Приказка за IP адресирането, за системния администратор
Протоколният стек TCP / IP е тясно свързан с Интернет, неговата история и модерност. Създадена е през 1969 г., когато ARPANET се нуждае от редица стандарти, за да обедини компютри с различни архитектури и операционни системи в една мрежа. Въз основа на тези стандарти е разработен набор от протоколи, наречен TCP / IP.
С разрастването на Интернет TCP/IP се налага и в други мрежи. Днес този мрежов протокол се използва както за свързване на компютри в световната мрежа, така и в по-голямата част от корпоративните мрежи.
IP адреси на протоколи
Съгласно спецификацията на протокола на всеки възел, свързан към IP мрежа, се присвоява уникален номер. Един възел може да бъде компютър, рутер, защитна стена и т.н. Ако един възел има множество физически връзки към мрежата, тогава на всяка връзка трябва да бъде присвоен уникален номер.
| клас А | ||||
| Бит номер | 0 | 8 | 16 | 24 31 |
| Адрес | 0……. | …….. | …….. | …….. |
| Мрежова част | ||||
| клас Б | ||||
| Бит номер | 0 | 8 | 16 | 24 31 |
| Адрес | 10…… | …….. | …….. | …….. |
| Мрежова част | ||||
| Клас C | ||||
| Бит номер | 0 | 8 | 16 | 24 31 |
| Адрес | 110….. | …….. | …….. | …….. |
| Мрежова част | ||||
| клас D | ||||
| Бит номер | 0 | 8 | 16 | 24 31 |
| Адрес | 1110…. | …….. | …….. | …….. |
| клас Е | ||||
| Бит номер | 0 | 8 | 16 | 24 31 |
| Адрес | 1111…. | …….. | …….. | …….. |
Самите мрежи от "осмици" могат да бъдат 2 7 -2. Отново изваждаме две, но това вече са две обслужващи мрежи: 127/8 и 0/8 (по стария начин: 127.0.0.0 и 0.0.0.0).
Тъй като първите два бита от префикса на мрежата са заети от ключа, дефиниращ класа, могат да бъдат посочени само 214 различни мрежи. Възлите във всяка мрежа могат да бъдат дефинирани до 2 16 -2.
Някои източници използват формулата 2 x -2, за да определят броя на възможните мрежи за всички класове, не само за A. Това се дължи на определени причини, които ще бъдат разгледани по-подробно по-долу. Днес няма нужда да се намалява броят на възможните мрежи с две.
| Октет |
Нека обобщим информацията за класовете мрежи в таблицата:
Ако битовете на мрежовия префикс са равниnull, приема се, че целевият възел принадлежи към същата мрежа като източника на пакета.
Подмрежа
Много рядко се случва локална мрежа да включва повече от 100-200 възли: дори ако вземете мрежа с голям брой възли, много мрежови среди налагат ограничения, например 1024 възела. Въз основа на това осъществимостта на използването на мрежи от клас A и B е много съмнителна. Да, и използването на клас C за мрежи, състоящи се от 20-30 възли, също е загуба.
Пълният мрежов префикс, състоящ се от мрежов префикс и номер на подмрежа, се нарича разширен мрежов префикс. Двоичното число и неговият десетичен еквивалент, съдържащ единици в битове, свързани с разширения мрежов префикс, и нули в останалите битове, се нарича подмрежова маска.
Разширен мрежов префикс
Но маската в десетична нотация е удобна за използване само когато разширеният мрежов префикс завършва на границата на октет, в други случаи е по-трудно да се дешифрира. Да приемем, че в примера на фиг. 4 бихме искали да използваме десет вместо 8 бита за подмрежата. Тогава в последния (z-ти) октет няма да имаме нули, а числото 11000000. В десетично представяне получаваме 255.255.255.192. Очевидно е, че такова представяне не е много удобно. В днешно време по-често се използва нотацията под формата “/xx”, където xx е броят на битовете в разширения мрежов префикс. Така че вместо да кажем "144.144.19.22 с маска 255.255.255.192", можем да напишем: 144.144.19.22/26. Както можете да видите, това представяне е по-компактно и разбираемо.
Подмрежова маска с променлива дължина VLSM
Скоро обаче стана ясно, че подмрежите, въпреки всичките си предимства, имат и недостатъци. Така,след като се определи подмрежовата маска, трябва да се използват подмрежи с фиксиран размер. Да кажем, че имаме мрежа 144.144.0.0/16 с разширен префикс /23.
Разширен мрежов префикс
Решението е да посочите повече от един разширен мрежов префикс за една и съща мрежа. Такава мрежа се нарича мрежа с подмрежова маска с променлива дължина (VLSM).
Наистина, ако разширеният мрежов префикс /25 се използва за мрежата 144.144.0.0/16, тогава това би било по-подходящо за мрежи с размер от около сто възела. Разрешаването на двете маски значително ще увеличи гъвкавостта на подмрежите.
Общата схема за разделяне на мрежа на подмрежи с маски с променлива дължина е следната: мрежата е разделена на подмрежи с максималния необходим размер. След това някои подмрежи се разделят на по-малки и по-нататък рекурсивно, докато е необходимо.
В допълнение, технологията VLSM, като скрие част от подмрежите, ви позволява да намалите количеството данни, предавани от рутери. Така че, ако мрежата 12/8 е конфигурирана с разширен мрежов префикс /16, след което мрежите 12.1/16 и 12.2/16 са подмрежени /20, тогава рутерът в мрежата 12.1 не трябва да знае за подмрежите 12.2 с префикс /20, той трябва само да знае маршрута до мрежата 12.1/16.
Проблеми на класическата схема
Като решение на проблема бяха предложени едновременно два подхода – единият за близко бъдеще, а другият всеобхватен и дългосрочен. Първото решение е прилагането на протокола за безкласово маршрутизиране (CIDR), към който по-късно се присъедини системата NAT.
Но фактът, че протоколът все още беше в процес на стандартизация през 2000 г. и фактът, че протоколът CIDR, заедно със системата NAT, се оказаха ефективно решение, ни кара да мислим, че преходът от IPv4 към IPng ще изисква много работа.време.
Безкласово маршрутизиране между домейни CIDR
В първата стъпка закръгляме необходимия брой подмрежи до най-близката степен 2. Тъй като в този пример броят на необходимите подмрежи е 4, няма нужда да се закръглява. Нека определим броя на битовете, необходими за организиране на 4 подмрежи. За да направим това, представяме 4 като степен на две: 4 = 2 2 . Степента е броят битове, разпределени за номера на подмрежата. Тъй като префиксът на блоковата мрежа е 24, префиксът на разширената мрежа ще бъде 24 + 2 = 26.