02 VLSM e Sumarização de Rotas

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Plano de Aula: VLSM e Sumarização de Rotas 
REDES LOCAIS E COMUTAÇÃO - CCT0331 
Título 
VLSM e Sumarização de Rotas 
Número de Aulas por Semana 
Número de Semana de Aula 
2 
Tema 
VLSM e Sumarização de Rotas 
Objetivos 
 
Ao final desta semana o aluno deverá ser capaz de: 
- Compreender conceitos avançados de endereçamento; 
- Projetar endereçamento IP utilizando sub-rede de tamanho variável 
Estrutura do Conteúdo 
 
DIVISÃO DE SUBREDES 
O uso de sub-rede permite criar múltiplas redes lógicas a partir de um único intervalo de endereços. Visto 
que usamos um roteador para conectar essas redes, cada interface no roteador deve ter uma 
identificação de rede distinta. Cada nó nesse link está na mesma rede. 
Criamos as sub-redes usando um ou mais bits de host como bits de rede. Isso é feito extendendo-se a 
máscara para pegar emprestados alguns dos bits da porção de host do endereço a fim de criar bits de 
rede adicionais. Quanto mais bits de host forem usados, mais sub-redes poderão ser definidas. Para cada 
bit emprestado, dobramos o número de sub-redes disponíveis. Por exemplo, se pegarmos 1 bit 
emprestado, podemos definir 2 sub-redes. Se pegarmos emprestados 2 bits, podemos ter 4 sub-redes. 
Contudo, com cada bit que pegamos emprestado, m enos endereços de host ficam disponíveis por sub-
rede. 
Fórmula para calcular sub-redes 
Use esta fórmula para calcular o número de sub-redes: 
2^n onde n = número de bits emprestados 
https://1drv.ms/i/s!AmZLtOTLwF20gVj8a9InJCZFi2aX 
VLSM 
A criação de uma sub-rede de uma sub-rede, ou o uso de Máscara de Sub-Rede de Tamanho Variável 
(VLSM), foi projetado para maximizar a eficiência de endereçamento. Ao identificar o número total de 
hosts usando a criação tradicional de sub-redes, alocamos o mesmo número de endereços para cada 
sub-rede. Se todas as sub-redes têm os mesmos requisitos quanto a número de hosts, esses intervalos 
de endereços de tamanhos fixos serão eficientes. Contudo, mais freqüentemente esse não é o caso. 
Por exemplo, a topologia na Figura 1 mostra um requisito de sete sub-redes, um para cada uma das 
quatro LANs e um para cada uma das três WANs. Com o endereço 192.168.20.0, precisamos pegar 
emprestados 3 bits entre os bits de host no último octeto para atender aos requisitos das sete sub-redes. 
Esses bits são pegos emprestados dentre os bits mudando-se os bits correspondentes de máscara de 
sub-rede para "1s" a fim de indicar que esses bits agora são usados como bits de rede. O último octeto da 
máscara é então representado por 11100000, que é 224. A nova máscara 255.255.255.224 é 
representada com a notação /27 para representar um total de 27 bits para a máscara. 
Em binário, essa máscara de sub-rede é representada como: 11111111.11111111.11111111.11100000 
Depois de pegar emprestados três dos bits de host para usar como bits de rede, sobram cinco bits de 
host. Esses cinco bits permitem até 30 hosts por sub-rede. 
Embora tenhamos realizado a tarefa de dividir a rede em um número adequado de redes, isso se deu 
com um desperdício significativo de endereços não usados. Por exemplo, somente dois endereços são 
necessários em cada sub-rede para os links WAN. Há 28 endereços não usados em cada um das três 
sub-redes WAN que ficaram travados nesses intervalos de endereços. Além disso, isso limita o 
crescimento futuro porque reduz o número total de sub-redes disponíveis. Esse uso ineficiente de 
endereços é característico de endereçamentos utilizando classe completa (classful). 
A aplicação de um esquema padrão de sub-rede ao cenário não é muito eficiente e resulta em 
desperdício. De fato, esse exemplo é um bom modelo para mostrar como a criação de sub -redes em uma 
sub-rede pode ser usada para maximizar a utilização de endereços. 
Como Obter Mais Sub-Redes por Menos Hosts 
Lembre-se que em exemplos anteriores começamos com as sub-redes originais e conseguimos sub-
redes adicionais e menores para usar nos links WAN. Ao criar sub-redes menores, cada sub-rede é capaz 
de suportar 2 hosts, deixando as sub-redes originais livres para serem alocadas para outros dispositivos e 
evitando o desperdício de muitos endereços. 
Para criar essas sub-redes menores para os links WAN, comece com 192.168.20.192. Podemos dividir 
essa sub-rede em muitas sub-redes menores. Para fornecer intervalos de endereço para links WAN com 
dois endereços cada, pegamos emprestados três bits de host adicionais para serem usados como bits de 
rede. 
Endereço: 192.168.20.192 Em binário: 11000000.10101000.00010100.11000000 
Máscara: 255.255.255.252 30 Bits em binário: 11111111.11111111.11111111.11111100 
 
CIDR 
O CIDR (de 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. 
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. A classe, em especial o comprimento da máscara da sub-rede e o número de hosts na 
rede, poderiam ser sempre determinadas dos três bytes mais significativos do endereço IP. Sem qualquer 
outra forma para especificar o comprimento de uma máscara de sub-rede, os protocolos de routing 
necessários usavam a classe de endereço IP especificada nas advertências do route para determinar o 
tamanho dos prefixos de routing para serem definidos na "tabela de routing". Atualmente, o 
endereçamento do tipo IPv6, que contém 128 bits e não possui classes específicas, vem ganhando cada 
vez mais espaço devido ao esgotamente de endereços do tipo IPv4 
O CIDR usa máscaras de comprimento variável, o VLSM (de Variable Length Subnet Masks), para alocar 
endereços IP em sub-redes de acordo com as necessidades individuais e não nas regras de uso 
generalizado em toda a rede. Assim a divisão de rede/host pode ocorrer em qualquer fronteira de bits no 
endereço. Porque as dis tinções de classes normais são ignoradas, o novo sistema foi chamado de routing 
sem classes. Isto levou a que o sistema original passasse a ser chamado de routing de classes. 
A notação standard para o intervalo de endereços CIDR começa com o endereço de rede (na direita com 
o número apropriado de bits com valor zero - até 4 octetos para IPv4, e até campos hexadecimais de 8 
octetos de 16 bits para IPv6). Isto é seguido por um carácter e comprimento de um prefixo, em bits, 
definindo o tamanho da rede em questão (o prefixo é, na verdade, o comprimento da máscara de sub-
rede). 
Por exemplo: 
192.168.0.0 /24 representa os 256 endereços IPv4 de 192.168.0.0 até 192.168.0.255 inclusive, com 
192.168.0.255 sendo o endereço de broadcast para a rede. 
192.168.0.0 /22 representa os 1024 endereços IPv4 de 192.168.0.0 até 192.168.3.255 inclusive, com 
192.168.3.255 sendo o endereço de broadcast para a rede. 
2002:C0A8::/48 representa os endereços IPv6 de 2002:C0A8:0:0:0:0:0:0 até 
2002:C0A8:0:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF, inclusive. 
Para o IPv4, uma representação alternativa usa o endereço de rede seguido da máscara de sub -rede, 
escrito na forma decimal com pontos: 
192.168.0.0 /24 pode ser escrito como 192.168.0.0 255.255.255.0 ? pois contando os 24 bits da Esquerda 
para Direita, temos: 11111111.11111111.11111111.00000000 
192.168.0.0 /22 pode ser escrito como 192.168.0.0 255.255.252.0 ? pois contando os 22 bits da Esquerda 
para Direita, temos: 11111111.11111111.11111100.00000000 
Um outro benefício do CIDR é a possibilidade de agregação de prefixos de routing. Por exemplo, 
dezesseis redes /24 contíguas podem agora ser agregados,e mostrados como sendo um route único de 
/20 (caso os primeiros 20 bits dos endereços de rede coincidam). Dois /20 contiguos podem ser 
agregados num /19, e assim por diante. Isto permite uma redução significativa do número de routes, 
prevenindo a 'explosão da tabela de routing' de sobreaquecer os routers e parar a Internet de expandir -se. 
 
CDIR e VLSM 
CIDR e VLSM são essencialmente a mesma coisa já que ambos permitem dividir recursivamente uma 
porção do espaço de endereços IP em pedaços (blocos) menores. 
A diferença é que com VLSM a recursão é feita no espaço de endereçamento previamente alocado para a 
organização, sendo isso invisível para a Internet global. O CIDR, por sua vez, permite a alocação 
recursiva de um bloco de endereços por um Internet Registry a um ?high-level ISP ?, a um ?middle-level 
ISP?, a um ?low-level ISP? e, finalmente, à rede privada da organização. 
 
SUMARIZAÇÃO DE ROTA 
A técnica de sumarização de rotas permite o resumo de endereços de rede em uma quantidade menor de 
rotas na tabela de roteamento. 
Em grandes redes é possível encontrar milhares de rotas que consomem grandes recursos do Roteador 
alocando um considerável espaço em memória, forçando o calculo de CPU para os protocolos de 
Roteamento Dinâmico e etc. 
Alguns protocolos de Roteamento efetuam a sumarização de rotas dinamicamente baseando-se na 
classe do endereço IP, entretanto existem cenários que precisamos efetuar a configuração manual de 
sumarização das rotas, como ocorre com as Operadoras de Internet. As Operadoras ao receberem um 
bloco de endereços IP da entidade responsável pela região, criam varias sub-redes desse range e 
entregam aos seus clientes. Mas na Internet é injetado pela Operadora todo o bloco sumarizado. 
Exemplo 
Digamos que ao receber 4 endereços de rede, precis aremos sumarizar em uma única rede. 
10.1.12.0/24 
10.1.13.0/24 
10.1.14.0/24 
10.1.15.0.24 
1º Passo converta todos os valores em binário 
10.1.12.0 00001010.00000001.00001100.00000000 
10.1.13.0 00001010.00000001.00001101.00000000 
10.1.14.0 00001010.00000001.00001110.00000000 
10.1.15.0 00001010.00000001.00001111.00000000 
2º Passo alinhe os endereços e descubra qual o ultimo ?bit? comum para todos os endereços 
10.1.12.0 00001010.00000001.00001100.00000000 
10.1.13.0 00001010.00000001.00001101.00000000 
10.1.14.0 00001010.00000001.00001110.00000000 
10.1.15.0 00001010.00000001.00001111.00000000 
3º Passo conte a quantidade de bits em comum para esse endereço e dele extraia a mascara 
10.1.12.0 00001010.00000001.00001100.00000000 
10.1.13.0 00001010.00000001.00001101.00000000 
10.1.14.0 00001010.00000001.00001110.00000000 
10.1.15.0 00001010.00000001.00001111.00000000 
22 bits em comum, nesse caso a mascara seria 255.255.252.0 
Aplicação Prática Teórica 
Livro Kurose, Cap4, seção 4.3