Использование масок подсети переменной длины

Маски подсетей переменной длины (Variable-length subnet masks — VLSM) были разработаны для того, чтобы стало возможным использование нескольких уровней IP- адресов для подсетей в одной сети. Эта стратегия может быть использована только в том случае, когда она поддерживается используемым протоколом маршрутизации, таким, например, как протокол выбора кратчайшего пути (Open Shortest Path First — OSPF) или усовершенствованный протокол внутреннего шлюза (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol — EIGRP). Протокол RIP версии 1 был разработан ранее ма­сок VLSM и поэтому их не поддерживает, однако протокол RIP версии 2 (RIPv2) под­держивает VLSM. Маски VLSM позволяют организации использовать более одной маски подсети в одном и том же адресном пространстве сети. Реализация масок VLSM позволяет администратору создавать “подсети в подсети” и максимально эффективно использовать адресное пространство.

Функции масок vlsm

В том случае, когда в IP-сети используется более одной маски подсети, она рассмат­ривается как сеть с масками переменной длины, что позволяет преодолеть ограничение на конечное число подсетей фиксированного размера, налагаемое одной маской подсе­ти. В настоящем разделе описаны функции масок подсетей переменной длины.

На рис. 2.2 сеть 172.16.14.0/24 подразделена на подсети меньшего размера.

• Подсети с одной маской—/27;

• Одна из неиспользуемых сетей с маской /27 далее подразделена на три подсе­ти с маской /30.

Рис. 2.2. Использование масок переменной длины

Использование масок VLSM предоставляет возможность использовать в сети бо­лее одной маски подсети и возможность создавать подсети в уже существующих под­сетях. Ниже описываются преимущества использования масок VLSM.

• Более эффективное использование IP-адресов— Если в сети не используются маски VLSM, то компании могут использовать в сети с номером классов А, В или С лишь одну маску подсети.

Например, предположим, что сетевой адрес 172.16.0.0/16 (рис. 2.2) подразделен на подсети с использованием маски /24 и одна из подсетей этого диапазона, 172.16.14.0/24, подразделена далее на подсети с помощью маски /27. Эти малые подсети имеют адреса из диапазона от 172.16.14.0/27 до 172.16.14.224/27. На рис. 2.2 одна из этих малых подсетей разделена далее с помощью префикса /30, в результате чего созданы подсети, в которых имеется только две рабочих станции для использования в каналах распределенной сети WAN. Их адреса находятся в диапазоне от 172.16.14.128/30 до 172.16.14.156/30. На рис. 2.2 каналы сети WAN используют подсети 172.16.14.132/30, 172.16.14.136/30 и 172.16.14.140/30 из этого диапазона.

• Большие возможности использовать обобщенные маршруты— Маски VLSM по­зволяют использовать более глубокую иерархию уровней в адресном про­странстве, что дает возможность более эффективно осуществлять маршрути­зацию с использованием обобщенных маршрутов в таблицах маршрутизации. Например, как показано на рис. 2.2, подсеть 172.16.14.0/24 обобщает все адре­са, которые относятся к подсетям деления адреса 172.16.14.0, включая адреса подсетей 172.16.14.0/27 и 172.16.14.128/30.

Рассмотрим подсети, образованные путем заимствования 3 битов из позиции уз­ла адреса 207.21.24.0 класса С, показанные в табл. 2.4.

Таблица 2.4 Создание подсетей с помощью одной маски

Номер подсети	Адрес подсети
Подсеть 0	207.21.24.0/27
Подсеть 1	207.21.24.32/27
Подсеть 2	207.21.24.64/27
Подсеть 3	207.21.24.96/27
Подсеть 4	207.21.24.128/27
Подсеть 5	207.21.24.160/27
Подсеть 6	207.21.24.192/27
Подсеть 7	207.21.24.224/27

При использовании команды ip subnet-zero такая маска создает семь гото­вых к использованию подсетей, каждая из которых может включать в себя до 30 ра­бочих станций. Четыре из этих подсетей могут быть использованы для удаленных офисов (филиалов) А, В, С и D данной организации.

Рис. 2.3. Использование подсетей для адресации в распределенной сети WAN

К сожалению для будущего расширения остаются только три подсети; кроме того необходимо еще дать адреса (в буквальном смысле этого слова) трем каналам типа “точка-точка” между этими четырьмя узлами. Если назначить этим каналам сети WAN три остающиеся адреса для подсетей, то этим будет исчерпано имеющееся количество IP-адресов. Более того, расточительное использование остающихся адре­сов подсетей с 30 узлами для адресации этих двух сетей из двух узлов приведет к на­прасной затрате более трети остающегося адресного пространства. Как, вероятно, догадывается читатель, имеются способы избежать столь нерационального использования адресов. За последние 20 лет сетевые инженеры разработали три стратегии адресации каналов типа “точка-точка” распределенных сетей WAN.

• использование масок VLSM;

• использование частных адресов (RFC 1918);

• использование ненумерованных IP-адресов

Частные адреса и ненумерованные IP-адреса обсуждаются далее в разделе “Обоб­щение маршрутов” настоящей главы. В настоящем разделе основное внимание уделя­ется маскам VLSM. Если пользователь применяет маску VLSM, то его адрес класса С может быть подразделен на группы (подсети) различных размеров. Для адресации ло­кальных сетей LAN создаются крупные подсети, а для каналов сетей WAN и в других особых случаях создаются подсети весьма малых размеров.

30-битовая маска может быть использована для создания подсетей, в которых имеется только два адреса для рабочих станций, т.е. столько, сколько требуется для соединений типа “точка-точка”. На рис. 2.4 показано, как, расширяя префикс до 30, из одной подсети можно создать восемь подсетей. На нем также показано, что про­исходит, если одну из трех остающихся подсетей (подсеть 6 или 207.21.24.192/27) вновь подразделить на подсети с использованием 30-битовой маски.

Подсеть 0	207.21.24.0/27
Подсеть 1	207.21.24.32/27
Подсеть 2	207.21.24.64/27
Подсеть 3	207.21.24.96/27
Подсеть 4	207.21.24.128/27
Подсеть 5	207.21.24.160/27
Подсеть 6	207.21.24.192/27
Подсеть 7	207.21.24.224/27

Субподсеть 0	207.21.24.192/30
Субподсеть 1	207.21.24.196/30
Субподсеть 2	207.21.24.200/30
Субподсеть 3	207.21.24.204/30
Субподсеть 4	207.21.24.208/30
Субподсеть 5	207.21.24.212/30
Субподсеть 6	207.21.24.216/30
Субподсеть 7	207.21.24.220/30

Рис. 2.4. Подразделение на подсети с помощью маски пере­менной длины

Подразделение таким способом на подсети уже существующей подсети 207.21.24.192/27 предоставляет пользователю восемь диапазонов адресов, кото­рые могут быть использованы для сетей типа “точка-точка”. Например, сеть 207.21.24.192/30 может быть использована для последовательного канала типа “точка-точка” между маршрутизатором узла А и маршрутизатором узла В, как показано на рис. 2.5. IP-адрес сети 207.21.24.193 может быть назначен WAN- интерфейсу узла А, а адрес 207.21.24.194 — интерфейсу сети WAN узла В.

Рис. 2.5. Использование маски VLSM для адресации соединения типа “точка-точка”