Формування підмереж
У ряді випадків для зручності управління адміністратор може самостійно формувати підмережі всередині виділеного йому адресного простору. Наприклад, адміністратору виділений адреса мережі 198.11.163.0 класу С, і йому необхідно створити 10 комп'ютерних підмереж по 14 вузлів. Для адресації 10 підмереж потрібно 4 розряду адреси. Таким чином, маска повинна мати одиниці в 28 старших двійкових розрядах і 4 нуля в молодших - 11111111.11111111.11111111.11110000, тобто маска буде 255.255.255.240. В цьому випадку максимально може бути задано 16 підмереж по 14 вузлів в кожній (таблиця 16.2). З 16 підмереж адміністратор використовує 10, а решту 6 використовуватися не будуть.
Отже, якщо задано адресу 198.11.163.83 з маскою 255.255.255.240, то після логічного множення адреси на маску буде отриманий адресу підмережі:
тобто підмережа 198.11.163.80 мережі 198.11.163.0, а номер вузла дорівнює 3 (0011).
Таблиця 16.2. Адреса вузлів та підмереж
№ підмережі |
Адреса підмережі |
Адреса вузлів |
1 |
198.11.163.0 |
198.11.163.1- 198.11.163.14 |
2 |
198.11.163.16 |
198.11.163.17- 198.11.163.30 |
3 |
198.11.163.32 |
198.11.163.33- 198.11.163.46 |
... |
... |
... |
10 |
198.11.163.144 |
198.11.163.145- 198.11.163.158 |
... |
... |
... |
16 |
198.11.163.240 |
198.11.163.241- 198.11.163.254 |
За допомогою маски 255.255.255.224 в адресному просторі 198.11.163.0/24 можна сформувати 8 підмереж по 30 вузлів в кожній, а за допомогою маски 255.255.255.248 можна задати 32 підмережі по 6 вузлів. Використовуючи маски різної довжини для створення підмереж, адміністратор може формувати підмережі різного розміру в межах однієї автономної системи. Таким чином, маски змінної довжини (Variable-Length Subnet Mask - VLSM) дозволяють створювати підмережі різного розміру, гнучко задаючи кордону між полем адреси мережі і полем адреси вузла. VLSM дають можливість задіяти більше ніж одну маску підмережі в межах виділеного адресного простору мережі.
Наприклад, для формування мереж по 30 вузлів в кожній потрібно 27 розрядів маски, що містять одиниці, а для створення мережі, що з'єднує пару маршрутизаторів ("точка-точка"), потрібно всього дві адреси, тобто маска повинна мати 30 одиниць. Тому частина адресного простору може бути використана для створення мереж по 30 вузлів, а незайняті адреси - для формування пари адрес для зв'язків "точка-точка". При використанні маски в 30 двійкових розрядів два молодших розряду адреси дозволяють сформувати 4 адреси, з яких перший потрібен для адресації мережі, другий і третій - для адресації вузлів, а четвертий - як широкомовного адреси.
У прикладі (рис. 16.1, таблиця 16.3), адресний простір 192.168.100.0/24 використано для створення 8 підмереж по 32 адреси в кожній, тобто маска має одиниці в 27 старших двійкових розрядах.
Рис. 16.1. Приклад використання масок змінної довжини
Таблиця 16.3. Формування під мереж та субмереж
Номер підмережі |
Адреса підмережі |
Число разрядів маски |
Число вузлів подмережі |
Підмережа 0 |
192.168.100.0 |
27 |
30 |
Підмережа 1 |
192.168.100.32 |
27 |
30 |
Підмережа 2 |
192.168.100.64 |
27 |
30 |
Підмережа 3 |
192.168.100.96 |
27 |
30 |
Підмережа 4 |
192.168.100.128 |
27 |
30 |
Підмережа 5 |
192.168.100.160 |
27 |
30 |
Підмережа 6 |
192.168.100.192 |
27 |
Використовується для формування підмереж |
Підмережа 7 |
192.168.100.224 |
27 |
30 |
Субпідмережа 0 |
192.168.100.192 |
30 |
2 |
Субпідмережа 1 |
192.168.100.196 |
30 |
2 |
Субпідмережа 2 |
192.168.100.200 |
30 |
2 |
Субпідмережа 3 |
192.168.100.204 |
30 |
2 |
Субпідмережа 4 |
192.168.100.208 |
30 |
2 |
Субпідмережа 5 |
192.168.100.212 |
30 |
2 |
Субпідмережа 6 |
192.168.100.216 |
30 |
2 |
Субпідмережа 7 |
192.168.100.220 |
30 |
2 |
Одна з останніх підмереж (підмережа 6) розділена на субподсеті. При цьому використовується маска, що містить не 27 одиниць, а 30 одиниць в старших розрядах. Таким чином, за рахунок застосування VLSM може бути сформовано 7 підмереж з числом вузлів до 30 і вісім субподсетей з числом вузлів 2. Кожна з субподсетей має діапазон адрес, що використовуються для зв'язків "точка-точка". У розподіленої складовою мережі (рис. 16.1) - чотири локальних мережі (192.168.100.0/27, 192.168.100.32/27, 192.168.100.64/27, 192.168.100.96/27) і три мережі "точка-точка".
Таким чином, маски змінної довжини VLSM дозволяють створювати підмережі різного розміру. Наприклад, мережа 198.11.163.0/24 може бути розбита на десять підмереж: дві підмережі по 62 вузла в кожній, дві підмережі по 30 вузлів, 2 підмережі по 14 вузлів і 4 підмережі по 6 вузлів в кожній (таблиця 16.4). Відповідно, маски будуть мати розмір: 26 - для перших двох підмереж, 27 - для третьої і четвертої підмереж, 28 - для п'ятої та шостої, 29 - для чотирьох останніх підмереж. Природно, що можуть бути реалізовані й інші варіанти поділу мережі на підмережі і субподсеті.
Таблиця 16.4. Формування підмереж з використанням масок змінної довжини
№ підмережі |
Маска |
Адреса підмережі |
Кількість вузлів |
Адреси вузлов |
1 |
255.255.255.192 |
198.11.163.0 |
62 |
198.11.163.1- 198.11.163.62 |
2 |
255.255.255.192 |
198.11.163.64 |
62 |
198.11.163.65- 198.11.163.126 |
3 |
255.255.255.224 |
198.11.163.128 |
30 |
198.11.163.129- 198.11.163.158 |
4 |
255.255.255.224 |
198.11.163.160 |
30 |
198.11.163.161- 198.11.163.190 |
5 |
255.255.255.240 |
198.11.163.192 |
14 |
198.11.163.193- 198.11.163.206 |
6 |
255.255.255.240 |
198.11.163.208 |
14 |
198.11.163.209- 198.11.163.222 |
7 |
255.255.255.248 |
198.11.163.224 |
6 |
198.11.163.225- 198.11.163.230 |
8 |
255.255.255.248 |
198.11.163.232 |
6 |
198.11.163.233- 198.11.163.238 |
9 |
255.255.255.248 |
198.11.163.240 |
6 |
198.11.163.241- 198.11.163.246 |
10 |
255.255.255.248 |
198.11.163.248 |
6 |
198.11.163.249- 198.11.163.254 |
Важливо пам'ятати, що тільки невикористані підмережі можуть далі ділитися на субподсеті. Якщо якийсь адресу підмережі вже задіяний, то підмережа на субподсеті далі ділитися не може. На рис. 16.2 представлений ще один приклад формування п'яти підмереж з маскою довжиною 26 одиниць з адреси 172.16.32.0/23:
172.16.32.0/26 – 10101100.00010000.00100000.00000000;
172.16.32.64/26 – 10101100.00010000.00100000.01000000;
172.16.32.128/26 – 10101100.00010000.00100000.10000000;
172.16.32.192/26 – 10101100.00010000.00100000.11000000;
172.16.33.0/26 – 10101100.00010000.00100001.00000000;
Рис. 16.2. Використання підмереж і субподсетей
Одну з підмереж, наприклад 172.16.33.0/26, далі розділили на субподсеті з маскою довжиною 30 розрядів. Не всі протоколи маршрутизації підтримують VLSM, наприклад, перша версія протоколу RIPv1 не підтримує маскування підмереж змінної довжини. Маскування змінної довжини VLSM підтримують протоколи Open Shortest Path First (OSPF), Integrated IS-IS, Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP), протокол другої версії RIP v2, а також статична маршрутизація. При проектуванні мереж може бути поставлена і зворотна задача, коли кілька окремих адрес необхідно об'єднати в один загальний (агрегований) адреса. Вище було відзначено, що загальну частину адреси, представлену старшими розрядами, називають префіксом. У ряді випадків це скорочує кількість записів в таблиці маршрутизації. Наприклад, мережі 172.16.14.0 - 10101100.00010000.00001110.00000000 і 172.16.15.0 - 10101100.00010000.00001111.00000000 можуть бути агреговані (об'єднані) так, щоб маршрутизатори використовували тільки один маршрут для об'єднаної (агрегованої) мережі 172.16.14.0/23, оскільки 23 розряду адреси обох мереж однакові. Тип маршрутизації, що застосовує агреговані адреси, отримав назву безкласової междоменной маршрутизації (Classless Interdomain Routing - CIDR) на основі префікса. Агрегація маршрутів зменшує навантаження на маршрутизатори.
Нижче розглянуто наступний приклад агрегування адрес. Група з чотирьох підмереж:
192.168.16.0/24 - 11000000.10101000.00010000.00000000 192.168.17.0/24 - 11000000.10101000.00010001.00000000 192.168.18.0/24 - 11000000.10101000.00010010.00000000 192.168.19.0/24 - 11000000.10101000.00010011.00000000
може бути представлена сумарним (агрегованих) адресою 192.168.16.0/22 - 11000000.10101000.00010000.00000000,
оскільки 22 розряду адреси у них однакові. Аналогічно група з інших чотирьох підмереж: 192.168.20.0/24 - 11000000.10101000.00010100.00000000 192.168.21.0/24 - 11000000.10101000.00010101.00000000 192.168.22.0/24 - 11000000.10101000.00010110.00000000 192.168.23.0/24 - 11000000.10101000.00010111.00000000
може бути представлена агрегованим адресою 192.168.20.0/22 - 11000000.10101000.00010100.00000000,
оскільки 22 розряду адреси у них також однакові. Третя група підмереж: 192.168.24.0/24 - 11000000.10101000.00011000.00000000 192.168.25.0/24 - 11000000.10101000.00011001.00000000 192.168.26.0/24 - 11000000.10101000.00011010.00000000 192.168.27.0/24 - 11000000.10101000.00011011.00000000
може бути представлена агрегованим адресою 192.168.24.0/22 - 11000000.10101000.00011000.00000000, оскільки у них однакові 22 розряду адреси.
Агрегація наведених вище адрес ілюструє рис. 16.3. Замість адрес чотирьох підмереж в таблиці маршрутизації кожного з маршрутизаторів А, В, С використовується адресу тільки одного (агрегованого) маршруту з префіксом в 22 двійкових розряду. Адреси чотирьох зазначених підмереж мають загальну частина - префікс, який використовується як єдиний сукупний адресу. У маршрутизаторі D можна сформувати агрегований адресу всіх трьох груп підмереж. Він буде мати адресу 192.168.16.0/20, тобто маска (префікс) містить 20 одиниць в старших розрядах, оскільки всі представлені на рис. 16.3 адреси мають двадцять однакових старших двійкових розрядів адреси.
Рис. 16.3. Агрегування адрес маршрутів
Таким чином, підсумковий сумарний маршрут трьох груп підмереж (рис. 16.3) містить префікс на 20 біт, загальний для всіх адрес у зазначеній мережі - 192.168.16.0/20 - 11000000.10101000.00010000.00000000. Двадцять старших розрядів адреси (11000000.10101000.0001) використовуються як єдину адресу організації, яка підключається до мережі Інтернет через маршрутизатор D.
Щоб функціонувала маршрутизація на основі префікса, адреси повинні бути призначені ієрархічним способом. Маршрутизатор повинен знати номери всіх приєднаних до нього підмереж і не повинен повідомляти іншим маршрутизаторам про кожну підмережі, якщо він може надіслав один сукупний маршрут (aggregate routes). Маршрутизатор, який задіює сукупні маршрути, рідше звертається до таблиці маршрутизації. Маршрутизація на основі префікса і масок змінної довжини можлива, якщо маршрутизатори мережі використовують безкласовий (classless) протокол маршрутизації, наприклад OSPF або EIGRP. Безкласове протоколи маршрутизації передають в оновленнях маршрутизації (routing updates) 32-розрядні IP-адреси та відповідні маски.
Протокол маршрутної інформації (RIP) Протокол маршрутної інформації (RIP - Routing Information Protocol) - внутрішній протокол маршрутизації, використовується всередині автономної системи. Це дуже простий протокол, заснований на застосуванні дистанційного вектора маршрутизації. У цьому розділі спочатку розглянемо принцип дистанційного вектора маршрутизації, так як він застосовується в RIP, а потім обговоримо сам протокол RIP.