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VLSM, CIDR e aggregazione delle rotte

La Variable-length subnet mask (VLSM) è una tecnica utilizzata dagli amministratori di rete per usare in maniera più efficiente gli indirizzi IP. Con la VLSM si offre una maschera più lunga a reti con molti host e una maschera più corta per reti con pochi host, ovvero la maschera varia a seconda del numero di indirizzi necessari a quella rete.
Per implementare la VLSM bisogna, ovviamente, utilizzare un protocollo di routing che supporta il classless routing (un protocollo che, invece, non supporta le VLSM viene detto classful). I protocolli di routing classless su cui utilizzare la VLSM nei router cisco sono:

  • OSPF
  • Integrated IS-IS
  • EIGRP
  • RIP v2
  • BGP v4
  • Routing statico

I protocolli di routing classful sono, invece:

  • RIP v1
  • IGRP
  • EGP
  • BGP v3

Il classless routing nasce per il problema della carenza di indirizzi IP dovuto al veloce aumento delle dimensioni delle tabelle di routing di Internet. Le soluzioni a questo problema sono state il subnetting, la VLSM appunto, il Classless Interdomain Routing (CIDR), l’utilizzo di indirizzi IP privati e il Network Address Translation (NAT). La soluzione definitiva sarà l’utilizzo del protocollo IPv6 che avrà un’astensione di 128bit per gli indirizzi di rete (quindi uno spazio di indirizzamento enorme).

In principio era stato deciso di non utilizzare né la prima (subnet zero) né l’ultima subnet (all-one subnet), successivamente è stato consentito l’uso anche di tali subnet, soprattutto in unione alle VLSM. Per non utilizzare la prima subnet sui router cisco basta digitare il comando no ip subnet-zero.

Le VLSM sono utilissime per utilizzare in maniera efficiente subnet con pochi host, in particolare per i collegamenti Point-to-Point con i WAN links in cui si può usare una maschera di 30 bit (/30) con 2 soli host utilizzabili.
Inoltre, l’uso di CIDR e VLSM permette di effettuare l’aggregazione delle rotte o summarization. Tale tecnica consiste nel fornire al router di uscita di una grande organizzazione (ad es. un ISP) un indirizzo che riepiloga le sottoreti raggiungibili da esso riducendo così il carico sul router. Per fare ciò è necessario che gli indirizzi vengano assegnati in maniera gerarchica in modo che gli indirizziriassuntivi” condividano lo stesso ordine superiore bit.

IGRP: caratteristiche, metrica e configurazione

L’Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) è un protocollo distance vector proprietario cisco. Essendo un protocollo distance vector l’IGRP invia aggiornamenti periodici di routing per mantenere la consistenza delle informazioni al variare della rete (per l’inserimento di nuove destinazioni o per identificare reti irraggiungibili).

Gli update di routing dell’IGRP vengono inviati ogni 90 secondi ai router appartenenti allo stesso AS (ricordiamo che l’IGRP è un protocollo IGP). Le caratteristiche principali di tale protocollo sono:

  • adattamento automatico alle variazioni anche in reti con topologia complessa;
  • flessibilità nella gestione di reti con diverse caratteristiche di banda e latenza;
  • scalabilità necessaria per reti molto estese.

Di base l’IGRP sceglie il percorso su cui instradare un pacchetto in base a una metrica basata sulla banda disponibile e sul ritardo. Tuttavia, l’IGRP può essere configurato per tenere conto, oltre che della banda e del ritardo, anche del carico in quel momento e dell’affidabilità della rete.  Tale metrica è, ovviamente, più accurata dell’hop count utilizzato dal RIP per scegliere il percorso di un pacchetto fino a destinazione. Vediamo meglio i parametri principali utilizzati nella metrica per la scelta del percorso:

  • banda: si tiene conto della banda delle reti che si attraversano fino a destinazione;
  • ritardo: ritardo cumulativo calcolato sulle interfacce oltrepassate lungo il percorso;
  • affidabilità: l’affidabilità del collegamento fino a destinazione determinato con lo scambio di informazioni riguardo la raggiungibilità delle reti nel tempo;
  • carico: il carico di un link verso la destinazione misurato in bit/secondo.

L’IGRP implementa le funzioni di holddowns, split horizons e poison reverse updates (già trattati in un precedente articolo). Tale protocollo non supporta le VLSM, supportate invece da un altro protocollo proprietario cisco che è l’EIGRP.

Passiamo adesso alla configurazione del protocollo. Il processo di routing si attiva con il comando router igrp in modalità configurazione (per disabilitarlo basta inserire il comando no router igrp). Perché il comando sia completo bisogna inserire anche un as-number, ovvero un identificativo per il processo IGRP; tutti i router che partecipano al processo di routing devono avere lo stesso as-number. Nel successivo menu bisogna inserire le reti direttamente connesse su cui inviare e ricevere gli update tramite il comando network (esattamente come accade per il RIP). Facciamo un esempio. Vogliamo inserire su un router 2 reti con identificativo di processo 101, i comandi saranno:

Router(config)# router igrp 101
Router(config-router)# network 192.168.10.0
Router(config-router)# network 192.168.11.0

IGP, BGP e caratteristiche dei protocolli di routing

In questo articolo faremo una panoramica sui principali algoritmi di routing e ne descriveremo brevemente le caratteristiche.

I protocolli Interior Gateway Protocol (IGP) sono quei protocolli che lavorano all’interno dello stesso sistema autonomo (AS) per determinare il percorso migliore su cui inviare un pacchetto usando come parametro principale la metrica e il modo in cui tale metrica viene calcolata.
I protocolli exterior routing protocol come il Border Gateway Protocol (BGP) vengono usati per collegare reti differenti appartenenti a diverse organizzazione e, quindi, diversi AS. E’ usato ad esempio tra ISP (internet service provider). Vediamo le caratteristiche di alcuni protocolli, prima IGP e, poi, del BGP.

Il primo protocollo IGP che vedremo è il RIP (Routing Information Protocol) che è un protocollo distance vector che usa come metrica il numero di hop (ovvero di router) che si attraversano per arrivare fino a destinazione. Gli aggiornamenti sulle tabelle di routing vengono inviate di default ogni 30 secondi e, nella prima versione del protocollo, la metrica massima è di 15 hop.
L’Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) è un protocollo distance vector proprietario Cisco. Esso invia di default gli aggiornamenti sulle tabelle di routing e la metrica è calcolata in maniera più complessa rispetto al RIP tenendo in considerazione diversi fattori della rete come la banda, il carico, il ritardo e l’affidabilità.
L’OSPF (Open Shortest Path First) è, al contrario dei primi 2, un protocollo link state. E’ un protocollo non propietario e aperto che utilizzalo l’SPF (Shortest Path First) per calcolare il percorso a costo minimo fino a destinazione. Gli aggiornamenti sulla topologia vengono inviati solamente quando vi sono variazioni della stessa.

L’ultimo protocollo IGP che vediamo in questo breve articolo è l’Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) che è anch’esso un protocollo proprietario Cisco e apporta delle migliorie al protocollo IGRP. E’ un protocollo di routing distance vector migliorato in quanto ha delle caratteristiche prese dai protocolli link state; per questo motivo usa un particolare algoritmo per il calcolo per percorso migliore che prende il nome di Diffusing Update Algorithm (DUAL). Gli aggiornamenti di routing vengono inviati in multicast e solamente quando vi sono variazioni della rete.
Concludiamo vedendo le caratteristiche del BGP. Esso è un protocollo distance vector adattato per l’exterior routing protocol usato nelle comunicazioni tra ISP e ISP o tra ISP e clienti. Ha il compito di indirizzare il traffico internet tra i sistemi autonomi.

Nei prossimi articoli parleremo più in dettagli dei vari protocolli IGP vedendone la configurazione sui route Cisco.