42. Дефицит ip-адресов. Технологии nat и cidr

Хотя основной причиной исчерпания адресного пространства IPv4 является недостаточная проектная мощность инфраструктуры Интернета, в которую не закладывался столь быстрый рост, ряд дополнительных факторов усугубляют эту проблему.

Мобильные устройства

IPv4 стал стандартом де-факто в цифровой связи, а стоимость вложения дополнительной вычислительной мощности в портативные устройства упала. Поэтому мобильные телефоны стали полноценными интернет-хостами.

Постоянные соединения

На протяжении 1990-х доминирующим способом интернет-соединения являлся коммутируемый удалённый доступ при помощи телефонного модема. Быстрый рост основанных на dial-up сетей увеличил количество используемых адресов, и пул присваиваемых IP-адресов был распределён между большим числом пользователей. Это приводит к тому, что количество задействованных IP-адресов увеличивается.

Расширение Интернета

В 1990 году интернет-подключение имели только незначительное количество людей. Всего 15 лет спустя почти половина из них имеют постоянное широкополосное соединение. Большое количество новых пользователей интернета проживают в густонаселённых Китае и Индии, что ещё больше ускоряет исчерпание адресного пространства.

Неэффективное использование адресов

Организации, которые получили IP-адреса в 1980-х, часто имеют большее количество IP-адресов, чем им реально требуется, поскольку используемый изначально метод классовой адресации предопределяет недостаточно эффективное использование адресного пространства. Многие организации продолжают использовать публичные IP-адреса для устройств, недоступных вне локальной сети. С точки зрения глобального распределения адресного пространства, это неэффективно в большинстве случаев.

Виртуализация

С расширением технических возможностей, мощности процессоров серверов и улучшения оборудования стало возможным одновременное использование нескольких операционных систем на одном компьютере. Каждая из таких систем требует публичного IP-адреса.

Ряд технологий уменьшают потребность в IP-адресах: NAT, прокси-серверы и внутрисетевая адресация

NAT (Network address translation) позволяет нескольким компьютерам иметь один внешний IP-адрес. Находящиеся за NAT компьютеры могут подключаться друг к другу, используя внутрисетевые IP-адреса, но извне c такими компьютерами соединиться невозможно.

CIDR (Classeless Inter-Domain Routing) спас от быстрой смерти IPv4, благодаря идеи, что граница между хостовой и сетевой частями адреса не обязана проходит на границе 8 бит (1 байт). Вспомните для примера сеть 192.168.1.0 - эта минимально возможная сеть, но в ней 255-2=253 адреса и если вы её используете не полностью, то адреса пропадают зря. НО без CIDR представьте что всем будут выдавать белые адреса IPv4 по 253 адреса и не важно сколько нужно реально. В CIDR граница между сетью и хостом может прийтись на любой бит, например можно разбить 192.168.1.0 на подсети: 192.168.1.0/26, 192.168.1.64/26, 192.168.1.128/26, 192.168.1.192/26. Когда пишут адрес_IPv4/число - это и есть CIDR нотация.