Redes de Computadores

Introdução


O CIDR (Classless Inter Domain Routing), foi introduzido em 1993, como um refinamento para a forma como o tráfego era conduzido pelas redes IP. Permitindo flexibilidade acrescida quando dividindo margens de endereços IP em redes separadas, promoveu assim um uso mais eficiente para os endereços IP cada vez mais escassos. O CIDR está definido no RFC 1519. Os endereços IP no IPv4 têm 32 bits de comprimento e são separados em duas partes: o endereço de rede (que identifica toda a rede ou sub rede), e o endereço de host (que identifica uma ligação a uma máquina em particular ou uma interface para essa rede). Máscaras de sub rede são máscaras de bits que mostram onde o endereço de rede termina e o endereço de host começa. Historicamente, o espaço para o endereço IP foi dividido em três 'classes de rede' principais, onde cada classe tinha um tamanho fixo de rede. As classes A, B e C tinham campos de endereço de 8, 16 e 24 bits respectivamente. [WIK 2012]

Durante todo esse tutorial sempre vai ser ilustrado com vários exemplos, caso surja alguma dúvida logo no início continue lendo pois pode ser esclarecido nos exemplos seguintes, já que são praticamente a mesma coisa mudando somente o exemplo e a forma de explicar exatamente com o objetivo de fixar o conceito, para um melhor aproveitamento é indicado que o leitor tenha familiaridade com base binário e conversões de bases, a Parte 1 Entendendo e Covertendo Binários que é uma introdução e pode ajudar. Quando um IP vem seguido do CIDR que na verdade é apenas um tipo de notação que segue o formato “/+ Número de bits de rede” exemplo de notações CIDR são a partir do primeiro octeto temos “/8, /9, /10 ... até /32” que o tamanho máximo de bits para o endereçamento do IPv4, no IP 10.0.01/8 por exemplo, nos indica que da esquerda para direita os 8 primeiros bits são reservados para endereçamento de rede e o restante dos bits são usados para endereçamento de hosts, para a máscara a regra é, para indicar endereçamento da rede os bits da máscara correspondente deve ser 1 (binário) e para indicar os bits de hosts a máscara deve ser 0 (binário)

A partir desse ponto vamos aplicar o mesmo conceito usando anteriormente e resolver os diversos endereços de IPs sugeridos, nesse próximo exemplo vamos usar o IP 172.16.0.1/16

Agora é um exemplo com o IP 192.168.1.100/24 nesse exemplo vamos repetir mais vezes já que é o que mais vamos encontrar no dia a dia, aqui o IP foi convertido para binário para facilitar a contagem dos bits, como é um CIDR /24 foi usados os 3 octetos.

portanto 24 bits para identificação da rede e sobrou 8 bits que endereçamento de hosts

Como temos 8 bits para hosts, se colocamos todos os 8 bits em nível lógico 0 (zero) temos a sequência binário 00000000 que em decimal é igual á 0 (zero) e se pegarmos todos os bits e colocar 1’s que fica a sequência binário 11111111 significa que estamos somando os valores de todas as potências que são 1+2+4+8+16+32+64+128=255 ou seja de 0 à 255 temos 256 IPs, como temos que retirar 1 endereço de ID da Rede que é o primeiro nesse exemplom 192.168.1.0 e retirar o último que é o endereço de broadcast 192.168.1.255 temos 254 endereços de IPs para colocar nos hosts, que começa em 192.168.1.1 até 192.168.1.254

para a máscara é só seguir a regra de onde for bits correspondente a rede deve ser 1’s em binário e onde for parte de hosts 0’s, logo temos 24 bits de rede que em binário fica 11111111.11111111.11111111.00000000 convertendo para decimal temos 255.255.255.0

Quando trabalhamos com CIDR esquecemos o conceito de classe de IP, classe não existe mais, a partir desse ponto vamos pegar uma rede com capacidade para 256 IPs e dividir em 2 de 128 IPs, foi exatamente para isso que surgiu o CIDR para otimizar as redes e evitar o desperdiço de IPs já que está chegando ao fim os IPv4 e precisamos otimizar seu uso ao máximo, imagine nossa rede que tem 100 computadores e consequentemente vai precisar de 100 IPs, sem o uso de CIDR teríamos que usar um rede classe C com a máscara 255.255.255.0 o que disponibiliza 256 IPs sendo que para hosts 254, já percebemos ai um desperdiço de IPs, por que usar uma rede de 254 IPs se precisamos apenas de 100 IPs? Agora o CIDR entra em ação, com o IP 192.168.1.100/25 temos 25 bits para rede e sobra 7 bits para hosts, com 7 bits conseguimos o máximo de 128 IPs, pois somamos as potências de 0 até 6 onde temos 1+2+4+8+16+32+64=127 como começa em 0 temos 128 IPs -2 fica 126 IPs para hosts, agora ficou bem melhor o plano de endereçamento para se ligar os 100 computadores que desejamos. Agora precisamos da máscara, é só pegar os 25 bits correspondente a rede e colocar todos em 1 em binário e somar as potências ficando assim 11111111.11111111.11111111.10000000 perceba que ficou uma sequência de 25 bits em 1, agora converter byte a byte para decimal 255.255.255.128
Agora temos 2 redes cada uma com capacidade de 126 host
REDE 1: IP 192.168.1.x/25
ID da REDE: 192.168.1.0
Primeiro endereço de Host: 192.168.1.1
Último endereço de Host: 192.168.1.126
Broadcast: 192.168.1.127
Máscara: 255.255.255.128


REDE 2: IP 192.168.1.x/25
ID da REDE: 192.168.1.128
Primeiro endereço de Host: 192.168.1.129
Último endereço de Host: 192.168.1.254
Broadcast: 192.168.1.255
Máscara: 255.255.255.128


Observe o range de IPs de cada rede, por exemplo um computador que esteja com o IP 192.168.1.126 máscara 255.255.255.128 e outro computador ligado ao mesmo Switch com o IP 192.168.1.129 máscara 255.255.255.128 perceba que esses endereços de IPs são de redes diferente, e portanto esses computadores não estão na mesma rede e não haverá conectividade.

Um outro exemplo para 4 redes sendo que cada rede vai suportar até 62 IPs de hosts. IP 192.168.1.1/26, a forma como resolver é exatamente como a anterior, são 26 bits para rede e sobra 6 bits para hosts, com 6 bits posso somar os valores das 6 primeiras potência e tenho 1+2+4+8+16+32=63 como começa em 0 e vai até 63 da 64 IPs, desconta os 2 IPs reservados, temos 62 IPs válidos para hosts, para achar a máscara é só colocar os 26 bits em 1 e os 6 restante correspondente a hosts em 0 ficando assim: 11111111.11111111.11111111.11000000 que convertidos para decimal fica 255.255.255.192

Conclusão: O conceito de CIDR ajuda muito na otimização de IPs nas empresas, além disso melhora o desempenho da infraestrutura da rede já que podemos ter vários domínios de colisão se tivermos um /24 serão 4 redes distintas cada uma com seu próprio endereço de broadcast, com menos estações (hosts) por segmento de rede evita inundações de vários PCs em um único domínio de colisão gerando broadcast em toda a rede, causando perdas de pacotes e consequentemente causando lentidões. O conceito de CIDR é base para o VLSM que pode ser considerado um upgrade do CIDR onde podemos ter diferentes máscaras para redes de direntes tamanhos e se combinado com VLSM (Variable Length Subnet Masks) com as VLAN’s (Virtual Local Area Network) nos Switches aumenta o desempenho e principalmente a segurança na infraestrutura da rede.



Bibliografia

[WIK 2012] http://pt.wikipedia.org/wiki/CIDR