Зміст
Стек протоколів TCP / IP тісно пов'язаний з мережею Internet, її історією та сучасністю. Створений він був в 1969 році, коли для мережі ARPANET знадобився ряд стандартів для об'єднання в єдину мережу комп'ютерів з різними архітектурою і операційними системами. На базі цих стандартів і був розроблений набір протоколів, які отримали назву TCP / IP.
Разом з ростом Internet протокол TCP / IP завойовував позиції і в інших мережах. На сьогоднішній день цей мережевий протокол використовується як для зв'язку комп'ютерів всесвітньої мережі, так і в переважній більшості корпоративних мереж.
Згідно зі специфікацією протоколу, кожному вузлу, приєднаного до IP-мережі, присвоюється унікальний номер. Вузол може являти собою комп'ютер, маршрутизатор, міжмережевий екран і ін. Якщо один вузол має кілька фізичних підключень до мережі, то кожному підключенню повинен бути привласнений свій унікальний номер.
Самих же мереж "вісімок" може можливо 2 7 -2. Знову ми віднімаємо двійку, але це вже дві службових мережі: 127/8 і 0/8 (по-старому: 127.0.0.0 і 0.0.0.0).
Оскільки два перших біта мережевого префікса зайняті визначальним клас ключем, то можна задати лише 2 14 різних мереж. Вузлів же в кожної мережі можна визначити до 2 16 -2.
У деяких джерелах, для визначення кількості можливих мереж використовується формула 2 х -2 для всіх класів, а не тільки для А. Це пов'язано з певними причинами, які більш детально будуть викладені нижче. На сьогоднішній день немає ніякої необхідності зменшувати кількість можливих мереж на дві.
Якщо біти мережевого префікса дорівнюють нулю, потрібно було, що вузол призначення належить тій же мережі, що й джерело пакета.
Дуже рідко в локальну обчислювальну мережу входить більше 100-200 вузлів: навіть якщо взяти мережу з бо льшим кількістю вузлів, багато мережеві середовища накладають обмеження, наприклад, в 1024 вузла. Виходячи з цього, доцільність використання мереж класу А і В є сумнівною. Та й використання класу С для мереж, що складаються з 20-30 вузлів, теж є марнотратством.
Повний префікс мережі, що складається з мережевого префікса і номера підмережі, отримав назву розширеного мережевого префікса. Двійкове число, і його десятковий еквівалент, що містить одиниці в розрядах, що відносяться до розширеного мережного префікса, а в інших розрядах - нулі, назвали маскою підмережі.
Але маску в десятковому поданні зручно використовувати лише тоді, коли розширений мережевий префікс закінчується на кордоні октетів, в інших випадках її розшифрувати складніше. Припустимо, що в прикладі на рис. 4 ми хотіли б для підмережі не 8 біт, а десять. Тоді в останньому (z-ом) октеті ми мали б не нулі, а число 11000000. У десятковому поданні отримуємо 255.255.255.192. Очевидно, що таке уявлення не дуже зручно. У наш час частіше використовують позначення виду "/ xx", де хх - кількість біт в розширеному мережевому префікс. Таким чином, замість вказівки: "144.144.19.22 з маскою 255.255.255.192", ми можемо записати: 144.144.19.22/26. Як видно, таке уявлення більш компактно і зрозуміло.
Маска підмережі змінної довжини VLSM
(Variable Length Subnet Mask)
Однак незабаром стало ясно, що підмережі, незважаючи на всі їхні переваги, володіють і недоліками. Так, визначивши одного разу маску підмережі, доводиться використовувати підмережі фіксованих розмірів. Скажімо, у нас є мережа 144.144.0.0/16 з розширеним префіксом / 23.
Рішення полягає в тому, що б для однієї мережі вказувати більше одного розширеного мережевого префікса. Про таку мережі говорять, що це мережа з маскою підмережі змінної довжини (VLSM).
Дійсно, якщо для мережі 144.144.0.0/16 використовувати розширений мережевий префікс / 25, то це більше б пасувало мереж розмірами близько ста вузлів. Якщо допустити використання обох масок, то це б значно збільшило гнучкість застосування підмереж.
Загальна схема розбиття мережі на підмережі з масками змінної довжини така: мережа ділиться на підмережі максимально необхідного розміру. Потім деякі підмережі діляться на більш дрібні, і рекурсивно далі, до тих пір, поки це необхідно.
Крім того, технологія VLSM, шляхом приховування частини підмереж, дозволяє зменшити обсяг даних, переданих маршрутизаторами. Так, якщо мережа 12/8 конфигурируется з розширеним мережевим префіксом / 16, після чого мережі 12.1 / 16 і 12.2 / 16 розбиваються на підмережі / 20, то маршрутизатора в мережі 12.1 нема чого знати про подсетях 12.2 з префіксом / 20, йому досить знати маршрут на мережу 12.1 / 16.
В якості вирішення проблеми були одночасно запропоновані два підходи - один на найближче майбутнє, інший комплексний і довгостроковий. Перше рішення - це впровадження протоколу безкласової маршрутизації (CIDR), до якого пізніше приєдналася система NAT.
Безкласову міждоменну маршрутизацію CIDR
(Classless Inter-Domain Routing)
На першому етапі необхідне число підмереж ми округляємо в більшу сторону до найближчої ступеня числа 2. Оскільки в даному прикладі число необхідних підмереж дорівнює 4, округляти не потрібно. Визначимо кількість біт, потрібних для організації 4 підмереж. Для цього представимо 4 у вигляді ступеня двійки: 4 = 2 2. Ступінь - це і є кількість біт відводяться для номера підмережі. Так як мережевий префікс блоку дорівнює 24, то розширений мережевий префікс дорівнюватиме 24 + 2 = 26.
Компанія організовує корпоративну мережу. Схема розташування філій і канали, що зв'язують їх, наведені на малюнку.
Є чотири регіональні офіси, пов'язані каналами з центральним офісом. До регіональних офісах, в свою чергу, підключені обласні філії даного регіону.
Для визначення розмірів регіональних офісів, складемо таблицю кількості підключених обласних філій до кожного регіонального офісу.