11.7.4 Назначения подсети для каждого филиала и поставщика услуг Интернета
Инструкции:
В этом задании дается количество необходимых узлов. Определите маску подсети, поддерживающую указанное количество узлов. Введите свои ответы в двоичном, десятичном и префикс-формате в полях.
Проверка:
11.7.5 Packet Tracer. Сценарий разделения на подсети
В этом упражнении вам предоставляется сетевой адрес 192.168.100.0/24 для подсети, и вы должны составить схему IP-адресации сети, изображенной в топологии. Для каждой локальной сети (LAN) в сети требуется достаточно пространства для, по крайней мере, 25 адресов для оконечных устройств, коммутатора и маршрутизатора. Для соединения между маршрутизаторами R1 и R2 потребуется по одному IP-адресу на каждом конце канала.
11.8 VLSM
11.8.1 Видео - Основы vlsm
Как упоминалось в предыдущем разделе, публичные и частные адреса влияют на способ подсети вашей сети. Существуют и другие проблемы, которые влияют на схемы подсетей. Стандартная схема подсетей /16 создает подсети, каждая из которых имеет одинаковое количество узлов. Не каждой подсети, которую вы создаете, потребуется столько хостов, поэтому многие IPv4 адреса остаются неиспользуемыми. Возможно, вам понадобится одна подсеть, содержащая еще много хостов. Именно поэтому была разработана маска подсети переменной длины (VLSM).
Нажмите Воспроизвести, чтобы посмотреть видеоролик об основных методах VLSM.
11.8.2 Видео - Пример vlsm
Нажмите Воспроизвести, чтобы посмотреть видеоролик о VLSM-разделении на подсети.
11.8.3 Сохранение адресов iPv4
Из-за истощения общего адресного пространства IPv4 использование доступных адресов узлов является основной проблемой при подсетях IPv4.
Примечание: Более крупный адрес IPv6 позволяет гораздо проще планировать и распределять адреса, чем позволяет IPv4. Сохранение адресов IPv6 не является проблемой. Это одна из движущих сил для перехода на IPv6.
В традиционном разбиении на подсети каждой подсети выделяется одинаковое количество адресов. Если все подсети имеют одинаковые требования к количеству узлов, такие блоки адресов фиксированного размера будут эффективными. Как правило, с публичными адресами IPv4 это не так.
Например, в топологии, показанной на рисунке 1, используются семь подсетей: по одной для каждой из четырех локальных сетей (LAN) и по одной для каждого из трех каналов сети WAN между маршрутизаторами.
На диаграмме показана топология сети, состоящая из семи подсетей. Существует четыре маршрутизатора, каждый с подключенной локальной сетью и требованиями к адресации узлов, а также три подключения маршрутизатора к маршрутизатору, для каждого из которых требуется по 2 узла. Маршрутизатор R1 LAN в корпусе A с 25 узлами; маршрутизатор R2 LAN в корпусе B с 20 узлами; маршрутизатор R3 LAN в корпусе C с 15 узлами; а маршрутизатор R4 — в корпусе D с 28 узлами.
В традиционном разбиении на подсети с указанным адресом 192.168.20.0/24 из узловой части в последнем октете можно позаимствовать три бита, чтобы обеспечить создание семи подсетей. Как показано на рисунке 2, при заимствовании трех бит можно создать 8 подсетей, а оставшихся пяти бит в узловой части хватит для 30 адресов узлов в каждой подсети. Такая схема позволяет создать требуемые подсети и соответствует требованиям к узлу в крупнейших локальных сетях (LAN).
Схема базового разделения на подсети
Эти семь подсетей могут быть назначены сетям LAN и WAN, как показано на рисунке.
Хотя при таком стандартном разделении на подсети обеспечивается соответствие требованиям к крупнейшим локальным сетям (LAN) и разделение пространства адресов на соответствующее количество подсетей, это все равно приводит к значительному необоснованному расходованию неиспользуемых адресов.
Например, в каждой подсети для трех каналов WAN требуется только два адреса. Поскольку каждая из подсетей содержит 30 доступных для использования адресов, в каждой из подсетей оказывается 28 неиспользуемых адресов. Как показано на рисунке 3, в результате мы получаем 84 неиспользуемых адреса (28x3).
Неиспользуемые адреса в подсетях WAN
Кроме того, это также ограничивает расширение сети в будущем, уменьшая общее число доступных подсетей. Такое неэффективное использование адресов характерно для традиционного разделения на подсети. Применение традиционной схемы разделения на подсети по такому сценарию не является эффективным и подразумевает нецелесообразное расходование ресурсов.
Разделение подсети на несколько подсетей или использование маски подсети переменной длины (VLSM) позволяет предотвратить появление избыточных адресов.
Кроме того, это также ограничивает расширение сети в будущем, уменьшая общее число доступных подсетей. Такое неэффективное использование адресов характерно для традиционного разделения на подсети. Применение традиционной схемы разделения на подсети по такому сценарию не является эффективным и подразумевает нецелесообразное расходование ресурсов.
Разделение подсети на несколько подсетей или использование маски подсети переменной длины (VLSM) позволяет предотвратить появление избыточных адресов.
11.8.4 VLSM
Обратите внимание, что во всех предыдущих примерах разделения на подсети ко всем подсетям применялась одна маска подсети. Это означает, что все подсети содержат одинаковое число доступных адресов узлов. Как показано на рисунке, при традиционной схеме разделения на подсети создаются подсети одинакового размера. Все подсети в традиционной схеме используют одну и ту же маску подсети. Как показано на рисунке, VLSM позволяет разделить пространство сети на неравные части. VLSM-маска подсети может варьироваться в зависимости от количества бит, которые были заимствованы для конкретной подсети. Эти биты образуют «переменную» часть маски.
Разделение подсетей на подсети выполняет маска подсети переменной длины (VLSM). Та же топология, которая использовалась ранее, показана на рисунке. Опять же, мы будем использовать сеть 192.168.20.0/24 и подсеть ее для семи подсетей, по одной для каждой из четырех локальных сетей и по одному для каждого из трех соединений между маршрутизаторами.
На рисунке показано, как сеть 192.168.20.0/24 разбилась на восемь подсетей одинакового размера с 30 используемыми адресами узлов в каждой подсети. Четыре подсети использовались для локальных сетей (LAN), а три подсети— для каналов между маршрутизаторами.
Базовая схема VLSM-разделения на подсети
Однако, для подключения между маршрутизаторами требуется только два адреса узлов в подсети (один адрес узла для каждого интерфейса маршрутизатора). В настоящее время все подсети имеют 30 используемых адресов узлов для каждой подсети. Чтобы предотвратить неэффективное использование адресов, с помощью VLSM можно создать более мелкие подсети для каналов между маршрутизаторами.
Чтобы создать более мелкие подсети для каналов сети между маршрутизаторами, одна из подсетей будет разделена. В этом примере последняя подсеть 192.168.20.224/27 будет дополнительно разбита на подсети. На рисунке показано, что последняя подсеть была дополнительно подсеть с помощью маски подсети 255.255.255.252 или /30.
Схема VLSM-разделения на подсети
Почему /30? Как вы помните, если известно требуемое количество адресов узлов, можно использовать формулу 2^n-2 (где n — количество оставшихся бит в узловой части). Чтобы получить два доступных адреса, в его узловой части должны остаться два бита.
Поскольку в разбитом на подсети адресном пространстве 192.168.20.224/27 имеются 5 бит в узловой части, еще три бита можно позаимствовать, оставив 2 бита в узловой части, как показано на рисунке. На данном этапе расчеты в точности совпадают с расчетами при традиционном разбиении на подсети. Биты заимствуются, определяя диапазоны подсетей. На рисунке показано, как четыре подсети /27 были назначены локальным сетям и три подсети /30 были назначены межмаршрутизаторным каналам.
Такая схема VLSM-разбиения на подсети уменьшает количество адресов в каждой подсети до подходящего размера соединений с сетью. Разбиение подсети 7 для сетей WAN оставляет доступными подсети 4, 5 и 6 для будущих сетей, а также 5 дополнительных подсетей для сетей WAN.
Примечание: При использовании VLSM, всегда начинайте с обеспечения соответствия требованиям к узлам в крупнейших подсетях. Продолжайте разбиение до тех пор, пока не будут удовлетворены требования к узлам в наименьшей подсети.