PROTOCOLO+DE+RED+INTERNET

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Internet Protocol
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«Protocolo de Internet» redirige aquí. Para "protocolo de Internet" como el término genérico, véase Familia de protocolos de Internet. Este artículo trata sobre el protocolo para la comunicación de datos. Para otros usos de este término, véase IP.

Internet Protocol (en español Protocolo de Internet) o IP es un protocolo no orientado a conexión, usado tanto por el origen como por el destino para la comunicación de datos, a través de una red de paquetes conmutados no fiable y de mejor entrega posible sin garantías. Los datos en una red basada en IP son enviados en bloques conocidos como paquetes o datagramas (en el protocolo IP estos términos se suelen usar indistintamente). En particular, en IP no se necesita ninguna configuración antes de que un equipo intente enviar paquetes a otro con el que no se había comunicado antes. IP provee un servicio de datagramas no fiable (también llamado del mejor esfuerzo (best effort), lo hará lo mejor posible pero garantizando poco). IP no provee ningún mecanismo para determinar si un paquete alcanza o no su destino y únicamente proporciona seguridad (mediante checksums o sumas de comprobación) de sus cabeceras y no de los datos transmitidos. Por ejemplo, al no garantizar nada sobre la recepción del paquete, éste podría llegar dañado, en otro orden con respecto a otros paquetes, duplicado o simplemente no llegar. Si se necesita fiabilidad, ésta es proporcionada por los protocolos de la capa de transporte, como TCP. Si la información a transmitir ("datagramas") supera el tamaño máximo "negociado" (MTU) en el tramo de red por el que va a circular podrá ser dividida en paquetes más pequeños, y reensamblada luego cuando sea necesario. Estos fragmentos podrán ir cada uno por un camino diferente dependiendo de como estén de congestionadas las rutas en cada momento. Las cabeceras IP contienen las direcciones de las máquinas de origen y destino (direcciones IP), direcciones que serán usadas por los enrutadores (routers) para decidir el tramo de red por el que reenviarán los paquetes. El IP es el elemento común en el Internet de hoy. El actual y más popular protocolo de red es IPv4. IPv6 es el sucesor propuesto de IPv4; poco a poco Internet está agotando las direcciones disponibles por lo que IPv6 utiliza direcciones de fuente y destino de 128 bits (lo cual asigna a cada milímetro cuadrado de la superficie de la Tierra la colosal cifra de 670.000 millones de direcciones IP), muchas más direcciones que las que provee IPv4 con 32 bits. Las versiones de la 0 a la 3 están reservadas o no fueron usadas. La versión 5 fue usada para un protocolo experimental. Otros números han sido asignados, usualmente para protocolos experimentales, pero no han sido muy extendidos.

Quizás los aspectos más complejos de IP son el direccionamiento y el enrutamiento. El direccionamiento se refiere a la forma como se asigna una dirección IP y cómo se dividen y se agrupan subredes de equipos.
 * Direccionamiento IP y enrutamiento **

El enrutamiento consiste en encontrar un camino que conecte una red con otra y, aunque es llevado a cabo por todos los equipos, es realizado principalmente por routers, que no son más que computadoras especializadas en recibir y enviar paquetes por diferentes interfaces de red, así como proporcionar opciones de seguridad, redundancia de caminos y eficiencia en la utilización de los recursos.

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 * Dirección IP **
 * Artículo principal: Dirección IP. **

Una dirección IP es un número que identifica de manera lógica y jerárquicamente a una interfaz de un dispositivo (habitualmente una computadora) dentro de una red que utilice el protocolo de Internet (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red o nivel 3 del modelo de referencia OSI. Dicho número no se ha de confundir con la dirección MAC que es un número físico que es asignado a la tarjeta o dispositivo de red (viene impuesta por el fabricante), mientras que la dirección IP se puede cambiar.

El usuario al conectarse desde su hogar a Internet utiliza una dirección IP. Esta dirección puede cambiar al reconectar. A la posibilidad de cambio de dirección de la IP se denomina dirección IP dinámica.

Los sitios de Internet que por su naturaleza necesitan estar permanentemente conectados, generalmente tienen una dirección IP fija (IP fija o IP estática); es decir, no cambia con el tiempo. Los servidores de correo, dns, ftp públicos, servidores web, conviene que tengan una dirección IP fija o estática, ya que de esta forma se facilita su ubicación.

Las máquinas manipulan y jerarquizan la información de forma numérica, y son altamente eficientes para hacerlo y ubicar direcciones IP. Sin embargo, los seres humanos debemos utilizar otra notación más fácil de recordar y utilizar, por ello las direcciones IP pueden utilizar un sinónimo, llamado nombre de dominio (Domain Name), para convertir los nombres de dominio en direcciones IP, se utiliza la resolución de nombres de dominio DNS.

Existe un protocolo para asignar direcciones IP dinámicas llamado DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).


 * Enrutamiento **

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 * Artículo principal: Enrutamiento. **

En comunicaciones, el encaminamiento (a veces conocido por el anglicismo ruteo o enrutamiento) es el mecanismo por el que en una red los paquetes de información se hacen llegar desde su origen a su destino final, siguiendo un camino o ruta a través de la red. En una red grande o en un conjunto de redes interconectadas el camino a seguir hasta llegar al destino final puede suponer transitar por muchos nodos intermedios.

Asociado al encaminamiento existe el concepto de métrica, que es una medida de lo "bueno" que es usar un camino determinado. La métrica puede estar asociada a distintas magnitudes: distancia, coste, retardo de transmisión, número de saltos, etc., o incluso a una combinación de varias magnitudes. Si la métrica es el retardo, es mejor un camino cuyo retardo total sea menor que el de otro. Lo ideal en una red es conseguir el encaminamiento óptimo: tener caminos de distancia (o coste, o retardo, o la magnitud que sea, según la métrica) mínimos. Típicamente el encaminamiento es una función implantada en la capa 3 (capa de red) del modelo de referencia OSI.

Formato del datagrama IP
 * El datagrama IP ** El datagrama IP es la unidad de transferencia en las redes IP. Básicamente consiste en una cabecera IP y un campo de datos para protocolos superiores. El datagrama IP está encapsulado en la trama de nivel de enlace, que suele tener una longitud máxima (MTU, Maximum Transfer Unit), dependiendo del hardware de red usado. Para Ethernet, esta es típicamente de 1500 bytes. En vez de limitar el datagrama a un tamaño máximo, IP puede tratar la fragmentación y el reensamblado de sus datagramas. En particular, IP no impone un tamaño máximo, pero establece que todas las redes deberían ser capaces de manejar al menos 576 bytes. Los fragmentos de datagramas tienen todos una cabecera, copiada básicamente del datagrama original, y de los datos que la siguen. Los fragmentos se tratan como datagramas normales mientrasson transportados a su destino. Nótese, sin embargo, que si uno de los fragmentos se pierde, todo el datagrama se considerará perdido, y los restantes fragmentos también se considerarán perdidos.

Longitud:Es la longitud de la cabecera medida en palabras de 32 bits. Puesto que este campo tiene 4 bits la longitud máxima de la cabecera es de 64 octetos. Servicio:Lo rellena quien envía el datagrama. Su utilidad actual es muy escasa, pero irá aumentando en la medida en que se empleen diferentes tipos de tráfico.
 * Estudiamos sus campos uno a uno: ** Versión:Los protocolos evolucionan y cambian con el tiempo. Por esto, es conveniente saber con qué versión se ha generado un datagrama.


 * DIRECCIÓN IP. **


 * Qué son las direcciones IP? **

Una dirección IP es un número que identifica de manera lógica y jerárquica a unainterfaz de un dispositivo (habitualmente unacomputadora ) dentro de unared que utilice el protocolo IP (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red o nivel 3 del modelo de referenciaOSI. Dicho número no se ha de confundir con ladirección MAC que es un número hexadecimal fijo que es asignado a la tarjeta o dispositivo de red por el fabricante, mientras que la dirección IP se puede cambiar. Es habitual que un usuario que se conecta desde su hogar a Internet utilice unadirección IP. Esta dirección puede cambiar cada vez que se conecta; y a esta forma deasignación de dirección IP se denomina una dirección IP dinámica (normalmente seabrevia como IP dinámica). Los sitios de Internet que por su naturaleza necesitan estar permanentementeconectados, generalmente tienen una dirección IP fija (se aplica la misma reducción por IP fija o IP estática), es decir, no cambia con el tiempo. Los servidores de correo, DNS, FTP públicos, y servidores de páginas web necesariamente deben contar con unadirección IP fija o estática, ya que de esta forma se permite su localización en la red. A través de Internet, los ordenadores se conectan entre sí mediante sus respectivasdirecciones IP. Sin embargo, a los seres humanos nos es más cómodo utilizar otranotación más fácil de recordar y utilizar, como los nombres de dominio; la traducciónentre unos y otros se resuelve mediante los servidores de nombres de dominio DNS.


 * Tipo de dirección IP: **

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Es la que hemos visto hasta el momento, y sirve para identificar a nuestra máquina. Esta dirección puede ser a su vez de dos tipos diferentes: - IP pública:Es la dirección IP con la que nos identificamos al conectarnos a otras redes (Internet). Esta IP nos la asigna nuestro proveedor ISP, y no tenemos control sobre ella. A su vez puede ser de dos tipos diferentes: - IP estática: Es cuando tenemos una dirección IP fija asignada. Este tipo es poco utilizado, carecede interés para el usuario doméstico y además los proveedores ISP suelen cobrar un suplemento por ellas. - IP dinámica: Es la utilizada habitualmente. Nuestro proveedor ISP nos asigna al conectarnos a lared (Internet) una dirección que tenga disponible en ese momento. Esta direccióncambia cada vez que nos desconectamos de Internet y nos volvemos a conectar. - IP privada:Es la dirección IP de cada equipo (ordenador o cualquier elemento que se conecte através del protocolo TCP/IP) de nuestra red. Al contrario de lo que ocurre con la IP pública, la IP privada sí que la asignamosnosotros, aunque se puede asignar de forma automática (mediante DHCP).


 * Clases de direcciones IP: **

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En esta clase se reserva el primer grupo a la identificación de la red, quedando los tres siguientes para identificar los diferentes host. Los rangos de esta clase estáncomprendidos entre 1.0.0.0 y 127.255.255.255. Actualmente la ICANN asigna redes deeste grupo a gobiernos de todo el mundo, aunque hay algunas grandes empresas quetienen asignadas IP's de esta clase.
 * Clase A: **

En esta clase se reservan los dos primeros grupos a la identificación de la red,quedando los dos siguientes para identificar los diferentes host. Los rangos de estaclase están comprendidos entre 128.0.0.0 y 191.255.255.255. Actualmente la ICANN asigna redes de este grupo a grandes y medianas empresas.
 * Clase B: **

En esta clase se reservan los tres primeros grupos a la identificación de la red,quedando el último para identificar los diferentes hosts. Los rangos de esta clase estáncomprendidos entre 192.0.0.0 y 223.255.255.255. Actualmente la ICANN asigna redesde este grupo a aquellos que lo solicitan.
 * Clase C: **

-La dirección 0.0.0.0 se utiliza por las máquinas cuando están arrancando o no se lesha asignado dirección.- La dirección que tiene su parte de host a unos sirve para comunicar con todos loshosts de la red en la que se ubica. Se denomina Dirección de broadcast.-Las direcciones 127.x.x.x se reservan para pruebas de retroalimentación. Sedenomina Dirección de bucle local o loopback. Al usuario lo que más le interesa es un grupo de direcciones IP que no están asignadasdentro de cada grupo. Son las que reciben el nombre de
 * Dentro de estas clases hay otra serie de asignaciones: **

Redes privadas, y son las que pueden ser utilizadas por los hosts que usan traducción de dirección de red ( NAT ) paraconectarse a Internet o por los hosts que no se conectan a Internet. En una misma red no puede haber dos direcciones iguales, pero sí se pueden repetir endos redes privadas que no tengan conexión entre sí.


 * Las direcciones privadas dentro de cada clase son: **

10.0.0.0 a 10.255.255.255 (8 bits red, 24 bits hosts)
 * - Clase A: **

172.16.0.0 a 172.31.255.255 (16 bits red, 16 bits hosts)
 * - Clase B: **

**- Clase C**: 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (24 bits red, 8 bits hosts)

La función de la dirección IPv6 es exactamente la misma a su predecesor IPv4, perodentro del protocolo IPv6. Está compuesta por 8 segmentos de 2 bytes cada uno, que suman un total de 128 bits, el equivalente a unos 3.4x10
 * Direcciones IPv6 **

38 hosts direccionables. Laventaja con respecto a la dirección IPv4 es obvia en cuanto a su capacidad dedireccionamiento.Su representación suele ser hexadecimal y para la separación de cada par de octetos seemplea el símbolo ":". Un bloque abarca desde 0000 hasta FFFF. Algunas reglasacerca de la representación de direcciones IPv6 son:


 * •Los ceros iniciales, como en IPv4, se pueden obviar. **


 * Direcciones IPv4 **

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En su versión 6.55, una dirección IP se implementa con un número de 32 bits que suele ser mostrado en cuatro grupos de números decimales de 8 bits ( IPv4 ). Cada uno deesos números se mueve en un rango de 0 a 255 (expresado en decimal), o de 0 a FF(enhexadecimal) o de 0 a 11111111 (en binario). Las direcciones IP se pueden expresar como números de notación decimal: se dividen los 32 bits de la dirección en cuatrooctetos. El valor decimal de cada octeto puede ser entre 0 y 255 (el número binario de8 bits más alto es 11111111 y esos bits, de derecha a izquierda, tienen valores decimalesde 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 y 128, lo que suma 255 en total). En la expresión de direcciones IPv4 en decimal se separa cada octeto por un carácter ".". Cada uno de estos octetos puede estar comprendido entre 0 y 255, salvo algunasexcepciones. Los ceros iniciales, si los hubiera, se pueden obviar.


 * • Ejemplo de representación de dirección IPv4: **

164.12.123.65 Hay tres clases de direcciones IP que una organización puede recibir de parte de la Internet Corporation for Assigned Names and Numbers ( ICANN ): clase A, clase B yclase C. En la actualidad, ICANN reserva las direcciones de clase A para los gobiernosde todo el mundo (aunque en el pasado se le hayan otorgado a empresas de granenvergadura como, por ejemplo, Hewlett Packard) y las direcciones de clase B para lasmedianas empresas. Se otorgan direcciones de clase C para todos los demás solicitantes. Cada clase de red permite una cantidad fija de equipos (hosts).

se asigna el primer octeto para identificar la red, reservandolos tres últimos octetos (24 bits) para que sean asignados a los hosts, de modo quela cantidad máxima de hosts es 2 24- 2 (las direcciones reservadas de broadcast [últimos octetos a 255] y de red [últimos octetos a 0]), es decir, 16 777 214 hosts. se asignan los dos primeros octetos para identificar la red,reservando los dos octetos finales (16 bits) para que sean asignados a los hosts, demodo que la cantidad máxima de hosts es 2 16- 2, o 65 534 hosts. •En una red de clase C, se asignan los tres primeros octetos para identificar la red,reservando el octeto final (8 bits) para que sea asignado a los hosts, de modo quela cantidad máxima de hosts es 2 8- 2, ó 254 hosts. Cl ase Dirección IP (R=Red - H=Host) Rango N° de Redes N° de Host Máscara de Red Broadcast A0RRRRRRR.HHHHHHHH.H HHHHHHH.HHHHHHHH 1.0.0.0 -126.0.0.0126 16.77 7.214255.0.0.0 x.255.255.255 B10RRRRRR.RRRRRRRR.HHH HHHHH.HHHHHHHH 128.0.0.0 -191.255.0.016.38465.534255.255.0.0 x.x.255.255C 110RRRRR.RRRRRRRR.RRRR RRRR.HHHHHHHH 192.0.0.0 -223.255.255.02.097.152254255.255.255.0 x.x.x.255 D1110[ Dirección de multicast ]224.0.0.0 -239.255.255.255 E 1111[Reservado para uso futuro]240.0.0.0 -255.255.255.255 •La dirección 0.0.0.0 es utilizada por las máquinas cuando están arrancando o no seles ha asignado dirección. •La dirección que tiene su parte de host a cero sirve para definir la red en la que seubica. Se denomina dirección de red- •La dirección que tiene su parte de host a unos sirve para comunicar con todos loshosts de la red en la que se ubica. Se denomina dirección de broadcast •Las direcciones 127.x.x.x se reservan para pruebas de retroalimentación. Sedenomina dirección de bucle local o loopback
 * • En una red de clase A, **
 * En una red de clase B, **

Hay ciertas direcciones en cada clase de dirección IP que no están asignadas y que sedenominandirecciones privadas.Las direcciones privadas pueden ser utilizadas por los hosts que usan traducción de dirección de red ( NAT ) para conectarse a una red pública o por los hosts que no se conectan a Internet. En una misma red no puedenexistir dos direcciones iguales, pero sí se pueden repetir en dos redes privadas que notengan conexión entre sí o que se sea a través de NAT. Las direcciones privadas son:

•Clase A:10.0.0.0 a 10.255.255.255 (8 bits red, 24 bits hosts)

•Clase B:172.16.0.0 a 172.31.255.255 (16 bits red, 16 bits hosts)

•Clase C:192.168.0.0 a 192.168.255.255 (24 bits red, 8 bits hosts) A partir de1993, ante la previsible futura escasez de direcciones IPv4 debido al crecimiento exponencial de hosts en Internet, se empezó a introducir el sistemaCIDR ,que pretende en líneas generales establecer una distribución de direcciones más fina y granulada, calculando las direcciones necesarias y "desperdiciando" las mínimas posibles, para rodear el problema que las distribución por clases había estado gestando. Este sistema es, de hecho, el empleado actualmente para la delegación dedirecciones.Muchas aplicaciones requieren conectividad dentro de una sola red, y no necesitanconectividad externa. En las redes de gran tamaño a menudo se usa TCP/IP. Por ejemplo, los bancos pueden utilizar TCP/IP para conectar los cajeros automáticos queno se conectan a la red pública, de manera que las direcciones privadas son ideales para ellas. Las direcciones privadas también se pueden utilizar en una red en la que nohay suficientes direcciones públicas disponibles. Las direcciones privadas se pueden utilizar junto con un servidor de traducción dedirecciones de red (NAT) para suministrar conectividad a todos los hosts de una red que tiene relativamente pocas direcciones públicas disponibles. Según lo acordado,cualquier tráfico que posea una dirección destino dentro de uno de los intervalos dedirecciones privadas no se enrutará a través de Internet. MÁSCARAS DE RED¿Qué son las Máscaras de Red? Combinación debitsque sirve para delimitar el ámbito de unared decomputadoras. Sirve para que una computadora (principalmente la puerta de enlace,router, etc.)determine si debe enviar los datos dentro o fuera de la red. Es decir, la función de lamáscara de red es indicar a los dispositivos qué parte de la dirección IP es el númerode la red (incluyendo la subred), y qué parte es la correspondiente al host. Por ejemplo, si el router tiene la ip 159.128.1.1 y máscara de red 255.255.255.0, entiende que todolo que se envía a una IP que empiece por 159.128.1 va para la red local y todo lo queva a otras IPS, para fuera (Internet u otra red local mayor).


 * ¿Cómo calcular una máscara? **

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La máscara, es un valor que si le pasamos a binario, solamente contiene ‘unos’ y ‘ceros ‘consecutivos, es decir, que los ‘unos’ están todos juntos y luego los ‘ceros’ están todos juntos. Los únicos posibles valores de las máscaras son:

En la primera columna de la tabla anterior, vemos los posibles valores de las máscarasen sistema binario.

En la segunda columna, vemos los valores de las máscaras en decimal.

En la tercera columna, vemos los valores de las máscaras en notación simplificada indicando el número de ‘unos’ de la máscara. Cuando queremos decir que un PC tiene configurada la dirección IP 192.168.0.213 y máscara 255.255.255.0, normalmente se dice que tiene la IP 192.168.0.213/24.

En la cuarta columna vemos las direcciones totales incluida la dirección de red y la dirección de broadcast. Para calcular el número de direcciones asignables a PCs,debemos restar dos unidades a ese número ya que ni la primera IP (dirección de red)ni la última (dirección de broadcast) son asignables a PCs. El resto sí, aunque acabenen cero, aunque si sobran, se recomienda no usar las que acaben en cero. Ejemplo, sitenemos la máscara 255.0.0.0, el número máximo de PCs será:16.777.216 – 2 = 16.777.214El número total de direcciones IP de la red se obtiene con la fórmula: 2

(nº de ceros de la máscara). Si se trata de una máscara /26, significa que la máscara tiene 6 ceros, por tanto 26=64.Como la primera y la última IP no se pueden utilizar, tenemos que el máximo son 64 – 2= 62 PCs.


 * Subredes (Subnetting) **

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Para conseguir mayor funcionalidad podemos dividir nuestra red en subredes dividiendo en dos partes el número de host, una para identificar la subred, y la otra parte para identificar la máquina (subnetting). Esto lo decidirá el responsable de la red sin que intervenga el NIC. La idea es tomar una de una direccion de IP y asignar las direcciones IP de esa a varias redes fisicas, que seran ahora referidas como subredes.

El mecanismo con el cual se puede lograr compartir un numero de red (parte de red) entre distintas redes involucra la configuracion de todos los nodos en cada subnet con una mascara de red, la misma para todos los nodos dentro de una subred. Con las mascaras de redes se logra jerarquizar aun mas la estructura jerarquica de un IP, que como se dijo antes esta constituida por (parde de red) + (parte de host), incluyendo un nuevo nivel de jerarquia que llamaremos (numero de subnet). Como ya se sabe, todo los hosts en una misma red tienen la misma (parte de red), pero ahora todos los host en la misma red fisica tendran el mismo (numero de subnet), lo que hace que los hosts en la misma red, pero en distintas redes fisicas compartan la (parte de red) pero no el (numero de subnet), y esto como se puede notar ayuda notablemente en la transmision de informacion, pues se complementa las tablas de direccionamiento con otro campo que ayudara a mejorar la eficiencia de envio de paquetes.

Supongamos que se quiere dividir una red Clase B en varias redes. Podriamos utilizar una mascara de red de la forma 255.255.255.0 (lo que pasado a binario son 1s en los primeros 24 bits y 0s en los ultimos 8). Por lo tanto podriamos pensar que ahora los primeros 24 bits de una direccion IP representan la (parte de red) y los ultimos 8 la (parte de host). Como los primeros 16 bits identifican una red Clase B, podemos pensar que que la direccion no tiene dos sino tres partes: la (parte de red) + (parte de subnet) + (parte de host).


 * Subredes de Longitud Variable ( VLSM )**


 * ¿Qué es VLSM?**

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VLSM es la sigla de Variable Length Subnet Masks o, en español, máscara de subred de longitud variable o máscara variable. Básicamente es la técnica por la cual se diseña un esquema de direccionamiento usando varias máscaras en función de la cantidad de hosts, es decir, la cantidad de hosts determina la longitud de la máscara o longitud del prefijo de red. ¿Y para qué el término? pues para diferenciarlo de la antigua forma de diseñar subredes: máscara única o máscara fija, es decir, cuando diseñabamos con ese paradigma, sólo se podía elegir una máscara de subred o longitud del prefijo de red, lo cual implicaba que la red más grande mandaba y que las redes más pequeñas estaban obligadas a ser ineficientes porque tendrían obligatoriamente una capacidad sin uso que, probablemente, nunca se iba a necesitar y nunca se podría recuperar porque el esquema sólo admite una sola máscara.

¿Qué es CIDR?
CIDR es una sigla que significa Classless Inter-Domain Routing o, en español, Enrutamiento interdominio sin clase y consiste en la capacidad de un enrutador de usar protocolos que no consideran las clases como los límites naturales de las subredes. En otras palabras, CIDR significa que un protocolo de enrutamiento tiene en cuenta el direccionamiento VLSM en sus actualizaciones de enrutamiento y puede enviar actualizaciones incluyendo las máscaras de subred (porque no es una sólo sino una diferente para cada subred). El objetivo de CIDR es permitir un esquema de sumarización flexible, en especial para los enrutadores en el backbone de Internet que eran aquellos cuya tabla de enrutamiento era tan grande que estaban llegando a su límite antes de tiempo.