Бесклассовая адресация IPv4

Классовая модель IPv4-адресации оказалась нерациональной с точки зрения эффективного использования адресного пространства. Например, для сети из 1 000 устройств назначается диапазон адресов класса В, в котором 65 534 адресов. При этом 1 000 адресов используются, а оставшиеся 64 534 – не используются.

В случае классовой адресации сеть можно было разбить только на подсети одинакового размера. При этом если выбранная маска подсети обеспечивает нужное количество подсетей, возможно, что допустимого количества узлов для каждой подсети будет недостаточно или, наоборт, большая часть адресов не будет использована. Например, большое количество узлов является избыточным для подсети, которая связывает два маршрутизатора по схеме «точка-точка». В этом случае необходимо всего два IPv4-адреса для адресации интерфейсов соседних маршрутизаторов. Таким образом, разбиение сети на подсети разного размера позволило бы рационально использовать адресное пространство.

Постепенно с ростом интернета произошел отказ от классовой схемы, и была принята бесклассовая модель IPv4-адресации, в которой отсутствует привязка к классу сети и маске подсети по умолчанию. Бесклассовая адресация использует маски подсети переменной длины (Variable Length Subnet Mask, VLSM) и технологию бесклассовой междоменной маршрутизации (Classless Inter Domain Routing, CIDR). Термин «маска переменной длины» означает, что сеть может быть разбита на подсети с различными масками подсети. Основная идея применения VLSM заключается в том, что можно разбить сеть на подсеть, потом подсеть разбить еще на подсети точно таким же образом, как была разбита первоначальная сеть. То есть сеть может быть разбита на подсети разных размеров, с разными масками. Маски подсети являются основой метода бесклассовой маршрутизации и записываются в виде нотации «IP-адрес/длина префикса». Число после «/» означает количество единичных разрядов в маске подсети. Например, сетевой адрес 192.168.1.8 с маской подсети 255.255.255.248 также может быть записан, как 192.168.1.8/29. Число 29 указывает, что в маске подсети 255.255.255.248 29 единичных бит.

Деление сети на подсети с использованием масок переменной длины аналогично традиционному делению на подсети. Рассмотрим пример, показанный на рис.6.17.

Рис. 6.17. Пример разбиения сети 192.168.1.0/24 на подсети при помощи VLSM

Допустим организации выделена сеть класса С 192.168.1.0/24. Требуется разделить ее на 6 подсетей. В подсетях 1, 2, 3 и 4 должно быть 10 узлов, в 5-й подсети – 50 узлов, в 6-й подсети – 100. Теоретически для сети 192.168.1.0/24 допустимое количество узлов равно 254, и разбить такую сеть на подсети с требуемым количеством узлов без использования VLSM невозможно.

Сначала необходимо разделить сеть 192.168.1.0/24 на две подсети. Для этого из 4-го октета необходимо занять 1 бит для идентификатора подсети, таким образом, для идентификации узлов останется 7 бит. В итоге получается две подсети 192.168.1.0/25 и 192.168.1.128/25, в каждой из которых может быть по 126 (27 – 2) узлов. Первую из них

оставим, так как требуется, чтобы в 6-й подсети было 100 узлов, а вторую разделим еще на две подсети. Для этого возьмем 1 бит из оставшихся 7 бит, отведенных под идентификатор узла. Таким образом, получается две подсети 192.168.1.128/26 и 192.168.1.192/26, в каждой из которых допустимое количество узлов равно 62 (26 – 2). Первую подсеть необходимо

оставить для 5-й подсети, в которой должно быть 50 узлов, а из второй подсети сформировать еще четыре подсети. Для этого займем еще 2 бита из оставшихся 6 бит, отведенных под идентификатор узла. В результате получим четыре подсети с 14 (24– 2) узлами в каждой, что позволит адресовать требуемое количество узлов, необходимых для подсетей 1, 2, 3 и 4.