¿Qué es el enrutamiento entre dominios sin clases (CIDR)? Significado, funcionamiento, ventajas y desventajas

Introducción al enrutamiento interdominio sin clases (CIDR)

El CIDR, o enrutamiento interdominio sin clases, es un método especial que agrupa varios rangos de direcciones IP en una red. Este enfoque también se conoce como «supernetworking»; es necesario para minimizar el tamaño de la tabla de enrutamiento y aumentar el número de direcciones IP en las redes corporativas.

A todos los ordenadores conectados a Internet se les asigna una dirección IP específica. Mediante este número se puede localizar cualquier punto final en Internet, y los dispositivos pueden interactuar entre sí.

El CIDR es necesario para distribuir eficazmente las direcciones IP y garantizar cierta flexibilidad en las redes. Este método se utiliza para asignar direcciones IP con el fin de garantizar la eficiencia en el enrutamiento de datos.   

Cómo funciona el CIDR

Antes de entrar en todos los detalles sobre el CIDR, empecemos por comprender la esencia de las direcciones IP. Estas se componen de dos partes, a saber:

• Dirección de host. Esta parte consta de varios números necesarios para identificar un dispositivo o host en la red.
• La dirección de red. Esta cifra es necesaria para identificar la red.

Inicialmente, las direcciones IP se asignaban exclusivamente mediante el sistema de direccionamiento por clases. La longitud de la dirección era bastante fija, al igual que el número de bits necesarios.  

Resumen del direccionamiento por clases

El direccionamiento por clases, también conocido como IPv4, tiene 32 bits. Cada secuencia numérica está separada por un punto y contiene solo 8 bits. Mediante este sistema de clases, se podía elegir entre los siguientes tipos de IPv4:

• Clase A. Este tipo se caracteriza por tener 8 bits de prefijo de red. Por ejemplo, 87.2.0.2, donde 87 es la dirección de red y 2.0.2 es la dirección de host.
• Clase B. Este tipo tiene 16 bits. Por ejemplo, 456.23.0.4, donde 456.23 es la dirección de red y 0.4 es la dirección del host.
• Clase C. Esta clase tiene 24 bits. Por ejemplo, en la dirección 456.234.3.200, 456.234.3 es la dirección de red y 200 es la dirección de host.

Introducción al direccionamiento sin clases

La particularidad del direccionamiento sin clases radica en el uso de VLSM, o enmascaramiento de subredes de longitud variable. Esto significa que se puede modificar la proporción de bits en la dirección de host y de red. La máscara de subred funciona dividiendo las direcciones IP en bits de host y bits de red.

Mediante VLSM se puede modificar el espacio IP en subredes de distintos tamaños. Cada subred puede tener un número diferente de hosts y direcciones IP. Una dirección IP sin clases tiene un sufijo que determina el número de bits de una dirección IP convencional. Por ejemplo, 456.8.0.0/30 es una dirección; la primera parte (456.8.0) es la dirección de red.  

Limitaciones del direccionamiento por clases

• Flexibilidad limitada en el uso de direcciones IP. Esto significa que todos los tipos de direccionamiento por clases solo pueden admitir un número determinado de dispositivos. Por ejemplo, la clase B puede admitir algo más de 65 000 hosts; la clase A, más de 16 000 000 de hosts; y la clase C, 254 hosts.

Esta situación se ha vuelto extremadamente incómoda para muchos usuarios. Imaginemos una empresa con 300 dispositivos que no puede utilizar la clase C, por lo que recurre a la clase B y tiene mucho espacio IP sin utilizar.

• Limitaciones en el diseño de redes. En caso de que fuera necesario agrupar redes, esta posibilidad no estaba al alcance de los usuarios.  

Cómo funciona el CIDR

El CIDR permite a los routers de red dirigir los paquetes de información al dispositivo adecuado en función de la subred. Las direcciones IP no se clasifican como en el enfoque por clases, sino que las direcciones de los hosts y las redes se determinan según el sufijo CIDR.

Distribución de bloques CIDR

Un bloque es un rango de direcciones IP que pertenecen a un mismo prefijo de red y tienen el mismo número de bits. Por lo tanto, un bloque grande tiene un sufijo pequeño y contiene más direcciones IP.

El proceso funciona de la siguiente manera: la IANA (Organización de Asignación de Números) distribuye los bloques grandes entre los RIR (registros regionales). A continuación, los registros regionales distribuyen bloques pequeños entre los LIR (registros locales). La siguiente etapa consiste en la redistribución para uso corporativo. Los usuarios particulares pueden solicitar estos bloques a su proveedor de Internet.

Gracias al CIDR, las direcciones IP se representan en el sistema binario. Los bloques son extremadamente importantes, ya que permiten agrupar conjuntos de direcciones y utilizarlos como un todo. Esto significa que varias direcciones IP dentro de un bloque comparten una secuencia de bits.

En lo que respecta a IPv4, en este caso los bloques CIDR utilizan una sintaxis casi idéntica a la de IPv4. Por ejemplo, una dirección IP puede tener el formato 453.234.0.9. Tras dicha dirección debe aparecer una barra inclinada y un número que indica la cantidad de bits comunes.

Los bloques CIDR también se pueden utilizar para IPv6; la sintaxis de estas direcciones es prácticamente la misma que en IPv4. Sin embargo, la longitud del prefijo puede oscilar entre 0 y 128. Este número determina el número de bits comunes.

Estos bloques son extremadamente importantes para agrupar y gestionar las direcciones IP. Además, contribuyen a simplificar la toma de decisiones en materia de enrutamiento.

Como ya hemos mencionado, el proceso de asignación de bloques consta de varias etapas y en él participan varias organizaciones. Veamos, pues, en detalle estas etapas.

El papel de la Administración de Asignación de Números en Internet (IANA)

La Administración de Asignación de Números se encarga de distribuir direcciones CIDR con prefijos cortos y largos entre los registros regionales. El bloque más grande posible es el /8, que puede contener más de 16 millones de direcciones.

Funciones de los registros regionales de Internet (RIR)

La siguiente etapa después de la IANA son los registros regionales. Entre los registros regionales destacan ARIN o RIPE NCC. Se encargan de la gestión de las direcciones IP en función de cada región geográfica concreta. Tras recibir enormes bloques de la IANA, en esta etapa distribuyen subredes más pequeñas.

Funciones de los registros locales de Internet (LIR)

Tras los registros regionales, el siguiente paso son los registros locales, que distribuyen las direcciones IP entre las redes de los usuarios en las regiones locales. El tamaño de la subred se elige en función de las necesidades de la red.

Asignación de direcciones IP a los proveedores de Internet y a los usuarios finales

Si una red cuenta con un único proveedor, recibe las direcciones IP de este. En los casos en los que existen varios proveedores, es posible obtener un espacio de direcciones independiente del proveedor a través de los registros regionales.

Bloques CIDR en IPv4

En CIDR, las subredes se utilizan para representar grupos de direcciones IP. En la dirección inicial de la subred, todos los bits tienen el valor «cero». Esta primera dirección cumple la función de reservar la red. La última dirección contiene «unes» en los bits. Esto crea una dirección de difusión para la red. Esto significa que los usuarios individuales no pueden acceder a la primera ni a la última dirección de la red. Todas las demás direcciones están disponibles para los hosts.

Para un uso más eficiente del espacio, se admiten subredes más pequeñas. El problema radica en que las subredes no proporcionan direcciones debido a la existencia de direcciones de difusión y redes reservadas. La única excepción a esta regla es la RFC 3021.

Bloques CIDR en IPv6

La principal característica de IPv6, en comparación con el IPv4 analizado anteriormente, es que admite un mayor número de direcciones IP. IPv6 consta de 8 conjuntos de valores hexadecimales, separados por dos puntos.  Los bloques CIDR en IPv6 son necesarios para la agregación de direcciones con diferentes prefijos.

Gracias a este enfoque, es posible generalizar las rutas a nivel global y garantizar un número suficiente de bloques de direcciones. La subred estándar en IPv6 es un bloque /64. Este tamaño es necesario para la autoconfiguración de direcciones, lo que permite configurar las direcciones sin la intervención directa de los usuarios.

Ventajas e inconvenientes de CIDR

Ventajas clave de CIDR

• Minimización de la pérdida de direcciones IP. Con CIDR se puede utilizar un número concreto de direcciones IP, minimizando así su pérdida.
• Transmisión sencilla de datos. La división eficaz de las subredes, así como su sencilla agrupación y creación, son fundamentales para la transmisión de datos.
• La flexibilidad en el despliegue de superredes, algo que no se podía lograr con la arquitectura estándar de enmascaramiento, supone una ventaja significativa.
• Creación de una VPC. Las direcciones CIDR se utilizan según sea necesario para la transmisión de datos entre dispositivos.  

Posibles inconvenientes de CIDR

• Seguridad. Sin los conocimientos técnicos adecuados, la aplicación de algunas medidas de seguridad estándar puede resultar algo más compleja.
• Complejidad. La gestión y la implementación pueden no resultar un proceso sencillo para los administradores noveles.
• Compatibilidad. Existen dispositivos de red obsoletos que pueden no ser compatibles con CIDR.

Resumen y conclusiones

CIDR es un método eficaz para la asignación de direcciones IP que puede contribuir de manera significativa a minimizar el desperdicio de espacio y a aumentar la eficiencia. Para definir los prefijos con mayor precisión, este enfoque es compatible con VLSM. Además, los usuarios disfrutan de una gran flexibilidad con respecto a los prefijos de cualquier longitud. Por supuesto, este método también tiene algunas desventajas, por lo que es mejor tener en cuenta tanto las ventajas como los inconvenientes antes de implementarlo.