Підмережі

Як відомо, ІР-адреса складається з двох їєрархічних рівнів. Необхідність у введенні третього рівня їєрархії - рівня підмереж - була зумовлена виникненням дефіциту номерів мереж і стрімким зростанням таблиць маршрутизації маршрутизаторів у Internet. Після впровадження рівня підмережі номер пристрою поділяється на дві частини - номер підмережі та номер пристрою у цій підмережі.

Мал.2 Формування трьохрівневої ієрархії.

Збільшення кількості рівнів знімає проблему зростання таблиць маршрутизації завдяки тому, що інформація про топологію корпоративних мереж стає непотрібною магістральним маршрутизаторам Internet. Маршрути з мережі Internet до будь-якої конкретної підмережі, розташованої у мережі із заданою ІР-адресою, однакові і не залежать від того, у якій підмережі розташований отримувач. Це стало можливим завдяки тому, що всі підмережі мережі із заданим номером використовують один і той самий мережний префікс, хоч їх номери (номери підмереж) різні. Маршрутизаторам у приватній мережі потрібно відрізняти окремі підмережі, але для маршрутизаторів Internet всі підмережі відносяться до єдиного запису у таблиці маршрутизації. Це дозволяє адміністратору приватної мережі вносити будь-які зміни у логічну структуру всієї мережі, не впливаючи на розмір таблиць маршрутизації маршрутизаторів Internet.

Крім того, легко розв'язується проблема виділення номерів при рості організації. Організація отримує номер мережі, а далі адміністратор довільно привласнює номери підмереж для кожної внутрішньої мережі. Це дозволяє організації розширювати свою мережу без необхідності отримання ще одного мережного номера.

Маска підмережі

Якщо маршрутизатори у мережі Internet використовують тільки мережний префікс адреси отримувача для передачі трафіка у організацію, то марщрутизатори всередині приватної мережі організації розширений мережний префікс для передачі трафіка індивідуальним підмережам. Розширеним мережним префіксом називають префікс мережі і номер підмережі.

Мал.3 Розширений мережний префікс.

Поняття розширеного мережного префікса, по суті, еквівалентно поняттю маска підмережі (subnet mask). Маска підмережі - це двійкове число, яке містить одиниці у тих розрядах, які відносяться до розширеного мережного префікса. Маска підмережі дозволяє поділити ІР-адресу на дві частини: номер підмережі та номер пристрою у цій підмережі.

Старші біти ІР-адреси використовуються робочими станціями і маршрутизаторами для визначення класу адреси. Після того, як клас визначений, пристрій може легко визначити межу між бітами, які використовувалися для ідентифікації номера мережі, і бітами номера пристрою у цій мережі. Однак для визначення межі бітів, які ідентифікують номер підмережі, така схема не підходить. Для цього саме і використовується 32-бітна маска підмережі, яка допомогає однозначно визначити необхідну межу.

Біти у масці підмережі повинні бути усталені в одиницю, якщо система, яка перевіряє адресу, повинна розглядати відповідний біт у ІР-адресі як частину мережного префікса. Після визначення класу ІР-адреси, будь-який біт у номері пристрою, який має відповідний усталений біт у масці підмережі, використовується для ідентифікації номера підмережі. Частина номера пристрою, що залишилася, і якій відповідають нульові біти у масці підмережі, використовуються для задання номера пристрою.

Документ RFC 1219 визначає основне правило, якому слід дотримуватися при привласнюванні номерів підмережам і пристроям. Номери підмереж призначаються таким чином, щоб старші біти у номері підмережі встановлювалися першими (тобто починаючи з крайньої лівої позиції). В той же час одиничні біти номериівпристроїв рекомендується встановлювати, починаючи з крайньої правої позиції. Отже, якщо дотримуватися цього правила, то на межі між номером підмережі і номером пристрою будуть існувати нульові невикористані біти. Це дозволяє змінити маску підмережі без зміни ІР-адреси, привласненої пристрою.

У мережі із підмережами можна використовувати два види широкомовлення: направлене і обмежене. Направлене широкомовлення використовується для передавання дейтаграми всім пристроям визначеної підмережі. Для відправки дейтаграми всім пристроям у всіх підмережах необхідно використати обмежене широкомовлення із адресою 255.255.255.255. Необхідно, однак, врахувати, що маршрутизатори не пропускають дейтаграми з такою адресою (тому таке широкомовлення називається обмеженим).

Номери мереж призначаються централізовано, якщо мережа є частиною Internet, або довільно, якщо мережа працює автономно. Номери вузлів і в тому і в іншому випадку адміністратор може призначати самостійно, не виходячи з дозволеного для цього класу мережі діапазону.

Координуючу роль у централізованому розподілі ІР-адрес спочатку відігравала організація InterNIC, однак із зростанням мережі задача розподілу адрес стала дуже складною, і InterNIC делегувала частину своїх функцій іншим організаціям і крупним поставщикам послуг Internet.

Якщо деяка ІР-мережа створена для роботи у "автономному режимі", без зв'язку з Internet, в стандартах Internet визначено декілька діапазонів адрес, рекомендуємих для локального використання. Ці адреси не обробляються маршрутизаторами Internet ні за яких умов. Адреси, зарезервовані для локальних цілей, вибрані з різних класів: у класі А - це мережа 10.0.0.0, у класі В - це діапазон з 16 номерів мереж 172.16.0.0. - 172.31.0.0, у класі С - це діапазон з 255 мереж - 192.168.0.0. - 192.168.255.0.