Использование масок переменной длины

Во многих случаях более эффективным является разбиение сети на подсети раз­ного размера. В частности, для подсети, которая связывает два маршрутизатора по двухточечной схеме, даже количество адресов сети класса С явно является избыточным.

На рис. 18.12 приведен другой пример распределения того же адресного про­странства 129.44.0.0/16, что и в предыдущем примере. Здесь половина из имею­щихся адресов (2¹⁵) отведена для создания сети с адресом 129.44.0.0 и маской 255.255.128.0. Следующая порция адресов, составляющая четверть всего адрес­ного пространства (2¹⁴), назначена для сети 129.44.128.0 с маской 255.255.192.0.

Далее в пространстве адресов был «вырезан» небольшой фрагмент для создания сети, предназначенной для связывания внутреннего маршрутизатора R2 с внеш­ним маршрутизатором R1. Для нумерации узлов в такой вырожденной сети дос­таточно отвести два двоичных разряда. Из четырех возможных комбинаций номеров узлов: 00, 01, 10 и И два номера имеют специальное назначение и не могут быть присвоены узлам, но оставшиеся два 10 и 01 позволяют адресовать порты маршрутизаторов. Поле номера узла в таком случае имеет два двоичных

разряда, маска в десятичной нотации имеет вид 255.255.255.252, а номер сети, как видно из рисунка, равен 129.44.192.0.

3 байта

4 байта

1 байт 2 байта

Поле номера сети класса В (неизменяемое поле) 129 44

Поле адресов узлов (адресное пространство)

I Диапазон адресов (213- 8), свободный | для образования новых сетей

Сеть 129.44.0.0 Маска 255.255.128.0,

Число узлов 215 Сеть 129.44.128.0 Маска 255.255.192.0 Число узлов 214

Вспомогательная сеть 129.44.192.0 Маска 255.255.255.248 Число узлов 8

тютшшШ

за

^Сеть 129.44.224.0 Маска 255.255.224.0

Число узлов 2¹³

№:т*шшщмштжм$т

Рис. 18.12. Разделение адресного пространства сети класса В 129.44.0.0 на сети разного размера путем использования масок переменной длины

ПРИМЕЧАНИЕ -----------------------------------------------------------------------------------------------------

Глобальным связям между маршрутизаторами, соединенными по двухточечной схеме, не обязательно давать IP-адреса. Однако чаще всего такой вырожденной сети все же дают IP- адрес. Кроме прочего, это делается, например, для того, чтобы скрыть внутреннюю струк­туру сети и обращаться к ней по одному адресу входного порта маршрутизатора, в данном примере по адресу 129.44.192.1, применяя технику трансляции сетевых адресов (Network Address Translator, NAT^[34]).

Оставшееся адресное пространство администратор может «нарезать» на разное количество сетей разного объема в зависимости от своих потребностей. Из ос­тавшегося пула (2¹⁴ - 4) адресов администратор может образовать еще одну дос­таточно большую сеть с числом узлов 2¹³. При этом свободными останутся почти столько же адресов (2¹³ - 4), которые также могут быть использованы для созда-
ни я новых сетей. К примеру, из этого «остатка» можно образовать 31 сеть, каж­дая из которых равна размеру сети класса С, и к тому же еще несколько сетей меньшего размера. Ясно, что разбиение может быть другим, но в любом случае с помощью масок переменного размера администратор имеет больше возможно­стей рационально использовать все имеющиеся у него адреса.

На рис. 18.13 показан пример сети, структурированной с помощью масок пере­менной длины.

Сеть 129.44.0.0 Маска 255.255.128.0 215узлов

.129.44.128.3

Сеть 129.44.128.0 Маска 255.255.192.0 214узлов

129.44.192.2 129.44.192.1 ^ИнтернетR1 ] \ R2

л 129.44.128.1 Сеть 129.44.192.0 Маска 255.255.255.248 8 узлов

129.44.128.2 R4

129.44.224.5

СетЫ29.44.224.0 Маска 255.255.224.0 213узлов

Рис. 18.13. Структуризация сети масками переменной длины

Давайте посмотрим, как маршрутизатор R2 обрабатывает поступающие на его интерфейсы пакеты (табл. 18.9).

Таблица 18.9. Таблица маршрутизатора R2 в сети с масками переменной длины Адрес назначения Маска Адрес следующего маршрутизатора Адрес порта Расстояние 129.44.0.0 255.255.128.0 129.44.128.3 129.44.128.1   129.44.128.0 255.255.192.0 129.44.128.1 129.44.128.1 Подключена 129.44.192.0 255.255.255.248 129.44.192.1 129.44.192.1 Подключена 129.44.224.0 255.255.224.0 129.44.128.2 129.44.128.1   0.0.0.0 0.0.0.0 129.44.192.2 129.44.192.1 -

Пусть поступивший на R2 пакет имеет адрес назначения 129.44.192.15. Посколь­ку специфические маршруты в таблице отсутствуют, маршрутизатор переходит ко второй фазе — фазе последовательного анализа строк на предмет поиска сов­падения с адресом назначения:

□ (129.44.192.5) AND (255.255.128.0) - 129.44.128.0 - нет совпадения;

□ (129.44.192.5) AND (255.255.192.0) = 129.44.192.0 - нет совпадения;

□ (129.44.192.5) AND (255.255.255.248) = 129.44.192.0 - совпадение;

□ (129.44.192.5) AND (255.255.224.0) - 129.44.192.0 - нет совпадения.

Таким образом, совпадение имеет место в одной строке. Пакет будет отправлен в непосредственно подключенную к данному маршрутизатору сеть на выходной интерфейс 129.44.192.1.

Если пакет с адресом 129.44.192.1 поступает из внешней сети, и маршрутизатор R1 не использует маски, пакет передается маршрутизатору R2, а потом снова воз­вращается в соединительную сеть. Очевидно, что такие передачи пакета не вы­глядят рациональными.

ПРИМЕЧАНИЕ -----------------------------------------------------------------------------------------------------

Маршрутизация будет более эффективной, если в таблице маршрутизации мар­шрутизатора R1 маршруты будут заданы масками переменной длины (табл. 18.10). Первая из приведенных двух записей говорит о том, что все пакеты, адреса кото­рых начинаются с 129.44, должны быть переданы на маршрутизатор R2. Эта за­пись выполняет агрегирование адресов всех подсетей, созданных на базе одной сети 129.44.0.0. Вторая строка говорит о том, что среди всех возможных подсетей сети 129.44.0.0 есть одна (129.44.192.0/30), которой пакеты можно направлять непосредственно, а не через маршрутизатор R2.

Таблица 18.10. Фрагмент таблицы маршрутизатора R1 Адрес назначения Маска Адрес следующего маршрутизатора Адрес порта Расстояние           129.44.0.0 255.255.0.0 129.44.192.1 129.44.191.2   129.44.192.0 255.255.255.192 129.44.192.2 129.44.192.2 Подключена

В IP-пакетах при использовании механизма масок по-прежнему передается только IP-ад­рес назначения, а маска сети назначения не передается. Поэтому из IP-адреса пришедшего пакета невозможно выяснить, какая часть адреса относится к номеру сети, а какая — к но­меру узла. Если маски во всех подсетях имеют один размер, то это не создает проблем. Если же для образования подсетей применяют маски переменной длины, то маршрутиза­тор должен каким-то образом узнавать, каким адресам сетей какие маски соответствуют. Для этого используются протоколы маршрутизации, переносящие между маршрутизато­рами не только служебную информацию об адресах сетей, но и о масках, соответствующих этим номерам. К таким протоколам относятся протоколы RIPv2 и OSPF, а вот, например, протокол RIP маски не переносит и для масок переменной длины не подходит.