhhhhh)
IP utili: da 192.168.0.129 (.10000001) a 192.168.0.190 (.10111110)
Broadcast sottorete: 192.168.0.191 (.10111111)
Router A
Dato l’indirizzo di
rete
196.100.0.0
pianificare gli
indirizzi IP di tutti
i dispositivi in
figura creando le
opportune
sottoreti.
E2
E0
H1-H20
50 host
E1
LAN 2
E2
Router B
E0
H1-H30
30 host
E1
LAN 3
E2
E0
E1
Router C
H1-H20
60 host
•192.168.0.192 (.11hhhhhh) = inutilizzabile (per scelta di progetto)
A. Memo / UniPD 2006
A. Memo / UniPD 2006
Soluzione
000hhhhh
LAN 1
Router A
E2
E0
E2
H1-H20
50 host
E1
LAN 4
LAN 2
Router B
E0
LAN 6
H1-H30
30 host
E1
LAN 5
001hhhhh
010hhhhh
011hhhhh
100hhhhh
LAN 3
E2
E0
E1
Router C
H1-H20
60 host
101hhhhh
110hhhhh
111hhhhh
A. Memo / UniPD 2006
non utilizzabile
subnet ID
IP utili
subnet broadcast
subnet ID
IP utili
subnet broadcast
subnet ID
IP utili
subnet broadcast
subnet ID
IP utili
subnet broadcast
subnet ID
IP utili
subnet broadcast
subnet ID
IP utili
subnet broadcast
non utilizzabile
196.100.0.32
da 196.100.0.33/27 a 196.100.0.62/27
196.100.0.63
196.100.0.64
da 196.100.0.65/27 a 196.100.0.94/27
196.100.0.95
196.100.0.96
da 196.100.0.97/27 a 196.100.0.126/27
196.100.0.127
196.100.0.128
da 196.100.0.129/27 a 196.100.0.158/27
196.100.0.159
196.100.0.160
da 196.100.0.161/27 a 196.100.0.190/27
196.100.0.191
196.100.0.192
da 196.100.0.193/27 a 196.100.0.224/27
196.100.0.223
A. Memo / UniPD 2006
8
Altro esempio di piccola Azienda
Soluzione (1)
dati della rete assegnata:
IP: 193.27.11.192
dati
dati forniti
forniti dal
dal provider:
provider:
sottorete
sottorete utile:
utile:
64
64 indirizzi
indirizzi IP
IP
da
da 193.27.11.192
193.27.11.192
aa 193.27.11.255
193.27.11.255
subnetmask:
subnetmask:
255.255.255.192
255.255.255.192
11000001.00011011.00001011.11000000
Subnet_mask 255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000
11000001.00011011.00001011.11000000
11000001.00011011.00001011.11000001
11000001.00011011.00001011.........
11000001.00011011.00001011.11111110
11000001.00011011.00001011.11111111
A. Memo / UniPD 2006
Soluzione (2)
A. Memo / UniPD 2006
sottoreti interne
LAN1
si devono realizzare 4
sottoreti, quindi servono 3
bit di riporto:
LAN2
193.27.11.11ssshhh
per ogni sottorete ci sono a
disposizione 23-2=6 IP utili
193.27.11.11000hhh
193.27.11.11001hhh
193.27.11.11010hhh
193.27.11.11011hhh
193.27.11.11100hhh
193.27.11.11101hhh
193.27.11.11110hhh
193.27.11.11000hhh
inutilizzabile (*)
LAN0
LAN1
LAN2
LAN3
non utilizzata
non utilizzata
inutilizzabile (*)
A. Memo / UniPD 2006
LAN3
net
address
ip utili
net
broadcast
Soluzione (3)
LAN0
193.27.11.200/29
193.27.11.200
193.27.11.205/29
193.27.11.206/29
193.27.11.207
11001hhh
11001000
11001101
11001110
11001111
LAN0
subnet ID
IP router interno
IP router ISP
subnet broadcast
193.27.11.206/29
193.27.11.205/29
193.27.11.200/29
A. Memo / UniPD 2006
9
Soluzione (4)
193.27.11.208/29
193.27.11.208
193.27.11.213/29
193.27.11.214/29
193.27.11.215
11010hhh
11010000
11010101
11010110
11010111
Soluzione (5)
LAN1
subnet ID
IP server
IP router interno
subnet broadcast
193.27.11.214/29
193.27.11.213/29
193.27.11.216/29
193.27.11.216
193.27.11.217/29
193.27.11.218/29
193.27.11.221/29
193.27.11.222/29
193.27.11.223
11011hhh
11011000
11011001
11011010
11011101
11011110
11011111
LAN2
subnet ID
IP host H1
IP host H2
IP server
IP router interno
subnet broadcast
193.27.11.221/29
193.27.11.217/29
193.27.11.222/29
193.27.11.218/29
193.27.11.208/29
A. Memo / UniPD 2006
193.27.11.216/29
A. Memo / UniPD 2006
Soluzione (6)
Soluzione reti LAN
193.27.11.214/29
193.27.11.224/29
193.27.11.224
193.27.11.225/29
193.27.11.226/29
193.27.11.227/29
193.27.11.228/29
193.27.11.229/29
193.27.11.230/29
193.27.11.231
11011hhh
11011000
11011001
11011010
11011001
11011010
11011101
11011110
11011111
LAN3
subnet ID
IP host H1
IP host H2
IP host H3
IP host H4
IP server
IP router interno
subnet broadcast
LAN1
LAN0 193.27.11.200/29
193.28.1.205/29
193.27.11.213/29
193.28.1.206/29
193.27.11.208/29
193.27.11.218/29
193.27.11.230/29
193.27.11.217/29
193.27.11.226/29
LAN2
193.27.11.229/29
193.27.11.216/29
193.27.11.225/29
193.27.11.225/29
193.27.11.221/29
193.27.11.229/29
193.27.11.222/29
193.27.11.226/29
193.27.11.227/29
193.27.11.229/29
A. Memo / UniPD 2006
193.27.11.230/29
193.27.11.228/29
193.127.11.224/29
LAN3
193.27.11.227/29
193.27.11.228/29
A. Memo / UniPD 2006
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