home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ WINMX Assorted Textfiles / Ebooks.tar / Text - Tech - Networking - Semeria, Chuck - Understanding IP Adressing - Everything You Ever Wanted To Know (TXT).zip / Understanding IP Addressing.txt
Text File  |  2003-12-17  |  116KB  |  2,736 lines

  1. Understanding IP Addressing: Everything You Ever Wanted To Know
  2.  
  3. By Chuck Semeria
  4.  
  5. Introduction
  6. In the mid-1990s, the Internet is a dramatically different
  7. network than when it was first established in the early
  8. 1980s. Today, the Internet has entered the public
  9. consciousness as the world's largest public data network,
  10. doubling in size every nine months. This is reflected
  11. in the tremendous popularity of the World Wide Web
  12. (WWW), the opportunities that businesses see in reaching
  13. customers from virtual storefronts, and the emergence
  14. of new types and methods of doing business. It is clear
  15. that expanding business and social awareness will continue
  16. to increase public demand for access to resources on
  17. the Internet.
  18.  
  19. There is a direct relationship between the value of
  20. the Internet and the number of sites connected to the
  21. Internet. As the Internet grows, the value of each
  22. site's connection to the Internet increases because
  23. it provides the organization with access to an ever
  24. expanding user/customer population.
  25.  
  26. Internet Scaling Problems
  27. Over the past few years, the Internet has experienced
  28. two major scaling issues as it has struggled to provide
  29. continuous and uninterrupted growth:
  30.  
  31.  The eventual exhaustion of the IPv4 address space
  32.  The ability to route traffic between the ever increasing
  33. number of networks that comprise the Internet
  34.  
  35.  
  36.  
  37. The first problem is concerned with the eventual depletion
  38. of the IP address space. The current version of IP,
  39. IP version 4 (IPv4), defines a 32-bit address which
  40. means that there are only 232 (4,294,967,296) IPv4
  41. addresses available. This might seem like a large number
  42. of addresses, but as new markets open and a significant
  43. portion of the world's population becomes candidates
  44. for IP addresses, the finite number of IP addresses
  45. will eventually be exhausted.
  46.  
  47. The address shortage problem is aggravated by the fact
  48. that portions of the IP address space have not been
  49. efficiently allocated. Also, the traditional model
  50. of classful addressing does not allow the address space
  51. to be used to its maximum potential. The Address Lifetime
  52. Expectancy (ALE) Working Group of the IETF has expressed
  53. concerns that if the current address allocation policies
  54. are not modified, the Internet will experience a near
  55. to medium term exhaustion of its unallocated address
  56. pool. If the Internet's address supply problem is not
  57. solved, new users may be unable to connect to the global
  58. Internet!
  59.  
  60.  
  61. Figure 1: Assigned and Allocated Network Numbers
  62.  
  63. The second problem is caused by the rapid growth in
  64. the size of the Internet routing tables. Internet backbone
  65. routers are required to maintain complete routing information
  66. for the Internet. Over recent years, routing tables
  67. have experienced exponential growth as increasing numbers
  68. of organizations connect to the Internet - in December
  69. 1990 there were 2,190 routes, in December 1992 there
  70. were 8,500 routes, and in December 1995 there were
  71. 30,000+ routes.
  72.  
  73.  
  74. Figure 2: Growth of Internet Routing Tables
  75.  
  76. Unfortunately, the routing problem cannot be solved
  77. by simply installing more router memory and increasing
  78. the size of the routing tables. Other factors related
  79. to the capacity problem include the growing demand
  80. for CPU horsepower to compute routing table/topology
  81. changes, the increasingly dynamic nature of WWW connections
  82. and their effect on router forwarding caches, and the
  83. sheer volume of information that needs to be managed
  84. by people and machines. If the number of entries in
  85. the global routing table is allowed to increase without
  86. bounds, core routers will be forced to drop routes
  87. and portions of the Internet will become unreachable!
  88.  
  89. The long term solution to these problems can be found
  90. in the widespread deployment of IP Next Generation
  91. (IPng or IPv6) towards the turn of the century. However,
  92. while the Internet community waits for IPng, IPv4 will
  93. need to be patched and modified so that the Internet
  94. can continue to provide the universal connectivity
  95. we have come to expect. This patching process may cause
  96. a tremendous amount of pain and may alter some of our
  97. fundamental concepts about the Internet.
  98.  
  99. Classful IP Addressing
  100. When IP was first standardized in September 1981, the
  101. specification required that each system attached to
  102. an IP-based internet be assigned a unique, 32-bit Internet
  103. address value. Some systems, such as routers which
  104. have interfaces to more than one network, must be assigned
  105. a unique IP address for each network interface.
  106. The first part of an Internet address identifies the
  107. network on which the host resides, while the second
  108. part identifies the particular host on the given network.
  109. This created the two-level addressing hierarchy which
  110. is illustrated in Figure 3.
  111.  
  112.  
  113. Figure 3: Two-Level Internet Address Structure
  114.  
  115. In recent years, the network-number field has been referred
  116. to as the "network-prefix" because the leading
  117. portion of each IP address identifies the network number.
  118. All hosts on a given network share the same network-prefix
  119. but must have a unique host-number. Similarly, any
  120. two hosts on different networks must have different
  121. network-prefixes but may have the same host-number.
  122.  
  123. Primary Address Classes
  124. In order to provide the flexibility required to support
  125. different size networks, the designers decided that
  126. the IP address space should be divided into three different
  127. address classes - Class A, Class B, and Class C. This
  128. is often referred to as "classful" addressing
  129. because the address space is split into three predefined
  130. classes, groupings, or categories. Each class fixes
  131. the boundary between the network-prefix and the host-number
  132. at a different point within the 32-bit address. The
  133. formats of the fundamental address classes are illustrated
  134. in Figure 4.
  135.  
  136.  
  137. Figure 4: Principle Classful IP Address Formats
  138.  
  139. One of the fundamental features of classful IP addressing
  140. is that each address contains a self-encoding key that
  141. identifies the dividing point between the network-prefix
  142. and the host-number. For example, if the first two
  143. bits of an IP address are 1-0, the dividing point falls
  144. between the 15th and 16th bits. This simplified the
  145. routing system during the early years of the Internet
  146. because the original routing protocols did not supply
  147. a "deciphering key" or "mask" with
  148. each route to identify the length of the network-prefix.
  149.  
  150. Class A Networks (/8 Prefixes)
  151. Each Class A network address has an 8-bit network-prefix
  152. with the highest order bit set to 0 and a seven-bit
  153. network number, followed by a 24-bit host-number. Today,
  154. it is no longer considered 'modern' to refer to a Class
  155. A network. Class A networks are now referred to as
  156. "/8s" (pronounced "slash eight"
  157. or just "eights") since they have an 8-bit
  158. network-prefix.
  159.  
  160. A maximum of 126 (27 -2) /8 networks can be defined.
  161. The calculation requires that the 2 is subtracted because
  162. the /8 network 0.0.0.0 is reserved for use as the default
  163. route and the /8 network 127.0.0.0 (also written 127/8
  164. or 127.0.0.0/8) has been reserved for the "loopback"
  165. function. Each /8 supports a maximum of 16,777,214
  166. (224 -2) hosts per network. The host calculation requires
  167. that 2 is subtracted because the all-0s ("this
  168. network") and all-1s ("broadcast") host-numbers
  169. may not be assigned to individual hosts.
  170.  
  171. Since the /8 address block contains 231 (2,147,483,648
  172. ) individual addresses and the IPv4 address space contains
  173. a maximum of 232 (4,294,967,296) addresses, the /8
  174. address space is 50% of the total IPv4 unicast address
  175. space.
  176.  
  177. Class B Networks (/16 Prefixes)
  178. Each Class B network address has a 16-bit network-prefix
  179. with the two highest order bits set to 1-0 and a 14-bit
  180. network number, followed by a 16-bit host-number. Class
  181. B networks are now referred to as"/16s" since
  182. they have a 16-bit network-prefix.
  183.  
  184. A maximum of 16,384 (214 ) /16 networks can be defined
  185. with up to 65,534 (216 -2) hosts per network. Since
  186. the entire /16 address block contains 230 (1,073,741,824)
  187. addresses, it represents 25% of the total IPv4 unicast
  188. address space.
  189.  
  190. Class C Networks (/24 Prefixes)
  191. Each Class C network address has a 24-bit network-prefix
  192. with the three highest order bits set to 1-1-0 and
  193. a 21-bit network number, followed by an 8-bit host-number.
  194. Class C networks are now referred to as "/24s"
  195. since they have a 24-bit network-prefix.
  196.  
  197. A maximum of 2,097,152 (221 ) /24 networks can be defined
  198. with up to 254 (28 -2) hosts per network. Since the
  199. entire /24 address block contains 229 (536,870,912)
  200. addresses, it represents 12.5% (or 1/8th) of the total
  201. IPv4 unicast address space.
  202.  
  203. Other Classes
  204. In addition to the three most popular classes, there
  205. are two additional classes. Class D addresses have
  206. their leading four-bits set to 1-1-1-0 and are used
  207. to support IP Multicasting. Class E addresses have
  208. their leading four-bits set to 1-1-1-1 and are reserved
  209. for experimental use.
  210.  
  211. Dotted-Decimal Notation
  212. To make Internet addresses easier for human users to
  213. read and write, IP addresses are often expressed as
  214. four decimal numbers, each separated by a dot. This
  215. format is called "dotted-decimal notation."
  216.  
  217. Dotted-decimal notation divides the 32-bit Internet
  218. address into four 8-bit (byte) fields and specifies
  219. the value of each field independently as a decimal
  220. number with the fields separated by dots. Figure 5
  221. shows how a typical /16 (Class B) Internet address
  222. can be expressed in dotted decimal notation.
  223.  
  224.  
  225. Figure 5: Dotted-Decimal Notation
  226.  
  227. Table 1 displays the range of dotted-decimal values
  228. that can be assigned to each of the three principle
  229. address classes. The "xxx" represents the
  230. host-number field of the address which is assigned
  231. by the local network administrator.
  232.  
  233.  
  234. Table 1: Dotted-Decimal Ranges for Each Address Class
  235.  
  236. Unforeseen Limitations to Classful Addressing
  237. The original designers never envisioned that the Internet
  238. would grow into what it has become today. Many of the
  239. problems that the Internet is facing today can be traced
  240. back to the early decisions that were made during its
  241. formative years.
  242.  
  243.  During the early days of the Internet, the seemingly
  244. unlimited address space allowed IP addresses to be
  245. allocated to an organization based on its request rather
  246. than its actual need. As a result, addresses were freely
  247. assigned to those who asked for them without concerns
  248. about the eventual depletion of the IP address space.
  249.  The decision to standardize on a 32-bit address space
  250. meant that there were only 232
  251. (4,294,967,296) IPv4 addresses available. A decision
  252. to support a slightly larger address space would have
  253. exponentially increased the number of addresses thus
  254. eliminating the current address shortage problem.
  255.  The classful A, B, and C octet boundaries were easy
  256. to understand and implement, but they did not foster
  257. the efficient allocation of a finite address space.
  258. Problems resulted from the lack of a network class
  259. that was designed to support medium-sized organizations.
  260. A /24, which supports 254 hosts, is too small while
  261. a /16, which supports 65,534 hosts, is too large. In
  262. the past, the Internet has assigned sites with several
  263. hundred hosts a single /16 address instead of a couple
  264. of /24s addresses. Unfortunately, this has resulted
  265. in a premature depletion of the /16 network address
  266. space. The only readily available addresses for medium-size
  267. organizations are /24s which have the potentially negative
  268. impact of increasing the size of the global Internet's
  269. routing table.
  270.  
  271.  
  272.  
  273. The subsequent history of Internet addressing is focused
  274. on a series of steps that overcome these addressing
  275. issues and have supported the growth of the global
  276. Internet.
  277.  
  278. Additional Practice with Classful Addressing
  279. Please turn to Appendix B for practical exercises to
  280. further your understanding of Classful IP Addressing.
  281.  
  282. Subnetting
  283. In 1985, RFC 950 defined a standard procedure to support
  284. the subnetting, or division, of a single Class A, B,
  285. or C network number into smaller pieces. Subnetting
  286. was introduced to overcome some of the problems that
  287. parts of the Internet were beginning to experience
  288. with the classful two-level addressing hierarchy:
  289.  
  290.  Internet routing tables were beginning to grow.
  291.  Local administrators had to request another network
  292. number from the Internet before a new network could
  293. be installed at their site.
  294.  
  295.  
  296. Both of these problems were attacked by adding another
  297. level of hierarchy to the IP addressing structure.
  298. Instead of the classful two-level hierarchy, subnetting
  299. supports a three-level hierarchy. Figure 6 illustrates
  300. the basic idea of subnetting which is to divide the
  301. standard classful host-number field into two parts
  302. - the subnet-number and the host-number on that subnet.
  303.  
  304.  
  305. Figure 6: Subnet Address Hierarchy
  306.  
  307. Subnetting attacked the expanding routing table problem
  308. by ensuring that the subnet structure of a network
  309. is never visible outside of the organization's private
  310. network. The route from the Internet to any subnet
  311. of a given IP address is the same, no matter which
  312. subnet the destination host is on. This is because
  313. all subnets of a given network number use the same
  314. network-prefix but different subnet numbers. The routers
  315. within the private organization need to differentiate
  316. between the individual subnets, but as far as the Internet
  317. routers are concerned, all of the subnets in the organization
  318. are collected into a single routing table entry. This
  319. allows the local administrator to introduce arbitrary
  320. complexity into the private network without affecting
  321. the size of the Internet's routing tables.
  322.  
  323. Subnetting overcame the registered number issue by assigning
  324. each organization one (or at most a few) network number(s)
  325. from the IPv4 address space. The organization was then
  326. free to assign a distinct subnetwork number for each
  327. of its internal networks. This allows the organization
  328. to deploy additional subnets without needing to obtain
  329. a new network number from the Internet.
  330.  
  331.  
  332. Figure 7: Subnetting Reduces the Routing Requirements
  333. of the Internet
  334. In Figure 7, a site with several logical networks uses
  335. subnet addressing to cover them with a single /16 (Class
  336. B) network address. The router accepts all traffic
  337. from the Internet addressed to network 130.5.0.0, and
  338. forwards traffic to the interior subnetworks based
  339. on the third octet of the classful address. The deployment
  340. of subnetting within the private network provides several
  341. benefits:
  342.  
  343.  The size of the global Internet routing table does
  344. not grow because the site administrator does not need
  345. to obtain additional address space and the routing
  346. advertisements for all of the subnets are combined
  347. into a single routing table entry.
  348.  The local administrator has the flexibility to deploy
  349. additional subnets without obtaining a new network
  350. number from the Internet.
  351.  Route flapping (i.e., the rapid changing of routes)
  352. within the private network does not affect the Internet
  353. routing table since Internet routers do not know about
  354. the reachability of the individual subnets - they just
  355. know about the reachability of the parent network number.
  356.  
  357.  
  358.  
  359. Extended-Network-Prefix
  360. Internet routers use only the network-prefix of the
  361. destination address to route traffic to a subnetted
  362. environment. Routers within the subnetted environment
  363. use the extended-network- prefix to route traffic between
  364. the individual subnets. The extended-network-prefix
  365. is composed of the classful network-prefix and the
  366. subnet-number.
  367.  
  368.  
  369. Figure 8: Extended-Network-Prefix
  370.  
  371. The extended-network-prefix has traditionally been identified
  372. by the subnet mask. For example, if you have the /16
  373. address of 130.5.0.0 and you want to use the entire
  374. third octet to represent the subnet-number, you need
  375. to specify a subnet mask of 255.255.255.0. The bits
  376. in the subnet mask and the Internet address have a
  377. one-to-one correspondence. The bits of the subnet mask
  378. are set to 1 if the system examining the address should
  379. treat the corresponding bit in the IP address as part
  380. of the extended-network- prefix. The bits in the mask
  381. are set to 0 if the system should treat the bit as
  382. part of the host-number. This is illustrated if Figure
  383. 9.
  384.  
  385.  
  386. Figure 9: Subnet Mask
  387.  
  388. The standards describing modern routing protocols often
  389. refer to the extended-network-prefix- length rather
  390. than the subnet mask. The prefix length is equal to
  391. the number of contiguous one-bits in the traditional
  392. subnet mask. This means that specifying the network
  393. address 130.5.5.25 with a subnet mask of 255.255.255.0
  394. can also be expressed as 130.5.5.25/24. The /<prefix-length>
  395. notation is more compact and easier to understand than
  396. writing out the mask in its traditional dotted-decimal
  397. format. This is illustrated in Figure 10.
  398.  
  399.  
  400. Figure 10: Extended-Network-Prefix Length
  401.  
  402. However, it is important to note that modern routing
  403. protocols still carry the subnet mask. There are no
  404. Internet standard routing protocols that have a one-byte
  405. field in their header that contains the number of bits
  406. in the extended-network prefix. Rather, each routing
  407. protocol is still required to carry the complete four-octet
  408. subnet mask.
  409.  
  410. Subnet Design Considerations
  411. The deployment of an addressing plan requires careful
  412. thought on the part of the network administrator. There
  413. are four key questions that must be answered before
  414. any design should be undertaken:
  415. 1) How many total subnets does the organization need
  416. today?
  417. 2) How many total subnets will the organization need
  418. in the future?
  419. 3) How many hosts are there on the organization's largest
  420. subnet today?
  421. 4) How many hosts will there be on the organization's
  422. largest subnet in the future?
  423.  
  424. The first step in the planning process is to take the
  425. maximum number of subnets required and round up to
  426. the nearest power of two. For example, if a organization
  427. needs 9 subnets, 23 (or 8) will not provide enough
  428. subnet addressing space, so the network administrator
  429. will need to round up to 24 (or 16). When performing
  430. this assessment, it is critical that the network administrator
  431. always allow adequate room for future growth. For example,
  432. if 14 subnets are required today, then 16 subnets might
  433. not be enough in two years when the 17th subnet needs
  434. to be deployed. In this case, it might be wise to allow
  435. for more growth and select 25 (or 32) as the maximum
  436. number of subnets.
  437.  
  438. The second step is to make sure that there are enough
  439. host addresses for the organization's largest subnet.
  440. If the largest subnet needs to support 50 host addresses
  441. today, 25 (or 32) will not provide enough host address
  442. space so the network administrator will need to round
  443. up to 26 (or 64).
  444.  
  445. The final step is to make sure that the organization's
  446. address allocation provides enough bits to deploy the
  447. required subnet addressing plan. For example, if the
  448. organization has a single /16, it could easily deploy
  449. 4-bits for the subnet-number and 6-bits for the host
  450. number. However, if the organization has several /24s
  451. and it needs to deploy 9 subnets, it may be required
  452. to subnet each of its /24s into four subnets (using
  453. 2 bits) and then build the internet by combining the
  454. subnets of 3 different /24 network numbers. An alternative
  455. solution, would be to deploy network numbers from the
  456. private address space (RFC 1918) for internal connectivity
  457. and use a Network Address Translator (NAT) to provide
  458. external Internet access.
  459.  
  460. Subnet Example #1
  461.  
  462. Given
  463. An organization has been assigned the network number
  464. 193.1.1.0/24 and it needs to define six subnets. The
  465. largest subnet is required to support 25 hosts.
  466.  
  467. Defining the Subnet Mask / Extended-Prefix Length
  468. The first step is to determine the number of bits required
  469. to define the six subnets. Since a network address
  470. can only be subnetted along binary boundaries, subnets
  471. must be created in blocks of powers of two [ 2 (21
  472. ), 4 (22 ), 8 (23 ), 16 (24 ), etc. ]. Thus, it
  473. is impossible to define an IP address block such that
  474. it contains exactly six subnets. For this example,
  475. the network administrator must define a block of 8
  476. (23 ) and have two unused subnets that can be reserved
  477. for future growth.
  478.  
  479. Since 8 = 23 , three bits are required to enumerate
  480. the eight subnets in the block. In this example, the
  481. organization is subnetting a /24 so it will need three
  482. more bits, or a /27, as the extended-network-prefix.
  483. A 27-bit extended-network-prefix can be expressed in
  484. dotted-decimal notation as 255.255.255.224. This is
  485. illustrated in Figure 11.
  486.  
  487.  
  488. Figure 11: Example #1 - Defining the Subnet Mask/Extended-Prefix
  489. Length
  490.  
  491. A 27-bit extended-network-prefix leaves 5 bits to define
  492. host addresses on each subnet. This means that each
  493. subnetwork with a 27-bit prefix represents a contiguous
  494. block of 25 (32) individual IP addresses. However,
  495. since the all-0s and all-1s host addresses cannot be
  496. allocated, there are 30 (25 -2) assignable host addresses
  497. on each subnet.
  498.  
  499. Defining Each of the Subnet Numbers
  500. The eight subnets will be numbered 0 through 7. Throughout
  501. the remainder of this paper, the XXX2 notation indicates
  502. the binary representation of the number. The 3-bit
  503. binary representation of the decimal values 0 through
  504. 7 are: 0 (0002 ), 1 (0012 ), 2 (0102 ), 3 (0112 ),
  505. 4 (1002 ), 5 (1012 ), 6 (1102 ), and 7 (1112 ).
  506.  
  507. In general, to define Subnet #n, the network administrator
  508. places the binary representation of n into the bits
  509. of the subnet-number field. For example, to define
  510. Subnet #6, the network administrator simply places
  511. the binary representation of 6 (1102 ) into the 3-bits
  512. of the subnet-number field.
  513.  
  514. The eight subnet numbers for this example are given
  515. below. The italicized portion of each address identifies
  516. the extended-network-prefix, while the bold digits
  517. identify the 3- bits representing the subnet-number
  518. field:
  519.  
  520. Base Net: 11000001.00000001.00000001 .00000000 = 193.1.1.0/24
  521. Subnet #0: 11000001.00000001.00000001.000 00000 = 193.1.1.0/27
  522. Subnet #1: 11000001.00000001.00000001.001 00000 = 193.1.1.32/27
  523. Subnet #2: 11000001.00000001.00000001.010 00000 = 193.1.1.64/27
  524. Subnet #3: 11000001.00000001.00000001.011 00000 = 193.1.1.96/27
  525. Subnet #4: 11000001.00000001.00000001.100 00000 = 193.1.1.128/27
  526.  
  527. Subnet #5: 11000001.00000001.00000001.101 00000 = 193.1.1.160/27
  528. Subnet #6: 11000001.00000001.00000001.110 00000 = 193.1.1.192/27
  529. Subnet #7: 11000001.00000001.00000001.111 00000 = 193.1.1.224/27
  530.  
  531. An easy way to check if the subnets are correct is to
  532. ensure that they are all multiples of the Subnet #1
  533. address. In this case, all subnets are multiples of
  534. 32: 0, 32, 64, 96, ...
  535.  
  536. The All-0s Subnet and The All-1s Subnet
  537. When subnetting was first defined in RFC 950, it prohibited
  538. the use of the all-0s and the all-1s subnet. The reason
  539. for this restriction was to eliminate situations that
  540. could potentially confuse a classful router. Note that
  541. today a router can be both classless and classful at
  542. the same time - it could be running RIP-1 (a classful
  543. protocol) and BGP-4 (a classless protocol) at the same
  544. time.
  545.  
  546. With respect to the all-0s subnet, a router requires
  547. that each routing table update include the route/<prefix-length>
  548. pair to differentiate between a route to the all-0s
  549. subnet and a route to the entire network. For example,
  550. when using RIP-1 which does not supply a mask or prefix-length
  551. with each route, the routing advertisements for subnet
  552. 193.1.1.0/27 and for network 193.1.1.0/24 are identical
  553. - 193.1.1.0. Without somehow knowing the prefix-length
  554. or mask, a router cannot tell the difference between
  555. a route to the all-0s subnet and the route to the entire
  556. network! This is illustrated in Figure 12.
  557.  
  558.  
  559. Figure 12: Differentiating Between a Route to the All-0s
  560. Subnet and the Entire Network
  561.  
  562. Regarding the all-1s subnet, a router requires that
  563. each routing table entry include the prefix-length
  564. so that it can determine if a broadcast (directed or
  565. all-subnets) should be sent only to the all-1s subnet
  566. or to the entire network. For example, when the routing
  567. table does not contain a mask or prefix-length for
  568. each route, confusion can occur because the same broadcast
  569. address (193.1.1.255) is used for both for the entire
  570. network 193.1.1.0/24 and the all-1s subnet 193.1.1.224/27.
  571. This is illustrated in Figure 13.
  572.  
  573.  
  574. Figure 13: Identifying a Broadcast to the All-1s Subnet
  575. and the Entire Network
  576.  
  577. Note that by default, NETBuilder® software permits the
  578. forwarding of traffic to a directed broadcast address
  579. but does not forward traffic to the all-subnets broadcast
  580. address. The network administrator can modify this
  581. behavior via the -IP CONTrol parameter switches FwdSubnetBcast
  582. | NoFwdSubnetBcast and FwdAllSubnetBcast | NoFwdAllSubnetBcast.
  583.  
  584. With the development of routing protocols that supply
  585. the mask or prefix-length with each route, the address
  586. space defined by the all-0s and all-1s subnets is once
  587. again usable despite the cautions in RFC 950. As a
  588. result, vendors have begun to accommodate user demand
  589. and permit the configuration of the all-0s and all-1s
  590. subnets on router interfaces. There are three factors
  591. that determine when these subnets can be used with
  592. NETBuilder software.
  593.  
  594.  The interior gateway protocol (IGP)
  595.  The version number of the NETBuilder software release
  596.  The capabilities of other routers in the organization's
  597. network.
  598.  
  599.  
  600. To support the deployment of the all-0s and all-1s subnets,
  601. the IGP must either carry extended-network-prefixes
  602. or have a mechanism to map each route to its extended-network-
  603. prefix. Both OSPF and I-IS-IS carry extended-network-prefixes,
  604. so they support the deployment of the all-0s and all-1s
  605. subnets in arbitrarily complex topologies. RIP-1 does
  606. not carry extended-network-prefixes but the RcvSubnetMask
  607. parameter along with the -RIPIP CONTrol (..[Aggregate|
  608. NoAggregate], [DeAggregate| NoDeAggregate]) switches
  609. support the deployment of the all-0s and all-1s subnets
  610. in simple topologies.
  611.  
  612. NETBuilder software has taken a phased approach in its
  613. support for the deployment of the all-0s and all-1s
  614. subnets. Table 2 shows the NETBuilder software version
  615. number that first implemented the various features
  616. that support the deployment of these subnets.
  617.  
  618.  
  619. Table 2: NETBuilder Software Features Supporting the
  620. All-0s and All-1s Subnets
  621.  
  622. Finally, the other routers in the organization's network
  623. need to be able to correctly interpret, learn, and
  624. forward traffic to other subnetworks with all-0s and
  625. all-1s in their subnet number field.
  626.  
  627. Defining Host Addresses for Each Subnet
  628. According to Internet practices, the host-number field
  629. of an IP address cannot contain all 0-bits or all 1-bits.
  630. The all-0s host-number identifies the base network
  631. (or subnetwork) number, while the all-1s host-number
  632. represents the broadcast address for the network (or
  633. subnetwork).
  634.  
  635. In our current example, there are 5 bits in the host-number
  636. field of each subnet address. This means that each
  637. subnet represents a block of 30 host addresses (25
  638. -2 = 30, note that the 2 is subtracted because the
  639. all-0s and the all-1s host addresses cannot be used).
  640. The hosts on each subnet are numbered 1 through 30.
  641.  
  642. In general, to define the address assigned to Host #n
  643. of a particular subnet, the network administrator places
  644. the binary representation of n into the subnet's host-number
  645. field. For example, to define the address assigned
  646. to Host #15 on Subnet #2, the network administrator
  647. simply places the binary representation of 15 (011112
  648. ) into the 5-bits of Subnet #2's host-number field.
  649.  
  650. The valid host addresses for Subnet #2 in our example
  651. are given below. The italicized portion of each address
  652. identifies the extended-network-prefix, while the bold
  653. digits identify the 5-bit host-number field:
  654.  
  655. Subnet #2: 11000001.00000001.00000001.010 00000 = 193.1.1.64/27
  656. Host #1: 11000001.00000001.00000001.010 00001 = 193.1.1.65/27
  657. Host #2: 11000001.00000001.00000001.010 00010 = 193.1.1.66/27
  658. Host #3: 11000001.00000001.00000001.010 00011 = 193.1.1.67/27
  659. Host #4: 11000001.00000001.00000001.010 00100 = 193.1.1.68/27
  660. Host #5: 11000001.00000001.00000001.010 00101 = 193.1.1.69/27
  661. .
  662. .
  663. Host #15: 11000001.00000001.00000001.010 01111 = 193.1.1.79/27
  664. Host #16: 11000001.00000001.00000001.010 10000 = 193.1.1.80/27
  665. .
  666. .
  667. Host #27: 11000001.00000001.00000001.010 11011 = 193.1.1.91/27
  668. Host #28: 11000001.00000001.00000001.010 11100 = 193.1.1.92/27
  669. Host #29: 11000001.00000001.00000001.010 11101 = 193.1.1.93/27
  670. Host #30: 11000001.00000001.00000001.010 11110 = 193.1.1.94/27
  671.  
  672. The valid host addresses for Subnet #6 are given below.
  673. The italicized portion of each address identifies the
  674. extended-network-prefix, while the bold digits identify
  675. the 5-bit host-number field:
  676.  
  677. Subnet #6: 11000001.00000001.00000001.110 00000 = 193.1.1.192/27
  678. Host #1: 11000001.00000001.00000001.110 00001 = 193.1.1.193/27
  679. Host #2: 11000001.00000001.00000001.110 00010 = 193.1.1.194/27
  680. Host #3: 11000001.00000001.00000001.110 00011 = 193.1.1.195/27
  681. Host #4: 11000001.00000001.00000001.110 00100 = 193.1.1.196/27
  682. Host #5: 11000001.00000001.00000001.110 00101 = 193.1.1.197/27
  683. .
  684. .
  685. Host #15: 11000001.00000001.00000001.110 01111 = 193.1.1.207/27
  686. Host #16: 11000001.00000001.00000001.110 10000 = 193.1.1.208/27
  687. .
  688. .
  689. Host #27: 11000001.00000001.00000001.110 11011 = 193.1.1.219/27
  690. Host #28: 11000001.00000001.00000001.110 11100 = 193.1.1.220/27
  691. Host #29: 11000001.00000001.00000001.110 11101 = 193.1.1.221/27
  692. Host #30: 11000001.00000001.00000001.110 11110 = 193.1.1.222/27
  693.  
  694. Defining the Broadcast Address for Each Subnet
  695. The broadcast address for Subnet #2 is the all 1's host
  696. address or:
  697.  
  698. 11000001.00000001.00000001.010 11111 = 193.1.1.95
  699.  
  700. Note that the broadcast address for Subnet #2 is exactly
  701. one less than the base address for Subnet #3 (193.1.1.96).
  702. This is always the case - the broadcast address for
  703. Subnet #n is one less than the base address for Subnet
  704. #(n+1).
  705.  
  706. The broadcast address for Subnet #6 is simply the all
  707. 1's host address or:
  708.  
  709. 11000001.00000001.00000001.110 11111 = 193.1.1.223
  710.  
  711. Again, the broadcast address for Subnet #6 is exactly
  712. one less than the base address for Subnet #7 (193.1.1.224).
  713.  
  714. Subnet Example #2
  715. Given
  716. An organization has been assigned the network number
  717. 140.25.0.0/16 and it needs to create a set of subnets
  718. that supports up to 60 hosts on each subnet.
  719.  
  720. Defining the Subnet Mask / Extended-Prefix Length
  721. The first step is to determine the number of bits required
  722. to define 60 hosts on each subnet. Since a block of
  723. host address can only be assigned along binary boundaries,
  724. host address blocks can only be created in powers of
  725. two. This means that it is impossible to create a block
  726. that contains exactly 60 host addresses. To support
  727. 60 hosts, the network administrator must define a minimum
  728. address block of 62 (26 -2) host addresses. However,
  729. this choice would only provide two unused host addresses
  730. on each subnet for future growth. Since this does not
  731. appear to be adequate to support additional growth,
  732. the network administrator elects to define a block
  733. of 126 (27 -2) host addresses and has 66 addresses
  734. on each subnet for future growth. A block of 126 host
  735. addresses requires 7-bits in the host-number field.
  736.  
  737. The next step is to determine the subnet mask/extended-prefix
  738. length. Since 7-bits of the 32-bit IP address are required
  739. for the host-number field, the extended-prefix must
  740. be a /25 (25 = 32-7). A 25-bit extended-network-prefix
  741. can be expressed in dotted-decimal notation as 255.255.255.128.
  742. This is illustrated in Figure 14.
  743.  
  744.  
  745. Figure 14: Example #2 - Defining the Subnet Mask/Extended-Prefix
  746. Length
  747.  
  748. Figure 14 shows that the 25-bit extended-prefix assigns
  749. 9-bits to the subnet number field. Since 29 = 512,
  750. nine bits allow the definition of 512 subnets. Depending
  751. on the organization's requirements, the network administrator
  752. could have elected to assign additional bits to the
  753. host-number field (allowing more hosts on each subnet)
  754. and reduce the number of bits in the subnet-number
  755. field (decreasing the total number of subnets that
  756. can be defined).
  757.  
  758. Although this example creates a rather large number
  759. of subnets, it provides an interesting example because
  760. it illustrates what happens to the dotted-decimal representation
  761. of a subnet address when the subnet-number bits extend
  762. across an octet boundary. It should be mentioned that
  763. the same type of confusion can also occur when the
  764. host-number bits extend across an octet boundary.
  765.  
  766. Defining Each of the Subnet Numbers
  767. The 512 subnets will be numbered 0 through 511. The
  768. 9-bit binary representation of the decimal values 0
  769. through 511 are: 0 (0000000002 ), 1 (0000000012 ),
  770. 2 (0000000102 ), 3 (0000000112 ), ..., 511 (1111111112
  771. ). To define subnet #3, the network administrator places
  772. the binary representation of 3 (0000000112 ) into the
  773. 9-bits of the subnet-number field.
  774. The 512 subnet numbers for this example are given below.
  775. The italicized portion of each address identifies the
  776. extended-network-prefix, while the bold digits identify
  777. the 9- bits representing the subnet-number field:
  778.  
  779. Base Net: 10001100.00011001 .00000000.00000000 = 140.25.0.0/16
  780. Subnet #0: 10001100.00011001.00000000. 0 0000000 = 140.25.0.0/25
  781. Subnet #1: 10001100.00011001.00000000.1 0000000 = 140.25.0.128/25
  782. Subnet #2: 10001100.00011001.00000001.0 0000000 = 140.25.1.0/25
  783. Subnet #3: 10001100.00011001.00000001.1 0000000 = 140.25.1.128/25
  784. Subnet #4: 10001100.00011001.00000010.0 0000000 = 140.25.2.0/25
  785. Subnet #5: 10001100.00011001.00000010.1 0000000 = 140.25.2.128/25
  786. Subnet #6: 10001100.00011001.00000011.0 0000000 = 140.25.3.0/25
  787. Subnet #7: 10001100.00011001.00000011.1 0000000 = 140.25.3.128/25
  788. Subnet #8: 10001100.00011001.00000100.0 0000000 = 140.25.4.0/25
  789. Subnet #9: 10001100.00011001.00000100.1 0000000 = 140.25.4.128/25
  790. .
  791. .
  792. Subnet #510: 10001100.00011001.11111111.0 0000000 = 140.25.255.0/25
  793. Subnet #511: 10001100.00011001.11111111.1 0000000 = 140.25.255.128/25
  794.  
  795. Notice how sequential subnet numbers do not appear to
  796. be sequential when expressed in dotted-decimal notation.
  797. This can cause a great deal of misunderstanding and
  798. confusion since everyone believes that dotted-decimal
  799. notation makes it much easier for human users to understand
  800. IP addressing. In this example, the dotted-decimal
  801. notation obscures rather than clarifies the subnet
  802. numbering scheme!
  803.  
  804. Defining Hosts Addresses for Each Subnet
  805. In this example there are 7 bits in the host-number
  806. field of each subnet address. As discussed earlier,
  807. this means that each subnet represents a block of 126
  808. host addresses. The hosts on each subnet will be numbered
  809. 1 through 126.
  810.  
  811. The valid host addresses for Subnet #3 are given below.
  812. The italicized portion of each address identifies the
  813. extended-network-prefix, while the bold digits identify
  814. the 7-bit host-number field:
  815.  
  816. Subnet #3: 10001100.00011001.00000001.1 0000000 = 140.25.1.128/25
  817. Host #1: 10001100.00011001.00000001.1 0000001 = 140.25.1.129/25
  818. Host #2: 10001100.00011001.00000001.1 0000010 = 140.25.1.130/25
  819. Host #3: 10001100.00011001.00000001.1 0000011 = 140.25.1.131/25
  820. Host #4: 10001100.00011001.00000001.1 0000100 = 140.25.1.132/25
  821. Host #5: 10001100.00011001.00000001.1 0000101 = 140.25.1.133/25
  822. Host #6: 10001100.00011001.00000001.1 0000110 = 140.25.1.134/25
  823. .
  824. .
  825. Host #62: 10001100.00011001.00000001.1 0111110 = 140.25.1.190/25
  826. Host #63: 10001100.00011001.00000001.1 0111111 = 140.25.1.191/25
  827. Host #64: 10001100.00011001.00000001.1 1000000 = 140.25.1.192/25
  828. Host #65: 10001100.00011001.00000001.1 1000001 = 140.25.1.193/25
  829. .
  830. .
  831. Host #123: 10001100.00011001.00000001.1 1111011 = 140.25.1.251/25
  832. Host #124: 10001100.00011001.00000001.1 1111100 = 140.25.1.252/25
  833. Host #125: 10001100.00011001.00000001.1 1111101 = 140.25.1.253/25
  834. Host #126: 10001100.00011001.00000001.1 1111110 = 140.25.1.254/25
  835.  
  836. Defining the Broadcast Address for Each Subnet
  837. The broadcast address for Subnet #3 is the all 1's host
  838. address or:
  839.  
  840. 10001100.00011001.00000001.1 1111111 = 140.25.1.255
  841.  
  842. As is true in general, the broadcast address for Subnet
  843. #3 is exactly one less than the base address for Subnet
  844. #4 (140.25.2.0).
  845.  
  846. Additional Practice with Subnetworks
  847. Please turn to Appendix C for practice exercises to
  848. further your understanding of subnetting.
  849.  
  850. Variable Length Subnet Masks (VLSM)
  851. In 1987, RFC 1009 specified how a subnetted network
  852. could use more than one subnet mask. When an IP network
  853. is assigned more than one subnet mask, it is considered
  854. a network with "variable length subnet masks"
  855. since the extended-network-prefixes have different
  856. lengths.
  857.  
  858. RIP-1 Permits Only a Single Subnet Mask
  859. When using RIP-1, subnet masks have to be uniform across
  860. the entire network-prefix. RIP-1 allows only a single
  861. subnet mask to be used within each network number because
  862. it does not provide subnet mask information as part
  863. of its routing table update messages. In the absence
  864. of this information, RIP-1 is forced to make very simple
  865. assumptions about the mask that should be applied to
  866. any of its learned routes.
  867.  
  868. How does a RIP-1 based router know what mask to apply
  869. to a route when it learns a new route from a neighbor?
  870. If the router has a subnet of the same network number
  871. assigned to a local interface, it assumes that the
  872. learned subnetwork was defined using the same mask
  873. as the locally configured interface. However, if the
  874. router does not have a subnet of the learned network
  875. number assigned to a local interface, the router has
  876. to assume that the network is not subnetted and applies
  877. the route's natural classful mask.
  878.  
  879. Assuming that Port 1 of a router has been assigned the
  880. IP address 130.24.13.1/24 and that Port 2 has been
  881. assigned the IP address 200.14.13.2/24. If the router
  882. learns about network 130.24.36.0 from a neighbor, it
  883. applies a /24 mask since Port 1 is configured with
  884. another subnet of the 130.24.0.0 network. However,
  885. when the router learns about network 131.25.0.0 from
  886. a neighbor, it assumes a "natural" /16 mask
  887. since it has no other masking information available.
  888. How does a RIP-1 based router know if it should include
  889. the subnet-number bits in a routing table update to
  890. a RIP-1 neighbor? A router executing RIP-1 will only
  891. advertise the subnet-number bits on another port if
  892. the update port is configured with a subnet of the
  893. same network number. If the update port is configured
  894. with a different subnet or network number, the router
  895. will only advertise the network portion of the subnet
  896. route and "zero-out" the subnet-number field.
  897.  
  898. For example, assume that Port 1 of a router has been
  899. assigned the IP address 130.24.13.1/24 and that Port
  900. 2 has been assigned the IP address 200.14.13.2/24.
  901. Also, assume that the router has learned about network
  902. 130.24.36.0 from a neighbor. Since Port 1 is configured
  903. with another subnet of the 130.24.0.0 network, the
  904. router assumes that network 130.24.36.0 has a /24 subnet
  905. mask. When it comes to advertise this route, it advertises
  906. 130.24.36.0 on Port 1, but it only advertises 130.24.0.0
  907. on Port 2.
  908.  
  909. For these reasons, RIP-1 is limited to only a single
  910. subnet mask for each network number. However, there
  911. are several advantages to be gained if more than one
  912. subnet mask can be assigned to a given IP network number:
  913.  
  914.  Multiple subnet masks permit more efficient use of
  915. an organization's assigned IP address space.
  916.  Multiple subnet masks permit route aggregation which
  917. can significantly reduce the amount of routing information
  918. at the "backbone" level within an organization's
  919. routing domain.
  920.  
  921.  
  922.  
  923. Efficient Use of the Organization's Assigned IP Address
  924. Space
  925. VLSM supports more efficient use of an organization's
  926. assigned IP address space. One of the major problems
  927. with the earlier limitation of supporting only a single
  928. subnet mask across a given network-prefix was that
  929. once the mask was selected, it locked the organization
  930. into a fixed-number of fixed-sized subnets. For example,
  931. assume that a network administrator decided to configure
  932. the 130.5.0.0/16 network with a /22 extended-network-prefix.
  933.  
  934.  
  935. Figure 15: 130.5.0.0/16 with a /22 Extended-Network
  936. Prefix
  937.  
  938. Please refer to Figure 15. A /16 network with a /22
  939. extended-network prefix permits 64 subnets (26 ),
  940. each of which supports a maximum of 1,022 hosts (2
  941. 10 -2). This is fine if the organization wants to deploy
  942. a number of large subnets, but what about the occasional
  943. small subnet containing only 20 or 30 hosts? Since
  944. a subnetted network could have only a single mask,
  945. the network administrator was still required to assign
  946. the 20 or 30 hosts to a subnet with a 22-bit prefix.
  947. This assignment would waste approximately 1,000 IP
  948. host addresses for each small subnet deployed! Limiting
  949. the association of a network number with a single mask
  950. did not encourage the flexible and efficient use of
  951. an organization's address space.
  952.  
  953. One solution to this problem was to allow a subnetted
  954. network to be assigned more than one subnet mask. Assume
  955. that in the previous example, the network administrator
  956. is also allowed to configure the 130.5.0.0/16 network
  957. with a /26 extended-network-prefix. Please refer to
  958. Figure 16. A /16 network address with a /26 extended-network
  959. prefix permits 1024 subnets (210 ), each of which
  960. supports a maximum of 62 hosts (26 -2). The /26 prefix
  961. would be ideal for small subnets with less than 60
  962. hosts, while the /22 prefix is well suited for larger
  963. subnets containing up to 1000 hosts.
  964.  
  965.  
  966. Figure 16: 130.5.0.0/16 with a /26 Extended-Network
  967. Prefix
  968.  
  969. Route Aggregation
  970. VLSM also allows the recursive division of an organization's
  971. address space so that it can be reassembled and aggregated
  972. to reduce the amount of routing information at the
  973. top level. Conceptually, a network is first divided
  974. into subnets, some of the subnets are further divided
  975. into sub-subnets, and some of the sub-subnets are divided
  976. into sub 2 -subnets. This allows the detailed structure
  977. of routing information for one subnet group to be hidden
  978. from routers in another subnet group.
  979.  
  980. 11.0.0.0./8 11.1.0.0/16
  981. 11.2.0.0/16
  982. 11.3.0.0/16
  983. 11.252.0.0/16
  984. 11.253.0.0/16
  985. 11.254.0.0/16 11.1.1.0/24
  986. 11.1.2.0/24
  987. 11.1.253.0/24
  988. 11.1.254.0/24
  989. 11.253.32.0/19
  990. 11.253.64.0/19
  991. 11.253.160.0/19
  992. 11.253.192.0/19 11.1.253.32/27
  993. 11.1.253.64/27
  994. 11.1.253.160/27
  995. 11.1.253.192/27
  996.  
  997.  
  998. Figure 17: VLSM Permits the Recursive Division of a
  999. Network Prefix
  1000.  
  1001. In Figure 17, the 11.0.0.0/8 network is first configured
  1002. with a /16 extended-network-prefix. The 11.1.0.0/16
  1003. subnet is then configured with a /24 extended-network-prefix
  1004. and the 11.253.0.0/16 subnet is configured with a /19
  1005. extended-network-prefix. Note that the recursive process
  1006. does not require that the same extended-network-prefix
  1007. be assigned at each level of the recursion. Also, the
  1008. recursive sub-division of the organization's address
  1009. space can be carried out as far as the network administrator
  1010. needs to take it.
  1011.  
  1012.  
  1013. Figure 18: VLSM Permits Route Aggregation - Reducing
  1014. Routing Table Size
  1015.  
  1016. Figure 18 illustrates how a planned and thoughtful allocation
  1017. of VLSM can reduce the size of an organization's routing
  1018. tables. Notice how Router D is able to summarize the
  1019. six subnets behind it into a single advertisement (11.1.253.0/24)
  1020. and how Router B is able to aggregate all of subnets
  1021. behind it into a single advertisement. Likewise, Router
  1022. C is able to summarize the six subnets behind it into
  1023. a single advertisement (11.253.0.0/16). Finally, since
  1024. the subnet structure is not visible outside of the
  1025. organization, Router A injects a single route into
  1026. the global Internet's routing table -11.0.0.0/ 8 (or
  1027. 11/8).
  1028.  
  1029. VLSM Design Considerations
  1030. When developing a VLSM design, the network designer
  1031. must recursively ask the same set of questions as for
  1032. a traditional subnet design. The same set of design
  1033. decisions must be made at each level of the hierarchy:
  1034.  
  1035. 1) How many total subnets does this level need today?
  1036. 2) How many total subnets will this level need in the
  1037. future?
  1038. 3) How many hosts are there on this level's largest
  1039. subnet today?
  1040. 4) How many hosts will there be on this level's largest
  1041. subnet be in the future?
  1042.  
  1043. At each level, the design team must make sure that they
  1044. have enough extra bits to support the required number
  1045. of sub-entities in the next and further levels of recursion.
  1046.  
  1047. Assume that a network is spread out over a number of
  1048. sites. For example, if an organization has three campuses
  1049. today it probably needs 3-bits of subnetting (23 =
  1050. 8) to allow the addition of more campuses in the future.
  1051. Now, within each campus, there is likely to be a secondary
  1052. level of subnetting to identify each building. Finally,
  1053. within each building, a third level of subnetting might
  1054. identify each of the individual workgroups. Following
  1055. this hierarchical model, the top level is determined
  1056. by the number of campuses, the mid-level is based on
  1057. the number of buildings at each site, and the lowest
  1058. level is determined by the "maximum number of
  1059. subnets/maximum number of users per subnet" in
  1060. each building.
  1061.  
  1062. The deployment of a hierarchical subnetting scheme requires
  1063. careful planning. It is essential that the network
  1064. designers recursively work their way down through their
  1065. addressing plan until they get to the bottom level.
  1066. At the bottom level, they must make sure that the leaf
  1067. subnets are large enough to support the required number
  1068. of hosts. When the addressing plan is deployed, the
  1069. addresses from each site will be aggregable into a
  1070. single address block that keeps the backbone routing
  1071. tables from becoming too large.
  1072.  
  1073. Requirements for the Deployment of VLSM
  1074. The successful deployment of VLSM has three prerequisites:
  1075.  
  1076.  The routing protocols must carry extended-network-prefix
  1077. information with each route advertisement.
  1078.  All routers must implement a consistent forwarding
  1079. algorithm based on the "longest match."
  1080.  For route aggregation to occur, addresses must be
  1081. assigned so that they have topological significance.
  1082.  
  1083.  
  1084.  
  1085. Routing Protocols Must Carry Extended-Network-Prefix
  1086. Lengths
  1087. Modern routing protocols, such as OSPF and I-IS-IS,
  1088. enable the deployment of VLSM by providing the extended-network-prefix
  1089. length or mask value along with each route advertisement.
  1090. This permits each subnetwork to be advertised with
  1091. its corresponding prefix length or mask. If the routing
  1092. protocols did not carry prefix information, a router
  1093. would have to either assume that the locally configured
  1094. prefix length should be applied, or perform a look-up
  1095. in a statically configured prefix table that contains
  1096. all of the required masking information. The first
  1097. alternative cannot guarantee that the correct prefix
  1098. is applied, and static tables do not scale since they
  1099. are difficult to maintain and subject to human error.
  1100.  
  1101. The bottom line is that if you want to deploy VLSM in
  1102. a complex topology, you must select OSPF or I-IS-IS
  1103. as the Interior Gateway Protocol (IGP) rather than
  1104. RIP-1! It should be mentioned that RIP-2, defined in
  1105. RFC 1388, improves the RIP protocol by allowing it
  1106. to carry extended-network-prefix information. Therefore,
  1107. RIP-2 supports the deployment of VLSM.
  1108.  
  1109. Forwarding Algorithm is Based on the "Longest Match"
  1110. All routers must implement a consistent forwarding algorithm
  1111. based on the "longest match" algorithm. The
  1112. deployment of VLSM means that the set of networks associated
  1113. with extended-network-prefixes may manifest a subset
  1114. relationship. A route with a longer extended-network-prefix
  1115. describes a smaller set of destinations than the same
  1116. route with a shorter extended-network-prefix. As a
  1117. result, a route with a longer extended-network-prefix
  1118. is said to be "more specific" while a route
  1119. with a shorter extended-network-prefix is said to be
  1120. "less specific." Routers must use the route
  1121. with the longest matching extended-network-prefix (most
  1122. specific matching route) when forwarding traffic.
  1123.  
  1124. For example, if a packet's destination IP address is
  1125. 11.1.2.5 and there are three network prefixes in the
  1126. routing table (11.1.2.0/24, 11.1.0.0/16, and 11.0.0.0/8),
  1127. the router would select the route to 11.1.2.0/24. The
  1128. 11.1.2.0/24 route is selected because its prefix has
  1129. the greatest number of corresponding bits in the Destination
  1130. IP address of the packet. This is illustrated in Figure
  1131. 19.
  1132.  
  1133.  
  1134. Figure 19: Best Match is with the Route Having the Longest
  1135. Prefix (Most Specific)
  1136.  
  1137. There is a very subtle but extremely important issue
  1138. here. Since the destination address matches all three
  1139. routes, it must be assigned to a host which is attached
  1140. to the 11.1.2.0/24 subnet. If the 11.1.2.5 address
  1141. is assigned to a host that is attached to the 11.1.0.0/16
  1142. or 11.0.0.0/8 subnet, the routing system will never
  1143. route traffic to the host since the "longest match
  1144. algorithm" assumes that the host is part of the
  1145. 11.1.2.0/24 subnet. This means that great care must
  1146. be taken when assigning host addresses to make sure
  1147. that every host is reachable!
  1148.  
  1149. Topologically Significant Address Assignment
  1150. Since OSPF and I-IS-IS convey the extended-network-prefix
  1151. information with each route, the VLSM subnets can be
  1152. scattered throughout an organization's topology. However,
  1153. to support hierarchical routing and reduce the size
  1154. of an organization's routing tables, addresses should
  1155. be assigned so that they are topologically significant.
  1156.  
  1157. Hierarchical routing requires that addresses be assigned
  1158. to reflect the actual network topology. This reduces
  1159. the amount of routing information by taking the set
  1160. of addresses assigned to a particular region of the
  1161. topology, and aggregating them into a single routing
  1162. advertisement for the entire set. Hierarchical routing
  1163. allows this to be done recursively at various points
  1164. within the hierarchy of the routing topology. If addresses
  1165. do not have a topological significance, aggregation
  1166. cannot be performed and the size of the routing tables
  1167. cannot be reduced. Remember this point when we discuss
  1168. CIDR aggregation later in this paper.
  1169.  
  1170. VLSM Example
  1171.  
  1172. Given
  1173. An organization has been assigned the network number
  1174. 140.25.0.0/16 and it plans to deploy VLSM. Figure 20
  1175. provides a graphic display of the VLSM design for the
  1176. organization.
  1177.  
  1178.  
  1179. Figure 20: Address Strategy for VLSM Example
  1180.  
  1181. The first step of the subnetting process divides the
  1182. base network address into 16 equal-sized address blocks.
  1183. Then Subnet #1 is divided it into 32 equal-sized address
  1184. blocks and Subnet #14 is divided into 16 equal-sized
  1185. address blocks. Finally, Subnet #14-14 is divided into
  1186. 8 equal-sized address blocks.
  1187.  
  1188. Define the 16 Subnets of 140.25.0.0/16
  1189. The first step in the subnetting process divides the
  1190. base network address into 16 equal-size address blocks.
  1191. This is illustrated in Figure 21.
  1192.  
  1193.  
  1194. Figure 21: Define the 16 Subnets for 140.25.0.0/16
  1195.  
  1196. Since 16 = 24 , four bits are required to uniquely
  1197. identify each of the 16 subnets. This means that the
  1198. organization needs four more bits, or a /20, in the
  1199. extended-network-prefix to define the 16 subnets of
  1200. 140.25.0.0/16. Each of these subnets represents a contiguous
  1201. block of 212 (or 4,096) network addresses.
  1202.  
  1203. The 16 subnets of the 140.25.0.0/16 address block are
  1204. given below. The subnets are numbered 0 through 15.
  1205. The italicized portion of each address identifies the
  1206. extended-network- prefix, while the bold digits identify
  1207. the 4-bits representing the subnet-number field:
  1208.  
  1209. Base Network: 10001100.00011001 .00000000.00000000 =
  1210. 140.25.0.0/16
  1211. Subnet #0: 10001100.00011001.0000 0000.00000000 = 140.25.0.0/20
  1212. Subnet #1: 10001100.00011001.0001 0000.00000000 = 140.25.16.0/20
  1213. Subnet #2: 10001100.00011001.0010 0000.00000000 = 140.25.32.0/20
  1214. Subnet #3: 10001100.00011001.0011 0000.00000000 = 140.25.48.0/20
  1215. Subnet #4: 10001100.00011001.0100 0000.00000000 = 140.25.64.0/20
  1216. :
  1217. :
  1218. Subnet #13: 10001100.00011001.1101 0000.00000000 = 140.25.208.0/20
  1219. Subnet #14: 10001100.00011001.1110 0000.00000000 = 140.25.224.0/20
  1220. Subnet #15: 10001100.00011001.1111 0000.00000000 = 140.25.240.0/20
  1221.  
  1222. Define the Host Addresses for Subnet #3 (140.25.48.0/20)
  1223. Let's examine the host addresses that can be assigned
  1224. to Subnet #3 (140.25.48.0/20). This is illustrated
  1225. in Figure 22.
  1226.  
  1227.  
  1228. Figure 22: Define the Host Addresses for Subnet #3 (140.25.48.0/20)
  1229.  
  1230. Since the host-number field of Subnet #3 contains 12
  1231. bits, there are 4,094 valid host addresses (212 -2)
  1232. in the address block. The hosts are numbered 1 through
  1233. 4,094.
  1234. The valid host addresses for Subnet #3 are given below.
  1235. The italicized portion of each address identifies the
  1236. extended-network-prefix, while the bold digits identify
  1237. the 12-bit host-number field:
  1238.  
  1239. Subnet #3: 10001100.00011001.0011 0000.00000000 = 140.25.48.0/20
  1240. Host #1: 10001100.00011001.0011 0000.00000001 = 140.25.48.1/20
  1241. Host #2: 10001100.00011001.0011 0000.00000010 = 140.25.48.2/20
  1242. Host #3: 10001100.00011001.0011 0000.00000011 = 140.25.48.3/20
  1243. :
  1244. :
  1245. Host #4093: 10001100.00011001.0011 1111.11111101 = 140.25.63.253/20
  1246. Host #4094: 10001100.00011001.0011 1111.11111110 = 140.25.63.254/20
  1247.  
  1248. The broadcast address for Subnet #3 is the all 1's host
  1249. address or:
  1250.  
  1251. 10001100.00011001.0011 1111.11111111 = 140.25.63.255
  1252.  
  1253. The broadcast address for Subnet #3 is exactly one less
  1254. than the base address for Subnet #4 (140.25.64.0).
  1255.  
  1256. Define the Sub-Subnets for Subnet #14 (140.25.224.0/20)
  1257. After the base network address is divided into sixteen
  1258. subnets, Subnet #14 is further subdivided into 16 equal-size
  1259. address blocks. This is illustrated in Figure 23.
  1260.  
  1261.  
  1262. Figure 23: Define the Sub-Subnets for Subnet #14 (140.25.224.0/20)
  1263.  
  1264. Since 16 = 24 , four more bits are required to identify
  1265. each of the 16 subnets. This means that the organization
  1266. will need to use a /24 as the extended-network-prefix
  1267. length.
  1268. The 16 subnets of the 140.25.224.0/20 address block
  1269. are given below. The subnets are numbered 0 through
  1270. 15. The italicized portion of each sub-subnet address
  1271. identifies the extended-network-prefix, while the bold
  1272. digits identify the 4-bits representing the sub-subnet-number
  1273. field:
  1274.  
  1275. Subnet #14: 10001100.00011001.1110 0000.00000000 = 140.25.224.0/20
  1276. Subnet #14-0: 10001100.00011001.1110 0000 .00000000 =
  1277. 140.25.224.0/24
  1278. Subnet #14-1: 10001100.00011001.1110 0001 .00000000 =
  1279. 140.25.225.0/24
  1280. Subnet #14-2: 10001100.00011001.1110 0010 .00000000 =
  1281. 140.25.226.0/24
  1282. Subnet #14-3: 10001100.00011001.1110 0011 .00000000 =
  1283. 140.25.227.0/24
  1284. Subnet #14-4: 10001100.00011001.1110 0100 .00000000 =
  1285. 140.25.228.0/24
  1286. :
  1287. :
  1288. Subnet #14-14: 10001100.00011001.1110 1110 .00000000
  1289. = 140.25.238.0/24
  1290. Subnet #14-15: 10001100.00011001.1110 1111 .00000000
  1291. = 140.25.239.0/24
  1292.  
  1293. Define Host Addresses for Subnet #14-3 (140.25.227.0/24)
  1294. Let's examine the host addresses that can be assigned
  1295. to Subnet #14-3 (140.25.227.0/24). This is illustrated
  1296. in Figure 24.
  1297.  
  1298.  
  1299. Figure 24: Define the Host Addresses for Subnet #14-3
  1300. (140.25.227.0/24)
  1301.  
  1302. Each of the subnets of Subnet #14-3 has 8 bits in the
  1303. host-number field. This means that each subnet represents
  1304. a block of 254 valid host addresses (28 -2). The hosts
  1305. are numbered 1 through 254.
  1306.  
  1307. The valid host addresses for Subnet #14-3 are given
  1308. below. The italicized portion of each address identifies
  1309. the extended-network-prefix, while the bold digits
  1310. identify the 8- bit host-number field:
  1311.  
  1312. Subnet #14-3: 10001100.00011001.11100011 .00000000 =
  1313. 140.25.227.0/24
  1314. Host #1 10001100.00011001.11100011 .00000001 = 140.25.227.1/24
  1315. Host #2 10001100.00011001.11100011 .00000010 = 140.25.227.2/24
  1316. Host #3 10001100.00011001.11100011 .00000011 = 140.25.227.3/24
  1317. Host #4 10001100.00011001.11100011 .00000100 = 140.25.227.4/24
  1318. Host #5 10001100.00011001.11100011 .00000101 = 140.25.227.5/24
  1319. .
  1320. .
  1321. Host #253 10001100.00011001.11100011 .11111101 = 140.25.227.253/24
  1322. Host #254 10001100.00011001.11100011 .11111110 = 140.25.227.254/24
  1323.  
  1324. The broadcast address for Subnet #14-3 is the all 1's
  1325. host address or:
  1326.  
  1327. 10001100.00011001.11100011. 11111111 = 140.25.227.255
  1328.  
  1329. The broadcast address for Subnet #14-3 is exactly one
  1330. less than the base address for Subnet #14-4 (140.25.228.0).
  1331.  
  1332. Define the Sub 2 -Subnets for Subnet #14-14 (140.25.238.0/24)
  1333. After Subnet #14 was divided into sixteen subnets, Subnet
  1334. #14-14 is further subdivided into 8 equal-size address
  1335. blocks. This is illustrated in Figure 25.
  1336.  
  1337.  
  1338. Figure 25: Define the Sub 2 -Subnets for Subnet #14-14
  1339. (140.25.238.0/24)
  1340.  
  1341. Since 8 = 23 , three more bits are required to identify
  1342. each of the 8 subnets. This means that the organization
  1343. will need to use a /27 as the extended-network-prefix
  1344. length.
  1345.  
  1346. The 8 subnets of the 140.25.238.0/24 address block are
  1347. given below. The subnets are numbered 0 through 7.
  1348. The italicized portion of each sub-subnet address identifies
  1349. the extended-network-prefix, while the bold digits
  1350. identify the 3-bits representing the subnet 2 -number
  1351. field:
  1352.  
  1353. Subnet #14-14: 10001100.00011001.11101110 .00000000 =
  1354. 140.25.238.0/24
  1355. Subnet#14-14-0: 10001100.00011001.11101110.000 00000
  1356. = 140.25.238.0/27 Subnet#14-14-1: 10001100.00011001.11101110.001 00000
  1357. = 140.25.238.32/27 Subnet#14-14-2: 10001100.00011001.11101110.010 00000
  1358. = 140.25.238.64/27 Subnet#14-14-3: 10001100.00011001.11101110.011 00000
  1359. = 140.25.238.96/27 Subnet#14-14-4: 10001100.00011001.11101110.100 00000
  1360. = 140.25.238.128/27 Subnet#14-14-5: 10001100.00011001.11101110.101 00000
  1361. = 140.25.238.160/27 Subnet#14-14-6: 10001100.00011001.11101110.110 00000
  1362. = 140.25.238.192/27 Subnet#14-14-7: 10001100.00011001.11101110.111 00000
  1363. = 140.25.238.224/27
  1364.  
  1365. Define Host Addresses for Subnet #14-14-2 (140.25.238.64/27)
  1366. Let's examine the host addresses that can be assigned
  1367. to Subnet #14-14-2 (140.25.238.64/27). This is illustrated
  1368. in Figure 26.
  1369.  
  1370.  
  1371. Figure 26: Define the Host Addresses for Subnet #14-14-2
  1372. (140.25.238.64/27)
  1373.  
  1374. Each of the subnets of Subnet #14-14 has 5 bits in the
  1375. host-number field. This means that each subnet represents
  1376. a block of 30 valid host addresses (25 -2). The hosts
  1377. will be numbered 1 through 30.
  1378.  
  1379. The valid host addresses for Subnet #14-14-2 are given
  1380. below. The italicized portion of each address identifies
  1381. the extended-network-prefix, while the bold digits
  1382. identify the 5-bit host-number field:
  1383.  
  1384. Subnet#14-14-2: 10001100.00011001.11101110.010 00000
  1385. = 140.25.238.64/27
  1386. Host #1 10001100.00011001.11101110.010 00001 = 140.25.238.65/27
  1387. Host #2 10001100.00011001.11101110.010 00010 = 140.25.238.66/27
  1388. Host #3 10001100.00011001.11101110.010 00011 = 140.25.238.67/27
  1389. Host #4 10001100.00011001.11101110.010 00100 = 140.25.238.68/27
  1390. Host #5 10001100.00011001.11101110.010 00101 = 140.25.238.69/27
  1391. .
  1392. .
  1393. Host #29 10001100.00011001.11101110.010 11101 = 140.25.238.93/27
  1394. Host #30 10001100.00011001.11101110.010 11110 = 140.25.238.94/27
  1395.  
  1396. The broadcast address for Subnet #14-14-2 is the all
  1397. 1's host address or:
  1398.  
  1399. 10001100.00011001.11011100.010 11111 = 140.25.238.95
  1400.  
  1401. The broadcast address for Subnet #6-14-2 is exactly
  1402. one less than the base address for Subnet #14-14-3
  1403. (140.25.238.96).
  1404.  
  1405. Additional Practice with VLSM
  1406. Please turn to Appendix D for practice exerciss to reinforce
  1407. your understanding of VLSM.
  1408.  
  1409. Classless Inter-Domain Routing (CIDR)
  1410. By 1992, the exponential growth of the Internet was
  1411. beginning to raise serious concerns among members of
  1412. the IETF about the ability of the Internet's routing
  1413. system to scale and support future growth. These problems
  1414. were related to:
  1415.  
  1416.  The near-term exhaustion of the Class B network address
  1417. space
  1418.  The rapid growth in the size of the global Internet's
  1419. routing tables
  1420.  The eventual exhaustion of the 32-bit IPv4 address
  1421. space
  1422.  
  1423.  
  1424.  
  1425. Projected Internet growth figures made it clear that
  1426. the first two problems were likely to become critical
  1427. by 1994 or 1995. The response to these immediate challenges
  1428. was the development of the concept of Supernetting
  1429. or Classless Inter-Domain Routing (CIDR). The third
  1430. problem, which is of a more long-term nature, is currently
  1431. being explored by the IP Next Generation (IPng or IPv6)
  1432. working group of the IETF.
  1433.  
  1434. CIDR was officially documented in September 1993 in
  1435. RFC 1517, 1518, 1519, and 1520. CIDR supports two important
  1436. features that benefit the global Internet routing system:
  1437.  
  1438.  CIDR eliminates the traditional concept of Class A,
  1439. Class B, and Class C network addresses. This enables
  1440. the efficient allocation of the IPv4 address space
  1441. which will allow the continued growth of the Internet
  1442. until IPv6 is deployed.
  1443.  CIDR supports route aggregation where a single routing
  1444. table entry can represent the address space of perhaps
  1445. thousands of traditional classful routes. This allows
  1446. a single routing table entry to specify how to route
  1447. traffic to many individual network addresses. Route
  1448. aggregation helps control the amount of routing information
  1449. in the Internet's backbone routers, reduces route flapping
  1450. (rapid changes in route availability), and eases the
  1451. local administrative burden of updating external routing
  1452. information.
  1453.  
  1454.  
  1455.  
  1456. Without the rapid deployment of CIDR in 1994 and 1995,
  1457. the Internet routing tables would have in excess of
  1458. 70,000 routes (instead of the current 30,000+) and
  1459. the Internet would probably not be functioning today!
  1460.  
  1461. CIDR Promotes the Efficient Allocation of the IPv4 Address
  1462. Space
  1463. CIDR eliminates the traditional concept of Class A,
  1464. Class B, and Class C network addresses and replaces
  1465. them with the generalized concept of a "network-prefix."
  1466. Routers use the network-prefix, rather than the first
  1467. 3 bits of the IP address, to determine the dividing
  1468. point between the network number and the host number.
  1469. As a result, CIDR supports the deployment of arbitrarily
  1470. sized networks rather than the standard 8-bit, 16-
  1471. bit, or 24-bit network numbers associated with classful
  1472. addressing.
  1473.  
  1474. In the CIDR model, each piece of routing information
  1475. is advertised with a bit mask (or prefix-length). The
  1476. prefix-length is a way of specifying the number of
  1477. leftmost contiguous bits in the network-portion of
  1478. each routing table entry. For example, a network with
  1479. 20 bits of network-number and 12-bits of host-number
  1480. would be advertised with a 20-bit prefix length (a
  1481. /20). The clever thing is that the IP address advertised
  1482. with the /20 prefix could be a former Class A, Class
  1483. B, or Class C. Routers that support CIDR do not make
  1484. assumptions based on the first 3-bits of the address,
  1485. they rely on the prefix-length information provided
  1486. with the route.
  1487.  
  1488. In a classless environment, prefixes are viewed as bitwise
  1489. contiguous blocks of the IP address space. For example,
  1490. all prefixes with a /20 prefix represent the same amount
  1491. of address space (212 or 4,096 host addresses). Furthermore,
  1492. a /20 prefix can be assigned to a traditional Class
  1493. A, Class B, or Class C network number. Figure 27 shows
  1494. how each of the following /20 blocks represent 4,096
  1495. host addresses - 10.23.64.0/20, 130.5.0.0/20, and 200.7.128.0/20.
  1496.  
  1497.  
  1498. Figure 27: /20 Bitwise Contiguous Address Blocks
  1499.  
  1500. Table 3 provides information about the most commonly
  1501. deployed CIDR address blocks. Referring to the Table,
  1502. you can see that a /15 allocation can also be specified
  1503. using the traditional dotted-decimal mask notation
  1504. of 255.254.0.0. Also, a /15 allocation contains a bitwise
  1505. contiguous block of 128K (131,072) IP addresses which
  1506. can be classfully interpreted as 2 Class B networks
  1507. or 512 Class C networks.
  1508.  
  1509.  
  1510. Table 3: CIDR Address Blocks
  1511.  
  1512. Host Implications for CIDR Deployment
  1513. It is important to note that there may be severe host
  1514. implications when you deploy CIDR based networks. Since
  1515. many hosts are classful, their user interface will
  1516. not permit them to be configured with a mask that is
  1517. shorter than the "natural" mask for a traditional
  1518. classful address. For example, potential problems could
  1519. exist if you wanted to deploy 200.25.16.0 as a /20
  1520. to define a network capable of supporting 4,094 (2
  1521. 12 -2) hosts. The software executing on each end station
  1522. might not allow a traditional Class C (200.25.16.0)
  1523. to be configured with a 20-bit mask since the natural
  1524. mask for a Class C network is a 24-bit mask. If the
  1525. host software supports CIDR, it will permit shorter
  1526. masks to be configured.
  1527.  
  1528. However, there will be no host problems if you were
  1529. to deploy the 200.25.16.0/20 (a traditional Class C)
  1530. allocation as a block of 16 /24s since non-CIDR hosts
  1531. will interpret their local /24 as a Class C. Likewise,
  1532. 130.14.0.0/16 (a traditional Class B) could be deployed
  1533. as a block of 255 /24s since the hosts will interpret
  1534. the /24s as subnets of a /16. If host software supports
  1535. the configuration of shorter than expected masks, the
  1536. network manager has tremendous flexibility in network
  1537. design and address allocation.
  1538.  
  1539. Efficient Address Allocation
  1540. How does all of this lead to the efficient allocation
  1541. of the IPv4 address space? In a classful environment,
  1542. an Internet Service Provider (ISP) can only allocate
  1543. /8, /16, or /24 addresses. In a CIDR environment, the
  1544. ISP can carve out a block of its registered address
  1545. space that specifically meets the needs of each client,
  1546. provides additional room for growth, and does not waste
  1547. a scarce resource.
  1548.  
  1549. Assume that an ISP has been assigned the address block
  1550. 206.0.64.0/18. This block represents 16,384 (214)
  1551. IP addresses which can be interpreted as 64 /24s. If
  1552. a client requires 800 host addresses, rather than assigning
  1553. a Class B (and wasting ~64,700 addresses) or four individual
  1554. Class Cs (and introducing 4 new routes into the global
  1555. Internet routing tables), the ISP could assign the
  1556. client the address block 206.0.68.0/22, a block of
  1557. 1,024 (210) IP addresses (4 contiguous /24s). The
  1558. efficiency of this allocation is illustrated in Figure
  1559. 28.
  1560.  
  1561.  
  1562. Figure 28: CIDR Supports Efficient Address Allocation
  1563.  
  1564. CIDR Address Allocation Example
  1565. For this example, assume that an ISP owns the address
  1566. block 200.25.0.0/16. This block represents 65, 536
  1567. (216) IP addresses (or 256 /24s).
  1568.  
  1569. From the 200.25.0.0/16 block it wants to allocate the
  1570. 200.25.16.0/20 address block . This smaller block represents
  1571. 4,096 (212) IP addresses (or 16 /24s).
  1572.  
  1573. Address Block 11001000.00011001.00010000.00000000 200.25.16.0/20
  1574. In a classful environment, the ISP is forced to use
  1575. the /20 as 16 individual /24s.
  1576.  
  1577.  
  1578. Figure 29: Slicing the Pie - Classful Environment
  1579.  
  1580. However, in a classless environment, the ISP is free
  1581. to cut up the pie any way it wants. It could slice
  1582. up the original pie into 2 pieces (each 1/2 of the
  1583. address space) and assign one portion to Organization
  1584. A, then cut the other half into 2 pieces (each 1/4
  1585. of the address space) and assign one piece to Organization
  1586. B, and finally slice the remaining fourth into 2 pieces
  1587. (each 1/8 of the address space) and assign it to Organization
  1588. C and Organization D. Each of the individual organizations
  1589. is free to allocate the address space within its "Intranetwork"
  1590. as it sees fit. This is illustrated in Figure 30.
  1591.  
  1592.  
  1593. Figure 30: Slicing the Pie - Classless Environment
  1594.  
  1595. Step #1: Divide the address block 200.25.16.0/20 into
  1596. two equal size slices. Each block represents one-half
  1597. of the address space or 2,048 (211) IP addresses.
  1598.  
  1599. ISP's Block 11001000.00011001.00010000.00000000 200.25.16.0/20
  1600. Org A: 11001000.00011001.00010000.00000000 200.25.16.0/21
  1601. Reserved: 11001000.00011001.00011000.00000000 200.25.24.0/21
  1602.  
  1603. Step #2: Divide the reserved block (200.25.24.0/21)
  1604. into two equal size slices. Each block represents one-fourth
  1605. of the address space or 1,024 (210) IP addresses.
  1606.  
  1607. Reserved 11001000.00011001.00011000.00000000 200.25.24.0/21
  1608. Org B: 11001000.00011001.00011000.00000000 200.25.24.0/22
  1609. Reserved 11001000.00011001.00011100.00000000 200.25.28.0/22
  1610.  
  1611. Step #3: Divide the reserved address block (200.25.28.0/22)
  1612. into two equal size blocks. Each block represents one-eight
  1613. of the address space or 512 (29) IP addresses.
  1614.  
  1615. Reserved 11001000.00011001.00011100.00000000 200.25.28.0/22
  1616. Org C: 11001000.00011001.00011100.00000000 200.25.28.0/23
  1617. Org D: 11001000.00011001.00011110.00000000 200.25.30.0/23
  1618.  
  1619. CIDR is Similar to VLSM
  1620. If CIDR appears to have the familiar look and feel of
  1621. VLSM, you're correct! CIDR and VLSM are essentially
  1622. the same thing since they both allow a portion of the
  1623. IP address space to be recursively divided into subsequently
  1624. smaller pieces. The difference is that with VLSM, the
  1625. recursion is performed on the address space previously
  1626. assigned to an organization and is invisible to the
  1627. global Internet. CIDR, on the other hand, permits the
  1628. recursive allocation of an address block by an Internet
  1629. Registry to a high-level ISP, to a mid-level ISP, to
  1630. a low-level ISP, and finally to a private organization's
  1631. network.
  1632.  
  1633. Just like VLSM, the successful deployment of CIDR has
  1634. three prerequisites:
  1635.  
  1636.  The routing protocols must carry network-prefix information
  1637. with each route advertisement.
  1638.  All routers must implement a consistent forwarding
  1639. algorithm based on the "longest match."
  1640.  For route aggregation to occur, addresses must be
  1641. assigned so that they are topologically significant.
  1642.  
  1643.  
  1644.  
  1645. Controlling the Growth of Internet's Routing Tables
  1646. Another important benefit of CIDR is that it plays an
  1647. important role in controlling the growth of the Internet's
  1648. routing tables. The reduction of routing information
  1649. requires that the Internet be divided into addressing
  1650. domains. Within a domain, detailed information is available
  1651. about all of the networks that reside in the domain.
  1652. Outside of an addressing domain, only the common network
  1653. prefix is advertised. This allows a single routing
  1654. table entry to specify a route to many individual network
  1655. addresses.
  1656.  
  1657.  
  1658. Figure 31: CIDR Reduces the Size of Internet Routing
  1659. Tables
  1660.  
  1661. Figure 31 illustrates how the allocation described in
  1662. previous CIDR example helps reduce the size of the
  1663. Internet routing tables. Assume that a portion of the
  1664. ISPs address block (200.25.16.0/20) has been allocated
  1665. as described in the previous example. Organization
  1666. A aggregates 8 /24s into a single advertisement (200.25.16.0/21),
  1667. Organization B aggregates 4 /24s into a single advertisement
  1668. (200.25.24.0/22), Organization C aggregates 2 /24s
  1669. into a single advertisement (200.25.28.0/23), and Organization
  1670. D aggregates 2 /24s into a single advertisement (200.25.30.0/23).
  1671. Finally, the ISP is able to inject the 256 /24s in
  1672. its allocation into the Internet with a single advertisement
  1673. - 200.25.0.0/16!
  1674.  
  1675. It should be mentioned that route aggregation via BGP-4
  1676. is not automatic. The network engineers must configure
  1677. each router to perform the required aggregation. The
  1678. successful deployment of CIDR will allow the number
  1679. of individual networks on the Internet to expand, while
  1680. minimizing the number of routes in the Internet routing
  1681. tables.
  1682.  
  1683. Routing in a Classless Environment
  1684. Figure 32 illustrates the routing advertisements for
  1685. Organization A discussed in the previous CIDR Example.
  1686.  
  1687.  
  1688. Figure 32: Routing Advertisements for Organization A
  1689.  
  1690. Since all of Organization A's routes are part of ISP
  1691. #1's address block, the routes to Organization A are
  1692. implicitly aggregated via ISP #1's aggregated announcement
  1693. to the Internet. In other words, the eight networks
  1694. assigned to Organization A are hidden behind a single
  1695. routing advertisement. Using the longest match forwarding
  1696. algorithm, Internet routers will route traffic to host
  1697. 200.25.17.25 to ISP #1, which will in turn route the
  1698. traffic to Organization A.
  1699. Now, for whatever reasons, assume that Organization
  1700. A decides to change its network provider to ISP #2.
  1701. This is illustrated in Figure 33.
  1702.  
  1703.  
  1704. Figure 33: Organization A Changes Network Providers
  1705. to ISP #2
  1706.  
  1707. The "best" thing for the size of the Internet's
  1708. routing tables would be to have Organization A obtain
  1709. a block of ISP #2's address space and renumber. This
  1710. would allow the eight networks assigned to Organization
  1711. A to be hidden behind the aggregate routing advertisement
  1712. of ISP #2. Unfortunately, renumbering is a labor-intensive
  1713. task which could be very difficult, if not impossible,
  1714. for Organization A.
  1715.  
  1716.  
  1717. Figure 34: ISP #2 Injects a More-Specific Route into
  1718. the Internet
  1719.  
  1720. The "best" thing for Organization A is to
  1721. retain ownership of its address space and have ISP
  1722. #2 advertise an "exception" (more specific)
  1723. route into the Internet. The exception route allows
  1724. all traffic for 200.25.0.0/16 to be sent to ISP #1,
  1725. with the exception of the traffic to 200.25.16.0/21.
  1726. This is accomplished by having ISP #2 advertise, in
  1727. addition to its own 199.30.0.0/16 block, a route for
  1728. 200.25.16.0/21. Please refer to Figure 34. Using the
  1729. "longest match" forwarding algorithm, Internet
  1730. routers will route traffic addressed to host 200.25.17.25
  1731. to ISP #2 which will in turn route the traffic to Organization
  1732. A. Clearly, the introduction of a large number of exception
  1733. routes can reduce the effectiveness of the CIDR deployment
  1734. and eventually cause Internet routing tables to begin
  1735. exploding again!
  1736.  
  1737. NETBuilder Support for CIDR
  1738. Support for CIDR has been implemented on the NETBuilder:
  1739.  
  1740.  NETBuilder software implements BGP-4. Support for
  1741. CIDR is a significant part of the improvements made
  1742. to BGP-4.
  1743.  NETBuilder software uses a routing table structure
  1744. that understands a network number advertised with a
  1745. prefix that is shorter than the natural mask. The NETBuilder's
  1746. routing table and forwarding process ignore the traditional
  1747. IP address Class and are capable of accepting any network/mask
  1748. combination that it receives.
  1749.  NETBuilder software is capable of performing aggregation
  1750. by way of BGP-4 configuration parameters. Also, the
  1751. OSPF AreaRange parameter allows VLSM-based aggregation
  1752. to be performed within an autonomous system. The network
  1753. administrator may specify exactly what network numbers
  1754. and masks are advertised outside of each area or domain.
  1755.  
  1756.  
  1757.  
  1758. Additional Practice with CIDR
  1759.  
  1760. Please turn to Appendix E for several practice exercises
  1761. to reinforce your understanding of CIDR.
  1762.  
  1763. New Solutions for Scaling the Internet Address Space
  1764. As we approach the turn of the century, the problems
  1765. of IPv4 address shortages and expanding Internet routing
  1766. tables are still with us. The good news is that CIDR
  1767. is working. The bad news is that recent growth trends
  1768. indicate that the number of Internet routes is beginning
  1769. to, once again, increase at an exponential rate. The
  1770. Internet must find a way to keep the routing table
  1771. growth linear. The IETF is continuing its efforts to
  1772. develop solutions that will overcome these problems,
  1773. enabling the continued growth and scalability of the
  1774. Internet.
  1775.  
  1776. Appeal to Return Unused IP Network Prefixes
  1777. RFC 1917 requests that the Internet community return
  1778. unused address blocks to the Internet Assigned Numbers
  1779. Authority (IANA) for redistribution. This includes
  1780. unused network numbers, addresses for networks that
  1781. will never be connected to the global Internet for
  1782. security reasons, and sites that are using a small
  1783. percentage of their address space. RFC 1917 also petitions
  1784. ISPs to return unused network-prefixes that are outside
  1785. of their assigned address blocks. It will be interesting
  1786. to see how the Internet community responds since many
  1787. organizations with unused addresses don't want to return
  1788. them because they are viewed as an asset.
  1789.  
  1790. Address Allocation for Private Internets
  1791. RFC 1918 requests that organizations make use of the
  1792. private Internet address space for hosts that require
  1793. IP connectivity within their enterprise network, but
  1794. do not require external connections to the global Internet.
  1795. For this purpose, the IANA has reserved the following
  1796. three address blocks for private internets:
  1797.  
  1798. 10.0.0.0 - 10.255.255.255 (10/8 prefix) 172.16.0.0 -
  1799. 172.31.255.255 (172.16/12 prefix) 192.168.0.0 - 192.168.255.255
  1800. (192.168/16 prefix)
  1801.  
  1802. Any organization that elects to use addresses from these
  1803. reserved blocks can do so without contacting the IANA
  1804. or an Internet registry. Since these addresses are
  1805. never injected into the global Internet routing system,
  1806. the address space can simultaneously be used by many
  1807. different organizations.
  1808.  
  1809. The disadvantage to this addressing scheme is that it
  1810. requires an organization to use a Network Address Translator
  1811. (NAT) for global Internet access. However, the use
  1812. of the private address space and a NAT make it much
  1813. easier for clients to change their ISP without the
  1814. need to renumber or "punch holes" in a previously
  1815. aggregated advertisement. The benefits of this addressing
  1816. scheme to the Internet is that it reduces the demand
  1817. for IP addresses so large organizations may require
  1818. only a small block of the globally unique IPv4 address
  1819. space.
  1820.  
  1821. Address Allocation from the Reserved Class A Address
  1822. Space
  1823. An Internet draft, "Observations on the use of
  1824. Components of the Class A Address Space within the
  1825. Internet" <draft-ietf-cidrd-classa-01.txt>,
  1826. explores the allocation of the upper-half of the currently
  1827. reserved Class A address space through delegated registries.
  1828. As the demand for IP addresses continues to grow, it
  1829. appears that it may be necessary to eventually allocate
  1830. the 64.0.0.0/2 address space. Note that the 64.0.0.0/2
  1831. address block is huge and represents 25% of the IPv4
  1832. unicast address space.
  1833.  
  1834. Implications of Address Allocation Policies
  1835. An Internet draft , "Implications of Various Address
  1836. Allocation Policies for Internet Routing" <draft-ietf-cidrd-addr-ownership-07.txt>,
  1837. discusses the fundamental issues that must be considered
  1838. as the Internet develops a new unicast address allocation
  1839. and management policies. The draft compares the benefits
  1840. and limitations of an "address ownership"
  1841. policy with an "address lending" policy.
  1842.  
  1843. "Address ownership" means that when an address
  1844. block is assigned to an organization, it remains allocated
  1845. to that organization for as long as the organization
  1846. wants to keep it. This means that the address block
  1847. is "portable" and that the organization would
  1848. be able to use it to gain access to the Internet no
  1849. matter where the organization connects to the Internet.
  1850. On the other hand, "address lending" means
  1851. that an organization obtains its address block on a
  1852. "loan" basis. If the loan ends, the organization
  1853. can no longer use the borrowed address block, must
  1854. obtain new addresses, and renumber before using them.
  1855.  
  1856. As we have seen, hierarchical routing requires that
  1857. addresses reflect the network topology in order to
  1858. permit route aggregation. The draft argues that there
  1859. are two fundamental problems that break the hierarchical
  1860. addressing and routing model supported by CIDR:
  1861.  
  1862.  The continued existence of pre-CIDR routes that cannot
  1863. be aggregated.
  1864.  Organizations that switch ISPs and continue to use
  1865. addresses from their previous ISP's address block.
  1866. The new ISP cannot aggregate the old address block
  1867. as part of its aggregation, so it must inject an exception
  1868. route into the Internet. If the number of exception
  1869. routes continues to increases, they will erode the
  1870. benefits of CIDR and prevent the scalability of the
  1871. Internet's routing system.
  1872.  
  1873.  
  1874.  
  1875. The draft concludes with the recommendation that large
  1876. providers, which can express their destinations with
  1877. a single prefix, be assigned address blocks following
  1878. the "address ownership" model. However, all
  1879. allocations from these providers to a downstream clients
  1880. should follow the "address lending" model.
  1881. This means that if an organization changes its provider,
  1882. the loan is canceled and the client will be required
  1883. to renumber.
  1884.  
  1885. This draft has generated a tremendous amount of discussion
  1886. within the Internet community about the concept of
  1887. address ownership and what it means in the context
  1888. of global routing. The authors present a strong argument
  1889. that the Internet has to make a choice between either
  1890. address ownership for all or a routable Internet -
  1891. it can't have both! Smaller organizations that want
  1892. to own their addresses have concerns about the difficulty
  1893. of renumbering and their lack of self-determination
  1894. if their provider or their provider's upstream provider
  1895. changes its provider. Finally, ISPs have concerns because
  1896. the term "large provider" has not been defined.
  1897. At this time, the discussion continues since any criteria
  1898. recommended by the IETF is bound to be perceived as
  1899. unfair by some!
  1900.  
  1901. Procedures for Internet/Enterprise Renumbering (PIER)
  1902. In the face of the "address ownership" vs.
  1903. "address lending" debate, it is clear that
  1904. renumbering may become a critical issue in the late
  1905. 1990s. Procedures for Internet/Enterprise Renumbering
  1906. (PIER) is a working group of the IETF charged with
  1907. the task of developing a renumbering strategy.
  1908.  
  1909. RFC 1916 is a request by PIER for the Internet community
  1910. to provide assistance in the development of a series
  1911. of documents describing how an organization might proceed
  1912. to renumber its network. The ultimate goal of these
  1913. documents is to provide education and practical experience
  1914. to the Internet community.
  1915.  
  1916. Market-Based Allocation of IP Address Blocks
  1917. An Internet draft ,"Suggestions for Market-Based
  1918. Allocation of IP Address Blocks" <draft-ietf-cidrd-blocks-00.txt>,
  1919. is a proposal to make IPv4 address assignments transferable
  1920. and condones the exchange of money as part of the transfer
  1921. procedure. It suggests that the Internet community
  1922. embrace the profit motive as an incentive to motivate
  1923. organizations to act in ways that will improve resource
  1924. use. This proposal goes hand-in-hand with another proposal
  1925. to introduce financial incentives for route aggregation
  1926. (i.e., have ISPs levy a charge for each route advertised).
  1927. The idea is to move the decisions regarding scarce
  1928. resources from a political atmosphere to a financial
  1929. environment which is better suited to deal with scarcity.
  1930.  
  1931. Keeping Current on Internet Addressing Issues
  1932.  
  1933. General Internet Information
  1934.  
  1935. Internet Monthly Reports discuss the accomplishments,
  1936. milestones, and problems discovered on the Internet.
  1937. They are available from: http://info.internet.isi.edu/1/in-notes/imr
  1938.  
  1939. Minutes of the most recent IETF Proceedings are available
  1940. from: http://www.ietf.cnri.reston.va.us/proceedings/directory.html
  1941.  
  1942. Information about the size and content of the Internet
  1943. routing table is available on the Merit Web pages:
  1944. http://www.ra.net/~ra/statistics/routes.html
  1945.  
  1946. CIDR Deployment (CIDRD)
  1947. For general information about the CIDRD working group
  1948. of the IETF and its charter: http://www.ietf.cnri.reston.va.us/html.charters/cidrd-charter.html
  1949.  
  1950. To subscribe to the CIDRD mailing list: cidrd-request@iepg.org
  1951.  
  1952. Internet Drafts published by the CIDRD working group
  1953. are available from: http://www.ietf.cnri.reston.va.us/ids.by.wg/cidrd.html
  1954.  
  1955. Procedures for Internet/Enterprise Renumbering (PIER)
  1956. General information about the PIER working group of
  1957. the IETF and its charter is available from: http://www.ietf.cnri.reston.va.us/html.charters/pier-charter.html
  1958.  
  1959. To subscribe to the PIER mailing list: pier-request@isi.edu
  1960.  
  1961. Papers developed by PIER are available from: http://www.isi.edu:80/div7/pier/
  1962.  
  1963. Dynamic Host Configuration (DHCP)
  1964. For information about the DHCP working group, current
  1965. Internet-Drafts, and Requests for Comments: http://www.ietf.cnri.reston.va.us/html.charters/dhc-charter.html
  1966.  
  1967. To access the DHCP Home Page: http://charlotte.acns.nwu.edu/internet/tech/dhcp/
  1968.  
  1969. To subscribe to the DHCP mailing list: host-conf-request@sol.eg.bucknell.edu
  1970.  
  1971. The DHCP mail list archive: ftp://ftp.bucknell.edu/pub/dhcp
  1972.  
  1973. IPng (IPNGWG)
  1974. For information about the IPng working group, current
  1975. Internet-Drafts, and Requests for Comments: http://www.ietf.cnri.reston.va.us/html.charters/ipngwg-charter.html
  1976.  
  1977. To access the IPng Home Page: http://playground.sun.com/pub/ipng/html/ipng-main.html
  1978.  
  1979. To subscribe to the IPng mailing list:  majordomo@sunroof.eng.sun.com
  1980.  
  1981. The IPng mail list archive: ftp://parcftp.xerox.com/pub/ipng
  1982.  
  1983.  
  1984.  
  1985. Appendix A - References
  1986.  
  1987. Requests for Comments
  1988. Requests for Comments are available on the WWW from:
  1989. http://ds.internic.net/ ds/dspg2intdoc.html
  1990. 950 J. Mogul, J. Postel, "Internet standard subnetting
  1991. procedure", 08/01/1985. (Pages=18) (STD 5)
  1992. 985 National Science Foundation, Network Technical Advisory
  1993. Group, "Requirements for Internet gateways - draft",
  1994. 05/01/1986. (Pages=23) (Obsoleted by RFC1009)
  1995. 1009 R. Braden, J. Postel, "Requirements for Internet
  1996. gateways", 06/01/1987. (Pages=55) (Obsoletes RFC985)
  1997. (STD 4) (Obsoleted by RFC1716)
  1998. 1245 J. Moy, "OSPF Protocol Analysis", 08/08/1991.
  1999. (Pages=12)
  2000. 1246 J. Moy, "Experience with the OSPF Protocol",
  2001. 08/08/1991. (Pages=31)
  2002. 1247 J. Moy, "OSPF Version 2", 08/08/1991.
  2003. (Pages=189) (Format=.txt, .ps) (Obsoletes RFC1131)
  2004. (Obsoleted by RFC1583)
  2005. 1338 V. Fuller, T. Li, K. Varadhan, J. Yu, "Supernetting:
  2006. an Address Assignment and Aggregation Strategy",
  2007. 06/26/1992. (Pages=20) (Obsoleted by RFC1519)
  2008. 1366 E. Gerich, "Guidelines for Management of IP
  2009. Address Space", 10/22/1992. (Pages=8) (Obsoleted
  2010. by RFC1466)
  2011. 1466 E. Gerich, "Guidelines for Management of IP
  2012. Address Space", 05/26/1993. (Pages=10) (Obsoletes
  2013. RFC1366)
  2014. 1517 R. Hinden, "Applicability Statement for the
  2015. Implementation of Classless Inter-Domain Routing (CIDR)",
  2016. 09/24/1993. (Pages=4)
  2017. 1518 Y. Rekhter, T. Li, "An Architecture for IP
  2018. Address Allocation with CIDR", 09/24/1993. (Pages=27)
  2019. 1519 V. Fuller, T. Li, J. Yu, K. Varadhan, "Classless
  2020. Inter-Domain Routing (CIDR): an Address Assignment
  2021. and Aggregation Strategy", 09/24/1993. (Pages=24)
  2022. (Obsoletes RFC1338)
  2023. 1520 Y. Rekhter, C. Topolcic, "Exchanging Routing
  2024. Information Across Provider Boundaries in the CIDR
  2025. Environment", 09/24/1993. (Pages=9)
  2026. 1583 J. Moy, "OSPF Version 2", 03/23/1994.
  2027. (Pages=212) (Obsoletes RFC1247)
  2028. 1716 P. Almquist, F. Kastenholz, "Towards Requirements
  2029. for IP Routers", 11/04/1994. (Pages=186) (Obsoletes
  2030. RFC1009) (Obsoleted by RFC1812)
  2031. 1721 G. Malkin, "RIP Version 2 Protocol Analysis",
  2032. 11/15/1994. (Pages=4) (Obsoletes RFC1387)
  2033. 1722 G. Malkin, "RIP Version 2 Protocol Applicability
  2034. Statement", 11/15/1994. (Pages=5)
  2035. 1723 G. Malkin, "RIP Version 2 Carrying Additional
  2036. Information", 11/15/1994. (Pages=9) (Updates RFC1058)
  2037. (Obsoletes RFC1388)
  2038. 1724 G. Malkin, F. Baker, "RIP Version 2 MIB Extension",
  2039. 11/15/1994. (Pages=18) (Obsoletes RFC1389)
  2040. 1812 F. Baker, "Requirements for IP Version 4 Routers",
  2041. 06/22/1995. (Pages=175) (Obsoletes RFC1716)
  2042. 1900 B. Carpenter, Y. Rekhter, "Renumbering Needs
  2043. Work", 02/28/1996. (Pages=4)
  2044. 1916 H. Berkowitz, P. Ferguson, W. Leland, P. Nesser,
  2045. "Enterprise Renumbering: Experience and Information
  2046. Solicitation", 02/28/1996. (Pages=8)
  2047. 1917 P. Nesser, "An Appeal to the Internet Community
  2048. to Return Unused IP Network (Prefixes) to the IANA",
  2049. 02/29/1996. (Pages=10)
  2050. 1918 Y. Rekhter, R. Moskowitz, D. Karrenberg, G. de
  2051. Groot, E. Lear, , "Address Allocation for Private
  2052. Internets", 02/29/1996. (Pages=9) (Obsoletes RFC1627)
  2053.  
  2054.  
  2055. Internet Drafts
  2056. Internet Drafts are available on the WWW from: http://www.ietf.cnri.reston.va.us/1id-abstracts.
  2057. html
  2058.  
  2059. "Suggestions for Market-Based Allocation of IP
  2060. Address Blocks", <draft-ietf-cidrd-blocks-
  2061. 00.txt>, P. Resnick, 02/23/1996. (24590 bytes)
  2062.  
  2063. "Observations on the use of Components of the Class
  2064. A Address Space within the Internet", <draft-ietf-cidrd-classa-01.txt>,
  2065. G.Huston, 12/22/1995. (21347 bytes)
  2066.  
  2067. Classless in-addr.arpa delegation", <draft-ietf-cidrd-classless-inaddr-00.txt>,
  2068. H. Eidnes, G. de Groot, 01/18/1996. (13224 bytes)
  2069.  
  2070. "Implications of Various Address Allocation Policies
  2071. for Internet Routing", <draft-ietf-cidrd- addr-ownership-07.txt>,
  2072. Y. Rekhter, T. Li, 01/15/1996. (34866 bytes)
  2073.  
  2074. "Suggestions for Market-Based Allocation of IP
  2075. Address Blocks", <draft-ietf-cidrd-blocks-
  2076. 00.txt>, P. Resnick, 02/23/1996. (24590 bytes)
  2077.  
  2078. Textbooks
  2079. Comer, Douglas E. Internetworking with TCP/IP Volume
  2080. 1 Principles, Protocols, and Architecture Second Edition,
  2081. Prentice Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1991
  2082. Huitema, Christian. Routing in the Internet, Prentice
  2083. Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1995
  2084. Stevens, W. Richard. TCP/IP Illustrated: Volume 1 The
  2085. Protocols, Addison Wesley Publishing Company, Reading
  2086. MA, 1994
  2087. Wright, Gary and W. Richard Stevens. TCP/IP Illustrated:
  2088. Volume 2 The Implementation, Addison Wesley Publishing
  2089. Company, Reading MA, 1995
  2090.  
  2091.  
  2092.  
  2093. Appendix B - Classful IP Addressing
  2094.  
  2095. Practice Exercises
  2096. 1. Complete the following table which provides practice
  2097. in converting a number from binary notation to decimal
  2098. format.
  2099.  
  2100.  
  2101.  
  2102. 2. Complete the following table which provides practice
  2103. in converting a number from decimal notation to binary
  2104. format.
  2105.  
  2106.  
  2107.  
  2108. 3. Express 145.32.59.24 in binary format and identify
  2109. the address class:
  2110.  
  2111. 4. Express 200.42.129.16 in binary format and identify
  2112. the address class:
  2113.  
  2114. 5. Express 14.82.19.54 in binary format and identify
  2115. the address class:
  2116.  
  2117.  
  2118.  
  2119. Solutions to Classful IP Addressing Practice Exercises
  2120. 1. Complete the following table which provides practice
  2121. in converting a number from binary notation to decimal
  2122. format.
  2123.  
  2124.  
  2125.  
  2126. 2. Complete the following table which provides practice
  2127. in converting a number from decimal notation to binary
  2128. format.
  2129.  
  2130.  
  2131.  
  2132. 3. Express 145.32.59.24 in binary format and identify
  2133. the classful prefix length.
  2134. 10010001.00100000.00111011.00011000 /16 or Class B
  2135.  
  2136. 4. Express 200.42.129.16 in binary format and identify
  2137. the classful prefix length.
  2138. 11001000.00101010.10000001.00010000 /24 or Class C
  2139.  
  2140. 5. Express 14.82.19.54 in binary format and identify
  2141. the classful prefix length.
  2142. 00001110.01010010. 00010011.00110110 /8 or Class A
  2143.  
  2144.  
  2145.  
  2146. Appendix C - Subnetting Examples
  2147. Subnetting Exercise #1
  2148. Assume that you have been assigned the 132.45.0.0/16
  2149. network block. You need to establish eight subnets
  2150.  
  2151. 1. __________ binary digits are required to define eight
  2152. subnets.
  2153.  
  2154. 2. Specify the extended-network-prefix that allows the
  2155. creation of 8 subnets.
  2156. __________________________________________________________________
  2157.  
  2158. 3. Express the subnets in binary format and dotted decimal
  2159. notation:
  2160. #0 ________________________________________________________________
  2161. #1 ________________________________________________________________
  2162. #2 ________________________________________________________________
  2163. #3 ________________________________________________________________
  2164. #4 ________________________________________________________________
  2165. #5 ________________________________________________________________
  2166. #6 ________________________________________________________________
  2167. #7 ________________________________________________________________
  2168.  
  2169. 4. List the range of host addresses that can be assigned
  2170. to Subnet #3 (132.45.96.0/19).
  2171. __________________________________________________________________
  2172. __________________________________________________________________
  2173. __________________________________________________________________
  2174. __________________________________________________________________
  2175. __________________________________________________________________
  2176.  
  2177. 5. What is the broadcast address for Subnet #3 (132.45.96.0/19).
  2178. __________________________________________________________________
  2179.  
  2180.  
  2181.  
  2182. Subnetting Exercise #2
  2183.  
  2184. 1. Assume that you have been assigned the 200.35.1.0/24
  2185. network block. Define an extended-network-prefix that
  2186. allows the creation of 20 hosts on each subnet.
  2187. __________________________________________________________________
  2188.  
  2189. 2. What is the maximum number of hosts that can be assigned
  2190. to each subnet?
  2191. __________________________________________________________________
  2192.  
  2193. 3. What is the maximum number of subnets that can be
  2194. defined?
  2195. __________________________________________________________________
  2196.  
  2197. 4. Specify the subnets of 200.35.1.0/24 in binary format
  2198. and dotted decimal notation.
  2199. __________________________________________________________________
  2200. __________________________________________________________________
  2201. __________________________________________________________________
  2202. __________________________________________________________________
  2203. __________________________________________________________________
  2204. __________________________________________________________________
  2205. __________________________________________________________________
  2206. __________________________________________________________________
  2207.  
  2208. 5. List range of host addresses that can be assigned
  2209. to Subnet #6 (200.35.1.192/27)
  2210. __________________________________________________________________
  2211. __________________________________________________________________
  2212. __________________________________________________________________
  2213. __________________________________________________________________
  2214. __________________________________________________________________
  2215. __________________________________________________________________
  2216. __________________________________________________________________
  2217. __________________________________________________________________
  2218. __________________________________________________________________
  2219.  
  2220. 6. What is the broadcast address for subnet 200.35.1.192/27?
  2221. __________________________________________________________________
  2222.  
  2223.  
  2224.  
  2225. Solution for Subnetting Exercise #1
  2226. Assume that you have been assigned the 132.45.0.0/16
  2227. network block. You need to establish 8 subnets.
  2228.  
  2229. 1. Three binary digits are required to define the eight
  2230. subnets.
  2231.  
  2232. 2. Specify the extended-network-prefix that allows the
  2233. creation of 8 subnets.
  2234. /19 or 255.255.224.0
  2235.  
  2236. 3. Express the subnets in binary format and dotted decimal
  2237. notation:
  2238. Subnet #0: 10000100.00101101. 000 00000.00000000 = 132.45.0.0/19
  2239. Subnet #1: 10000100.00101101. 001 00000.00000000 = 132.45.32.0/19
  2240. Subnet #2: 10000100.00101101. 010 00000.00000000 = 132.45.64.0/19
  2241. Subnet #3: 10000100.00101101. 011 00000.00000000 = 132.45.96.0/19
  2242. Subnet #4: 10000100.00101101. 100 00000.00000000 = 132.45.128.0/19
  2243. Subnet #5: 10000100.00101101. 101 00000.00000000 = 132.45.160.0/19
  2244. Subnet #6: 10000100.00101101. 110 00000.00000000 = 132.45.192.0/19
  2245. Subnet #7: 10000100.00101101. 111 00000.00000000 = 132.45.224.0/19
  2246.  
  2247. 4. List the range of host addresses that can be assigned
  2248. to Subnet #3 (132.45.96.0/19).
  2249. Subnet #3: 10000100.00101101.011 00000.00000000 = 132.45.96.0/19
  2250. Host #1: 10000100.00101101.011 00000.00000001 = 132.45.96.1/19
  2251. Host #2: 10000100.00101101.011 00000.00000010 = 132.45.96.2/19
  2252. Host #3: 10000100.00101101.011 00000.00000011 = 132.45.96.3/19
  2253. :
  2254. Host #8190: 10000100.00101101.011 11111.11111110 = 132.45.127.254/19
  2255.  
  2256. 4. What is the broadcast address for Subnet #3 (132.45.96.0/19)?
  2257. 10000100.00101101.011 11111.11111111 = 132.45.127.255/19
  2258.  
  2259.  
  2260.  
  2261. Solution for Subnetting Exercise #2
  2262. 1. Assume that you have been assigned the 200.35.1.0/24
  2263. network block. Define an extended-network-prefix that
  2264. allows the creation of 20 hosts on each subnet.
  2265. A minimum of five bits are required to define 20 hosts
  2266. so the extended-network- prefix is a /27 (27 = 32-5).
  2267.  
  2268. 2. What is the maximum number of hosts that can be assigned
  2269. to each subnet?
  2270. The maximum number of hosts on each subnet is 25 -2,
  2271. or 30.
  2272.  
  2273. 3. What is the maximum number of subnets that can be
  2274. defined?
  2275. The maximum number of subnets is 23 , or 8.
  2276.  
  2277. 4. Specify the subnets of 200.35.1.0/24 in binary format
  2278. and dotted decimal notation.
  2279. Subnet #0: 11001000.00100011.00000001. 000 00000 = 200.35.1.0/27
  2280. Subnet #1: 11001000.00100011.00000001. 001 00000 = 200.35.1.32/27
  2281. Subnet #2: 11001000.00100011.00000001. 010 00000 = 200.35.1.64/27
  2282. Subnet #3: 11001000.00100011.00000001. 011 00000 = 200.35.1.96/27
  2283. Subnet #4: 11001000.00100011.00000001. 100 00000 = 200.35.1.128/27
  2284. Subnet #5: 11001000.00100011.00000001. 101 00000 = 200.35.1.160/27
  2285. Subnet #6: 11001000.00100011.00000001. 110 00000 = 200.35.1.192/27
  2286. Subnet #7: 11001000.00100011.00000001. 111 00000 = 200.35.1.224/27
  2287.  
  2288. 5. List range of host addresses that can be assigned
  2289. to Subnet #6 (200.35.1.192/27)
  2290. Subnet #6: 11001000.00100011.00000001. 110 00000 = 200.35.1.192/27
  2291. Host #1: 11001000.00100011.00000001.110 00001 = 200.35.1.193/27
  2292. Host #2: 11001000.00100011.00000001.110 00010 = 200.35.1.194/27
  2293. Host #3: 11001000.00100011.00000001.110 00011 = 200.35.1.195/27
  2294. :
  2295. Host #29: 11001000.00100011.00000001.110 11101 = 200.35.1.221/27
  2296. Host #30: 11001000.00100011.00000001.110 11110 = 200.35.1.222/27
  2297.  
  2298. 6. What is the broadcast address for subnet 200.35.1.192/27?
  2299. 11001000.00100011.00000001.110 11111 = 200.35.1.223
  2300.  
  2301.  
  2302.  
  2303. Appendix D - VLSM Example
  2304. VLSM Exercise
  2305. Given
  2306. An organization has been assigned the network number
  2307. 140.25.0.0/16 and it plans to deploy VLSM. Figure C-1
  2308. provides a graphic display of the VLSM design for the
  2309. organization.
  2310.  
  2311. Figure C-1: Address Strategy for VLSM Example
  2312.  
  2313. To arrive at this design, the first step of the subnetting
  2314. process divides the base network address into 8 equal-sized
  2315. address blocks. Then Subnet #1 is divided it into 32
  2316. equal-sized address blocks and Subnet #6 is divided
  2317. into 16 equal-sized address blocks. Finally, Subnet
  2318. #6-14 is divided into 8 equal-sized address blocks.
  2319.  
  2320. 1. Specify the eight subnets of 140.25.0.0/16:
  2321. #0 ________________________________________________________________
  2322. #1 ________________________________________________________________
  2323. #2 ________________________________________________________________
  2324. #3 ________________________________________________________________
  2325. #4 ________________________________________________________________
  2326. #5 ________________________________________________________________
  2327. #6 ________________________________________________________________
  2328. #7 ________________________________________________________________
  2329.  
  2330. 2. List the host addresses that can be assigned to Subnet
  2331. #3 (140.25.96.0):
  2332. __________________________________________________________________
  2333. __________________________________________________________________
  2334. __________________________________________________________________
  2335. __________________________________________________________________
  2336. __________________________________________________________________
  2337. __________________________________________________________________
  2338.  
  2339. 3. Identify the broadcast address for Subnet #3 (140.25.96.0):
  2340. __________________________________________________________________
  2341.  
  2342. 4. Specify the 16 subnets of Subnet #6 (140.25.192.0/19):
  2343. #6-0_______________________________________________________________
  2344. #6-1_______________________________________________________________
  2345. #6-2_______________________________________________________________
  2346. #6-3_______________________________________________________________
  2347. #6-4_______________________________________________________________
  2348. #6-5_______________________________________________________________
  2349. #6-6_______________________________________________________________
  2350. #6-7_______________________________________________________________
  2351. #6-8_______________________________________________________________
  2352. #6-9_______________________________________________________________
  2353. #6-10______________________________________________________________
  2354. #6-11______________________________________________________________
  2355. #6-12______________________________________________________________
  2356. #6-13______________________________________________________________
  2357. #6-14______________________________________________________________
  2358. #6-15______________________________________________________________
  2359.  
  2360. 5. List the host addresses that can be assigned to Subnet
  2361. #6-3 (140.25.198.0/23):
  2362. __________________________________________________________________
  2363. __________________________________________________________________
  2364. __________________________________________________________________
  2365. __________________________________________________________________
  2366. __________________________________________________________________
  2367. __________________________________________________________________
  2368.  
  2369. 6. Identify the broadcast address for Subnet #6-3 (140.25.198.0/23):
  2370. __________________________________________________________________
  2371.  
  2372. 7. Specify the eight subnets of Subnet #6-14 (140.25.220.0/23):
  2373. #6-14-0 ____________________________________________________________
  2374. #6-14-1 ____________________________________________________________
  2375. #6-14-2 ____________________________________________________________
  2376. #6-14-3 ____________________________________________________________
  2377. #6-14-4 ____________________________________________________________
  2378. #6-14-5 ____________________________________________________________
  2379. #6-14-6 ____________________________________________________________
  2380. #6-14-7 ____________________________________________________________
  2381.  
  2382. 8. List the host addresses that can be assigned to Subnet
  2383. #6-14-2 (140.25.220.128/26):
  2384. __________________________________________________________________
  2385. __________________________________________________________________
  2386. __________________________________________________________________
  2387. __________________________________________________________________
  2388. __________________________________________________________________
  2389. __________________________________________________________________
  2390.  
  2391. 9. Identify the broadcast address for Subnet #6-14-2
  2392. (140.25.220.128/26):
  2393. __________________________________________________________________
  2394.  
  2395.  
  2396.  
  2397. Solution for VLSM Exercise
  2398. 1. Specify the eight subnets of 140.25.0.0/16:
  2399.  
  2400. Base Network: 10001100.00011001 .00000000.00000000 =
  2401. 140.25.0.0/16
  2402. Subnet #0: 10001100.00011001. 000 00000.00000000 = 140.25.0.0/19
  2403. Subnet #1: 10001100.00011001. 001 00000.00000000 = 140.25.32.0/19
  2404. Subnet #2: 10001100.00011001. 010 00000.00000000 = 140.25.64.0/19
  2405. Subnet #3: 10001100.00011001. 011 00000.00000000 = 140.25.96.0/19
  2406. Subnet #4: 10001100.00011001. 100 00000.00000000 = 140.25.128.0/19
  2407. Subnet #5: 10001100.00011001. 101 00000.00000000 = 140.25.160.0/19
  2408. Subnet #6: 10001100.00011001. 110 00000.00000000 = 140.25.192.0/19
  2409. Subnet #7: 10001100.00011001. 111 00000.00000000 = 140.25.224.0/19
  2410.  
  2411. 2. List the host addresses that can be assigned to Subnet
  2412. #3 (140.25.96.0)
  2413. Subnet #3: 10001100.00011001.011 00000.00000000 = 140.25.96.0/19
  2414. Host #1: 10001100.00011001.011 00000.00000001 = 140.25.96.1/19
  2415. Host #2: 10001100.00011001.011 00000.00000010 = 140.25.96.2/19
  2416. Host #3: 10001100.00011001.011 00000.00000011 = 140.25.96.3/19
  2417. .
  2418. .
  2419. Host #8189: 10001100.00011001.011 11111.11111101 = 140.25.127.253/19
  2420. Host #8190: 10001100.00011001.011 11111.11111110 = 140.25.127.254/19
  2421.  
  2422. 3. Identify the broadcast address for Subnet #3 (140.25.96.0)
  2423. 10001100.00011001.011 11111.11111111 = 140.25.127.255
  2424.  
  2425. 4. Specify the 16 subnets of Subnet #6 (140.25.192.0/19):
  2426. Subnet #6: 10001100.00011001.110 00000.00000000 = 140.25.192.0/19
  2427. Subnet #6-0: 10001100.00011001.110 00000.00000000 = 140.25.192.0/23
  2428. Subnet #6-1: 10001100.00011001.110 00010.00000000 = 140.25.194.0/23
  2429. Subnet #6-2: 10001100.00011001.110 00100.00000000 = 140.25.196.0/23
  2430. Subnet #6-3: 10001100.00011001.110 00110.00000000 = 140.25.198.0/23
  2431. Subnet #6-4: 10001100.00011001.110 01000.00000000 = 140.25.200.0/23
  2432. .
  2433. .
  2434. Subnet #6-14: 10001100.00011001.110 11100.00000000 =
  2435. 140.25.220.0/23
  2436. Subnet #6-15: 10001100.00011001.110 11110.00000000 =
  2437. 140.25.222.0/23
  2438.  
  2439. 5. List the host addresses that can be assigned to Subnet
  2440. #6-3 (140.25.198.0/23):
  2441. Subnet #6-3: 10001100.00011001.1100011 0.00000000 = 140.25.198.0/23
  2442. Host #1 10001100.00011001.11000110.00000001 = 140.25.198.1/23
  2443. Host #2 10001100.00011001.1100011 0.00000010 = 140.25.198.2/23
  2444. Host #3 10001100.00011001.1100011 0.00000011 = 140.25.198.3/23
  2445. Host #4 10001100.00011001.1100011 0.00000100 = 140.25.198.4/23
  2446. Host #5 10001100.00011001.1100011 0.00000110 = 140.25.198.5/23
  2447. .
  2448. .
  2449. Host #509 10001100.00011001.1100011 1.11111101 = 140.25.199.253/23
  2450. Host #510 10001100.00011001.1100011 1.11111110 = 140.25.199.254/23
  2451.  
  2452. 6. Identify the broadcast address for Subnet #6-3 (140.25.198.0/23)
  2453. 10001100.00011001.1100011 1.11111111 = 140.25.199.255
  2454.  
  2455. 7. Specify the eight subnets of Subnet #6-14 (140.25.220.0/23):
  2456. Subnet #6-14: 10001100.00011001.1101110 0.00000000 =
  2457. 140.25.220.0/23
  2458. Subnet#6-14-0: 10001100.00011001.1101110 0.00 000000
  2459. = 140.25.220.0/26Subnet#6-14-1: 10001100.00011001.1101110
  2460. 0.01 000000 = 140.25.220.64/26
  2461. Subnet#6-14-2: 10001100.00011001.1101110
  2462. 0.10 000000 = 140.25.220.128/26
  2463. Subnet#6-14-3: 10001100.00011001.1101110
  2464. 0.11 000000 = 140.25.220.192/26
  2465. Subnet#6-14-4: 10001100.00011001.1101110
  2466. 1.00 000000 = 140.25.221.0/26
  2467. Subnet#6-14-5: 10001100.00011001.1101110
  2468. 1.01 000000 = 140.25.221.64/26
  2469. Subnet#6-14-6: 10001100.00011001.1101110
  2470. 1.10 000000 = 140.25.221.128/26
  2471. Subnet#6-14-7: 10001100.00011001.1101110
  2472. 1.11 000000 = 140.25.221.192/26
  2473.  
  2474. 8. List the host addresses that can be assigned to Subnet
  2475. #6-14-2 (140.25.220.128/26):
  2476. Subnet#6-14-2: 10001100.00011001.11011100.10 000000 =
  2477. 140.25.220.128/26
  2478. Host #1 10001100.00011001.11011100.10 000001 = 140.25.220.129/26
  2479. Host #2 10001100.00011001.11011100.10 000010 = 140.25.220.130/26
  2480. Host #3 10001100.00011001.11011100.10 000011 = 140.25.220.131/26
  2481. Host #4 10001100.00011001.11011100.10 000100 = 140.25.220.132/26
  2482. Host #5 10001100.00011001.11011100.10 000101 = 140.25.220.133/26
  2483. .
  2484. .
  2485. Host #61 10001100.00011001.11011100.10 111101 = 140.25.220.189/26
  2486. Host #62 10001100.00011001.11011100.10 111110 = 140.25.220.190/26
  2487.  
  2488. 9. Identify the broadcast address for Subnet #6-14-2
  2489. (140.25.220.128/26):
  2490. 10001100.00011001.11011100.10 111111 = 140.25.220.191
  2491.  
  2492.  
  2493.  
  2494. Appendix E - CIDR Examples
  2495. CIDR Practice Exercises
  2496. 1. List the individual networks numbers defined by the
  2497. CIDR block 200.56.168.0/21.
  2498. __________________________________________________________________
  2499. __________________________________________________________________
  2500. __________________________________________________________________
  2501. __________________________________________________________________
  2502. __________________________________________________________________
  2503. __________________________________________________________________
  2504. __________________________________________________________________
  2505. __________________________________________________________________
  2506. __________________________________________________________________
  2507.  
  2508. 2. List the individual networks numbers defined by the
  2509. CIDR block 195.24/13.
  2510. __________________________________________________________________
  2511. __________________________________________________________________
  2512. __________________________________________________________________
  2513. __________________________________________________________________
  2514. __________________________________________________________________
  2515. __________________________________________________________________
  2516. __________________________________________________________________
  2517. __________________________________________________________________
  2518. __________________________________________________________________
  2519.  
  2520. 3. Aggregate the following set of (4) IP /24 network
  2521. addresses to the highest degree possible.
  2522. 212.56.132.0/24
  2523. 212.56.133.0/24
  2524. 212.56.134.0/24
  2525. 212.56.135.0/24
  2526. __________________________________________________________________
  2527.  
  2528. 4. Aggregate the following set of (4) IP /24 network
  2529. addresses to the highest degree possible.
  2530. 212.56.146.0/24
  2531. 212.56.147.0/24
  2532. 212.56.148.0/24
  2533. 212.56.149.0/24
  2534. __________________________________________________________________
  2535.  
  2536. 5. Aggregate the following set of (64) IP /24 network
  2537. addresses to the highest degree possible.
  2538. 202.1.96.0/24 202.1.97.0/24
  2539. 202.1.98.0/24
  2540.      :
  2541. 202.1.126.0/24
  2542. 202.1.127.0/24
  2543. 202.1.128.0/24
  2544. 202.1.129.0/24
  2545.       :
  2546. 202.1.158.0/24
  2547. 202.1.159.0/24
  2548. __________________________________________________________________
  2549.  
  2550. 6. How would you express the entire Class A address
  2551. space as a single CIDR advertisement?
  2552. __________________________________________________________________
  2553.  
  2554. 7. How would you express the entire Class B address
  2555. space as a single CIDR advertisement?
  2556. __________________________________________________________________
  2557.  
  2558. 8. How would you express the entire Class C address
  2559. space as a single CIDR advertisement?
  2560. __________________________________________________________________
  2561.  
  2562.  
  2563.  
  2564. Solutions for CIDR Pracitice Exercises
  2565. 1. List the individual networks numbers defined by the
  2566. CIDR block 200.56.168.0/21.
  2567. a. Express the CIDR block in binary format:
  2568.  
  2569. 200.56.168.0/21   11001000.00111000.10101 000.00000000
  2570. b. The /21 mask is 3 bits shorter than the natural mask
  2571. for a traditional /24. This means that the CIDR block
  2572. identifies a block of 8 (or 23) consecutive /24 network
  2573. numbers.
  2574.  
  2575. c. The range of /24 network numbers defined by the CIDR
  2576. block 200.56.168.0/21 includes:
  2577.  
  2578. Net #0: 11001000.00111000.10101000 .xxxxxxxx 200.56.168.0
  2579. Net #1: 11001000.00111000.10101001 .xxxxxxxx 200.56.169.0
  2580. Net #2: 11001000.00111000.10101010 .xxxxxxxx 200.56.170.0
  2581. Net #3: 11001000.00111000.10101011 .xxxxxxxx 200.56.171.0
  2582. Net #4: 11001000.00111000.10101100 .xxxxxxxx 200.56.172.0
  2583. Net #5: 11001000.00111000.10101101 .xxxxxxxx 200.56.173.0
  2584. Net #6: 11001000.00111000.10101110 .xxxxxxxx 200.56.174.0
  2585. Net #7: 11001000.00111000.10101111 .xxxxxxxx 200.56.175.0
  2586.  
  2587. 2. List the individual networks numbers defined by the
  2588. CIDR block 195.24/13.
  2589. a. Express the CIDR block in binary format:
  2590.  
  2591. 195.24.0.0/13   11000011.00011 000.00000000.00000000
  2592.  
  2593. b. The /13 mask is 11 bits shorter than the natural
  2594. mask for a traditional /24. This means that the CIDR
  2595. block identifies a block of 2,048 (or 211) consecutive
  2596. /24 network numbers.
  2597.  
  2598. c. The range of /24 network numbers defined by the CIDR
  2599. block 195.24/13 include:
  2600. Net #0: 11000011.00011000.00000000 .xxxxxxxx 195.24.0.0
  2601. Net #1: 11000011.00011000.00000001 .xxxxxxxx 195.24.1.0
  2602. Net #2: 11000011.00011000.00000010 .xxxxxxxx 195.24.2.0
  2603. .
  2604. .
  2605. .
  2606. Net #2045: 11000011.00011111.11111101 .xxxxxxxx 195.31.253.0
  2607. Net #2046: 11000011.00011111.11111110 .xxxxxxxx 195.31.254.0
  2608. Net #2047: 11000011.00011111.11111111 .xxxxxxxx 195.31.255.0
  2609.  
  2610. 3. Aggregate the following set of (4) IP /24 network
  2611. addresses to the highest degree possible.
  2612.  
  2613. 212.56.132.0/24
  2614. 212.56.133.0/24
  2615. 212.56.134.0/24
  2616. 212.56.135.0/24
  2617.  
  2618. a. List each address in binary format and determine
  2619. the common prefix for all of the addresses:
  2620.  
  2621. 212.56.132.0/24 11010100.00111000.10000100 .00000000
  2622. 212.56.133.0/24 11010100.00111000.10000101 .00000000
  2623. 212.56.134.0/24 11010100.00111000.10000110 .00000000
  2624. 212.56.135.0/24 11010100.00111000.10000111 .00000000
  2625. Common Prefix: 11010100.00111000.100001 00.00000000
  2626.  
  2627. b. The CIDR aggregation is:
  2628. 212.56.132.0/22
  2629.  
  2630. 4. Aggregate the following set of (4) IP /24 network
  2631. addresses to the highest degree possible.
  2632. 212.56.146.0/24
  2633. 212.56.147.0/24
  2634. 212.56.148.0/24
  2635. 212.56.149.0/24
  2636.  
  2637. a. List each address in binary format and determine
  2638. the common prefix for all of the addresses:
  2639. 212.56.146.0/24 11010100.00111000.10010010 .00000000
  2640. 212.56.147.0/24 11010100.00111000.10010011 .00000000
  2641. 212.56.148.0/24 11010100.00111000.10010100 .00000000
  2642. 212.56.148.0/24 11010100.00111000.10010101 .00000000
  2643.  
  2644. b. Note that this set of four /24s cannot be summarized
  2645. as a single /23!
  2646. 212.56.146.0/23 11010100.00111000.1001001 0.00000000
  2647. 212.56.148.0/23 11010100.00111000.1001010 0.00000000
  2648.  
  2649. c. The CIDR aggregation is:
  2650. 212.56.146.0/23
  2651. 212.56.148.0/23
  2652.  
  2653. Note that if two /23s are to be aggregated into a /22,
  2654. then both /23s must fall within a single /22 block!
  2655. Since each of the two /23s is a member of a different
  2656. /22 block, they cannot be aggregated into a single
  2657. /22 (even though they are consecutive!). They could
  2658. be aggregated into 222.56.144/21, but this aggregation
  2659. would include four network numbers that were not part
  2660. of the original allocation. Hence, the smallest possible
  2661. aggregate is two /23s.
  2662.  
  2663. 5. Aggregate the following set of (64) IP /24 network
  2664. addresses to the highest degree possible.
  2665. 202.1.96.0/24
  2666. 202.1.97.0/24
  2667. 202.1.98.0/24
  2668.       :
  2669. 202.1.126.0/24
  2670. 202.1.127.0/24
  2671. 202.1.128.0/24
  2672. 202.1.129.0/24
  2673.       :
  2674. 202.1.158.0/24
  2675. 202.1.159.0/24
  2676.  
  2677. a. List each address in binary format and determine
  2678. the common prefix for all of the addresses:
  2679. 202.1.96.0/24 11001010.00000001.01100000 .00000000
  2680. 202.1.97.0/24 11001010.00000001.01100001 .00000000
  2681. 202.1.98.0/24 11001010.00000001.01100010 .00000000
  2682. :
  2683. 202.1.126.0/24 11001010.00000001.01111110 .00000000
  2684. 202.1.127.0/24 11001010.00000001.01111111 .00000000
  2685. 202.1.128.0/24 11001010.00000001.10000000 .00000000
  2686. 202.1.129.0/24 11001010.00000001.10000001 .00000000
  2687. :
  2688. 202.1.158.0/24 11001010.00000001.10011110 .00000000
  2689. 202.1.159.0/24 11001010.00000001.10011111 .00000000
  2690.  
  2691. b. Note that this set of 64 /24s cannot be summarized
  2692. as a single /19!
  2693.  
  2694. 202.1.96.0/19 11001010.00000001.011 00000.00000000
  2695. 202.1.128.0/19 11001010.00000001.100 00000.00000000
  2696.  
  2697. c. The CIDR aggregation is:
  2698. 202.1.96.0/19
  2699. 202.1.128.0/19
  2700.  
  2701. Similar to the previous example, if two /19s are to
  2702. be aggregated into a /18, the /19s must fall within
  2703. a single /18 block! Since each of these two /19s is
  2704. a member of a different /18 block, they cannot be aggregated
  2705. into a single /18. They could be aggregated into 202.1/16,
  2706. but this aggregation would include 192 network numbers
  2707. that were not part of the original allocation. Thus,
  2708. the smallest possible aggregate is two /19s.
  2709.  
  2710. 6. How would you express the entire Class A address
  2711. space as a single CIDR advertisement?
  2712. Since the leading bit of all Class A addresses is a
  2713. "0", the entire Class A address space can
  2714. be expressed as 0/1.
  2715.  
  2716. 7. How would you express the entire Class B address
  2717. space as a single CIDR advertisement?
  2718. Since the leading two bits of all Class B addresses
  2719. are "10", the entire Class B address space
  2720. can be expressed as 128/2.
  2721.  
  2722. 8. How would you express the entire Class C address
  2723. space as a single CIDR advertisement?
  2724. Since the leading three bits of all Class C addresses
  2725. are "110", the entire Class C address space
  2726. can be expressed as 192/3.
  2727.  
  2728.  
  2729.  
  2730.  
  2731.  
  2732.  
  2733.  
  2734.  
  2735.  
  2736.