COMPLESSO SCOLASTICO INTERNAZIONALE GIOVANNI PAOLO II. Pianificazione di reti IP (subnetting)

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1 Pianificazione di reti IP (subnetting) Avendo una rete complessa possiamo dividerla in sottoreti logiche, collegandole con dei router. Questa operazione di segmentazione prende il nome di subnetting, ed è realizzata sacrificando alcun bit che le classi A, B, C dedicano agli host, utilizzandoli per definire un indirizzo di sottorete. ID NET ID HOST ID NET ID SUBNET ID HOST In fase di progettazione è necessario definire quanti bit assegnare al campo Id Subnet. Oltre a questo è necessario definire una ulteriore stringa di 32 bit detta subnet mask che di default ha questi valori: classe A /8 classe B /16 classe C /24 Con questa tabella possiamo subito capire di quale sottorete abbiamo a che fare, per esempio: /9 È una sottorete di classe A /19 È una sottorete di classe B /26 È una sottorete di classe C Si noti che la subnet mask ha tutti ad 1 i bit dedicati alla rete. Oltre a ciò è necessario mettere ad uno anche i bit del campo host che sono stati dedicati alla sottorete. Per esempio: servono 4 sottoreti in classe C. Per fare questo ho a disposizione solo gli 8 bit del campo host. Quindi il numero di bit necessari sono = =3 bit, (2 sarebbero sufficienti ) ne restano cinque per il campo host, quindi pesi Campo id-subnet per avere le sottoreti classe ID NET IDSUBNET HOST classe C XXXXX SUBNET MASK classe C Il subnetting e le subnet mask hanno lo scopo di ottimizzare il traffico evitando che pacchetti inviati da un host all altro, residenti nella stessa rete, escano dalla rete e rientrino nella stessa per giungere a destinazione. Per far ciò bisogna eseguire l ANDing process, una operazione And Bitwise con un confronto. Al router arriva un pacchetto che contiene IPmittente e IPdestinatario, ma anche la porta del ruoter ha un indirizzo IP con la Subnet Mask relativa alla rete alla quale la sua porta è collegata. Esegue

2 due operazioni And tra subnet mask e IPmittente, e con l IPdestinatario, confronta i risultati, se sono uguali il destinatario appartiene alla stessa subnet (comunicazione diretta), se sono diversi ovviamente non sono nella stessa subnet e quindi il router provvederà ad inoltrarlo. La subnet mask ha il compito di estrarre l indirizzo di rete. Esempio:subnetmask del router gli arriva un pacchetto avente come: mittente destinatario Come si può osservare mittente e destinatario appartengono alla stessa rete (colore verde) e alla stessa sottorete (colore rosso), comunicazione diretta. Questa osservazione è possibile visualmente cosa che un dispositivo digitale non può fare, ma un programma si. Quindi faccio prima la And bitwise e poi il confronto dei due risultati ottenuti ed in base ad esso il router decide cosa fare. Altro esempio: mittente Destinatario And And = = Dal confronto si vede che mittente e destinatario appartengono alla stessa rete e alla stessa subnet ID-NET 111 id subnet Destinatario Stessa rete ma subnet diverse Destinatario Id net diverso, appartengono a reti diverse Esercizio: si vuole pianificare l indirizzamento di una rete progettata per essere suddivisa in almeno 25 sottoreti, aventi ciascuna almeno 80 host. Indipendentemente da quale indirizzo pubblico è stato acquistato, si opta per un indirizzo di classe B. Primi bit 6+8=14 bit per id-net 16-2=14 bit per id-host fissi questo host e

3 broadcast La RFC 1918 definisce per la classe IP B i seguenti indirizzi privati Da a Definisco la mia rete privata con questo indirizzo di rete: Pertanto si ha: Indirizzo di rete Indirizzo di broadcast per la rete Subnetmask di default Per le 25 subnet utilizziamo una parte dei 14 bit del campo Id-Host. (14 e non 16, perché due sono riservati: 0.0 e ). Dalla formula si ricavano i bit necessari: bit 2 5-2=30 possibili combinazioni diverse,quindi con 5 bit abbiamo 30 sottoreti, a noi ne servono 25, pertanto siamo a posto. (-2 perché 2 indirizzi sono riservati) Sono necessari i 5 bit più significativi del campo id-host, messi tutti a 1. La maschera di sottorete La sub net mask Per gli host restano 8+3=11 bit per =2046 indirizzi di host per ogni subnet. Per effettuare il piano degli indirizzamenti bisogna completare la seguente tabella: n.sottoreti Id-rete Id-sottorete Range indirizzo host Indirizzo broadcast 4 ottetto

4 Nelle sottoreti non isolate almeno un indirizzo deve essere assegnato al Default Gateway che è il dispositivo (router) verso cui istradare il traffico diretto al di fuori della sottorete, generalmente gli viene assegnato l indirizzo precedente a quello di broadcast. n.sottoreti indirizzo default GATEWAY n. Indirizzo subnet( 3 ottetto) Indirizzo subnet completo Range indirizzi host Indirizzo di broadcast (4 ottetto) Indirizzo GATEWAY L assegnazione degli indirizzi prende il nome di piano di indirizzamento e viene fatto dall amministratore di rete. Gli host che appartengono alla stessa sottorete comunicano direttamente (direct delivery cioè consegna diretta) mentre per poter comunicare con altre sottoreti oppure LAN è necessario utilizzare un gateway (indirect delivery) al quale viene assegnato l inririzzo immediatamente precedente a quello di broadcast. Può capitare che un numero decimale nasconda una parte di subnet e una parte di host.. Scegliere le maschere di sottorete è un arte che oggi è superflua con la diffusione del protocollo DHCP (dinamic host configuration protocol) che permette di assegnare dinamicamente la configurazione necessaria ai dispositivi di una rete. Una rete deve essere facilmente scalabile, aumentare o diminuire di scala, in funzione delle necessità e disponibilità, e per ciò non basta dislocare hub, switch, ruoter in modo opportuna ma bisogna pianificare gli indirizzi IP, e quindi le subnet mask. Salvo esigenze particolari la sub net mask è la stessa per tutte le subnet della rete. Se si vuole progettare subnet con

5 un numero massimo di host diverso, per evitare sprechi di indirizzo, si possono utilizzare subnet mask distinte a lunghezza variabile (VLSM) La VLSM (variable lenght subnet mask) consente di progettare subnet a loro volta suddivise in ulteriori subnet, ma questa tecnica è stata soppiantata dalla CIDR (classes inter domain routing). Reti IP private RFC 1918 La IANA ha riservato 3 blocchi di indirizzi IP a reti private, che non sono connesse a internet. Quando un datagramma raggiunge un router presente nella rete, non viene instradato fuori dalla rete e quindi non viene inoltrato ad altri router. Gli host con indirizzi privati non sono raggiungibili, tranne da quelli che appartengono alla stessa rete privata. Per ogni classe si hanno 3 blocchi: classe A Da A Classe B Da A reti contigue Classe C Da A reti di classe C contigue. Usabile come se fosse di classe B avendo gli ultimi due ottetti a 0 Gli host con indirizzi privati si possono connettere a internet mediante un server proxy o mediente un ruoter NAT (network address translation). Si ricorre ad un indirizzo privato perché gli ohst non possono essere raggiunti da un possibile attacco esterno (maggiore sicurezza) e poi consentono di scegliere liberamente la tecnica di attribuzione degli accessi

6 Esempio. Una azienda ha tre sedi, ciascuna dotata di una Lan interna, lan1 con 50 host, lan 2 con 30 host, lan 3 con 20 host. Sono connesse tra loro con 3 switch connessi a maglia completa, si chiede di progettare una rete in classe C a cui viene assegnato l indirizzo Per formare le sottoreti è necessario utilizzare 2 bit degli otto riservati agli host della classe C. Abbiamo quindi la seguente subnetmask: cioè Per gli host restano 6 bit per un totale di 2 6 =64 host 3 riservati, del tutto sufficienti perché al massimo sono richiesti 50 host per la Lan1. Per le 4 sottoreti si hanno i seguenti indirizzi: IDnet+subnet subnet broadcast Broadcast gatway completo Lan / = / /26 Lan / = / /26 Lan / = / /26 Lan / = /26 SONO GLI SWITCH da a Lan / /26 Lan / /26 Lan / /26 Lan / /26