Подсети
Уровень иерархии 3.
Первоначально было установлено, что адрес относится к определенной сети, а не к набору сетей. Это явилось проблемой при подключении новых сетей. Необходимы были новые адреса, много адресов. Нужно было совершенствовать систему адресации. Решение IPv6 – возможность разделения сети на несколько подсетей локально, извне сеть остается как единое целое.
В этих целях для сети класса В формировать адрес подсети. Для этого можно 16-битный адрес хоста разделить на 6 бит (номер подсети) и 10 бит (номер хоста в подсети). Получается 64 подсети по 1000 станций в каждой.
Для того чтобы проделать эту операцию с адресом, используют так называемую маску, которая должна указывать, как разбивать адрес на номер подсети и номер хоста.
Если сеть адресная, то используют маску – складывают адрес и всё это записывается таким образом: 255 255 252 0 / 22
Тогда получается, на хост 10 бит, 6 бит под сеть и всё остальное – сеть.
Адресация без подсетей происходит следующим образом: у каждого маршрутизатора имеется таблица, содержащая IP-адреса сетей и IP-адреса хостов. IP-адреса сетей позволяют осуществлять доступ к удаленным сетям. Адреса хостов локально. Когда IP-пакет прибывает на маршрутизатор, адрес получателя ищется в таблице маршрутизации. Если пакет направляется в удаленную сеть, он пересылается следующему маршрутизатору по линии, указанной в таблице. Если пакет предназначен локальному хосту, он напрямую посылается ему.
При разбиении сети на подсети, таблицы маршрутизации несколько меняются. В таблице с помощью маски определяется сеть, подсеть, хост. Для этого выполняется операция «И», чтобы разбить адрес хоста на номер сети и номер подсети.
Пример: если на центральный маршрутизатор прибывает IP-пакет с адресом 130 50 15 6, выполняется операция с маской 255 255 252 0. Получается значение 130 50 12 0. Это значение ищется в таблице центрального маршрутизатора и определяется линия этой подсети.
Бесклассовая междоменная маршрутизация
Проблема: количество потребных адресов растет, пространства IP-адреса не хватает. Особенно в классе В. Если выделить больше битов для адресации сети в классе В, то вырастет таблица маршрутизации, а то что маршрутизаторы обмениваются между собой данными - увеличит трафик, что нехорошо.
Решение: увеличение уровня адресной иерархии.
Например. IP адрес содержит страну, регион, город, сеть, подсеть, номер хоста. В этом случае надо знать как добраться до маршрутизатора страны, в нем до маршрутизатора города и региона. Затем города и так далее. Длина таблиц маршрутизации уменьшается. Однако есть большие страны, и есть малые страны – адресное пространство будет использоваться неэффективно.
Решение: новый алгоритм маршрутизации CIDR. Идея (смотри RFC 1519): соединение адресного пространства в IP-пакете в блоке переменного размера независимо от класса сетей.
Пример: если нужен блок в 2000 адресов, выделяется 2048.
Недостаток: отход от классов усложняет маршрутизацию.
В старой системе, основанной на классах. Маршрутизатор извлекал IP-адрес, определял класс сети, пакеты сортировались по классам, в соответствие с классом определялся 8,16,32-битный сетевой номер, сетевой номер отыскивался в своей таблице. По ним определялась выходная линия.
В CIDR алгоритм несколько другой. Все записи таблицы расширяются за счет добавления 32-битной маски, то есть образуется единая таблица для всех сетей, состоящая из набора троек (IP_адрес, маска подсети, выходная линия). При приходе пакета, извлекается IP-адрес, таблица маршрутизации сканируется с учетом маски. Для ускорения поиска используются специальные чипы.
Пример: Адресация с маской. Имеется 3 организации, в которых используется следующее количество хостов:
Первый адрес Последний адрес
1 – 2048 194 24 0 0 194 24 7 255 /22
2 – 1024 194 24 8 0 194 24 11 255 /21
3 – 4096 194 24 16 0 194 24 16 255 /20
|
Первый адрес |
Последний адрес |
2048 |
194.24.0.0 |
194.24.7.255 |
4096 |
194.24.8.0 |
194.24.11.255 |
1024 |
194.24.16.0 |
194.24.16.255 |
Все маршрутизаторы по миру получают 3 новые строки, содержащие базовый адрес и маску. Пусть на маршрутизатор приходит пакет 194.24.17.4.
Нарисуем его:
11000010 00011000 00010001 00000100.
Накладываем маску первой организации:
111___ ____11 100__ ____00
194 24 16 0
Вывод: не совпадает с базовым адресом первой организации 194.24.0.0.
Накладываем маску второй организации:
194 24 16 0
Вывод: не совпадает с базовым адресом второй организации 194.24.8.0.
Накладываем маску третьей организации:
194 24 16 0
Вывод: пакет направлен по линии третьей организации.
Если маршрутизатор связан с другим маршрутизатором, например так,
то, получив три записи, маршрутизатор сделает из них одну: 194.24.0.0/19 (агрегирующая запись).
В соответствии с ней пакет, направленный по линиям 1, 2, 3 будет пересылать штат. (?) обратно на маршрутизатор М’. Достоинство: кол-во записей в таблице маршрутизации меньше.