Класи адрес і їх маски

1. Як і в будь-якій складній системі, в мережі Internet час від часу проявляються дрібні недоробки. Особливо...
2. А ЯКЩО КЛАСИ заховані під МАСКОЮ?

Як і в будь-якій складній системі, в мережі Internet час від часу проявляються дрібні недоробки. Особливо гостро на даний момент стоїть проблема дефіциту адресного простору. схемою адресації А ЯКЩО КЛАСИ заховані під МАСКОЮ?

Міжмережний схема адресації протоколу IP описана в документах RFC 990 і RFC 997. При розробці стека протоколів TCP / IP розглядався цілий ряд методів ідентифікації кінцевих пристроїв в мережі. Остаточним стало рішення привласнювати адреси як мережі, так і пристроїв в цій мережі. Основними аргументами на користь такого підходу стали: широкий діапазон призначень номерів мереж і вимушені простої в них, а також можливість реалізації маршрутизації. При цьому, з метою підвищення ефективності маршрутизації, адреси повинні призначатися впорядкованим чином.

схемою адресації

У мережі на базі протоколу TCP / IP кінцеві пристрої отримують унікальні адреси. Ці пристрої можуть бути персональними комп'ютерами, комунікаційними серверами, маршрутизаторами і т. Д. При цьому якщо деякий пристрій, наприклад маршрутизатор, має кілька фізичних інтерфейсів, то кожен його інтерфейс повинен мати унікальну адресу. Виходячи зі схеми адресації і можливої ​​наявності декількох адрес у деяких пристроїв в мережі можна зробити висновок, що така схема адресації описує не сам пристрій в мережі, а певне З'єднання між Вашим мережею. У зв'язку з цим виникає ряд незручностей, одним з яких є необхідність заміни адреси пристрою при переміщенні його в іншу мережу. Основний же недолік в тому, що для роботи з пристроями, що мають кілька підключень в розподіленої мережі, потрібно знати всі його адреси, ідентифікаційні дані підключення. Незнання хоча б однієї адреси може призвести до того, що цим пристроєм інформація не буде отримана при відмові (з яких-небудь причин) інших з'єднань.

Кожен комп'ютер в мережах, побудованих на базі протоколу IP, має адреси трьох рівнів:

1. фізичну адресу сайту, який визначається технологією, за допомогою якої побудована дана мережа. Для вузлів, що працюють в локальних мережах Ethernet, - це MAC-адресу мережевої плати або порту маршрутизатора. Дані адреси призначаються виробниками устаткування. Формат фізичної адреси має шість байтів: старші три байта - ідентифікатор компанії-виробника, молодші три байта унікальні і призначаються самим виробником;
2. четирехбайтний IP-адреса. Ця адреса використовується на мережному рівні еталонної моделі OSI;
3. символьний ідентифікатор - ім'я. Даний ідентифікатор може призначатися адміністратором довільно і служити, наприклад, для спрощення взаємодії з віддаленим хостом.

Коли протокол IP був стандартизований в вересні 1981 року його специфікація вимагала, щоб кожен пристрій мережі мало унікальний 32-розрядний адреса. Ця електронна адреса розбивається на дві частини. Перша частина адреси ідентифікує мережу, в якій розташовується пристрій; друга - сам пристрій. Така схема відповідає дворівневої адресному ієрархії, показаної на рисунку 1.

Малюнок 1.Двухуровневая адресна ієрархія.

Останнім часом поле номера мережі в адресі стало називатися мережевим префіксом, так як перша порція кожного IP-адреси ідентифікує номер мережі. Всі хости в певній мережі мають один і той же мережевий префікс, але при цьому вони повинні мати унікальні номери хостів. Аналогічно, два будь-яких розташованих в різних мережах хоста повинні мати різні мережні префікси, але вони можуть мати однакові номери хостів.

Для забезпечення гнучкості в призначенні адрес комп'ютерним мережам розробники визначили, що адресний простір протоколу IP має бути розділене на три основні класи - A, B і C. Кожен з цих основних класів фіксує кордон між мережевим префіксом і номером хоста в різних точках 32-розрядної адреси . Формати цих основних класів наведені на рисунку 2.

( 1x1 )

Малюнок 2. Основні класи IP-адрес.

Одна з основних переваг використання класів в тому, що кожен адреса містить ключ для ідентифікації кордону між мережевим префіксом і номером хоста. Наприклад, якщо старші два біти адреси рівні "10", то точка розділу знаходиться між 15 і 16 бітом.

Недоліком такого методу є необхідність зміни адреси мережі при перевищенні в мережах класу С числа пристроїв в 255, наприклад на адреси класу B. Зміна мережевих адрес може забрати багато часу і зусиль у адміністратора з налагодження мережі. Однак, через наявність чітких меж між класами адрес, адміністратори мереж виявляються не в змозі спланувати плавний перехід на випадок необхідності зміни адрес. Замість цього в якийсь момент мережеву адресу скасовується, одночасно змінюються всі адреси пристроїв в даній мережі, а потім мережу знову включається в роботу. Крім того, введення класів адрес обмежує число реально використовуваних індивідуальних адрес в порівнянні з теоретично можливим. У поточній версії протоколу IP (версія 4) загальне число адрес становить теоретично 232 (4 294 967 296), так як протокол передбачає використання 32 біт для завдання адреси. Використання частини біт в службових цілях зменшує доступну кількість індивідуальних адрес.

Адреса класу A призначений для ідентифікації пристроїв у великих мережах. Кожен адреса класу A має 8-розрядний префікс мережі, в якому старший біт дорівнює "0", а наступні сім біт використовуються для визначення номера мережі. Для створення номера хоста служать залишилися 24 біт. На даний момент всі адреси класу А вже виділені, так що отримати його навряд чи можливо. Мережі класу А так же позначаються, як "/ 8", оскільки адреси цього класу мають 8-розрядний мережевий префікс. Максимальне число мереж класу A становить 126 (27-2). Кожна мережа даного класу підтримує максимум 16 777 214 (224-2) хостів. Так як адресний блок класу A може містити максимум 231 (2 147 483 648) індивідуальних адреси, а в протоколі IP версії 4 може підтримуватися максимум 232 адреси, то адресний простір класу A займає 50% загального адресного простору в протоколі IP.

Адреса класу B призначений для мереж середнього розміру, наприклад в інституті або великої організації. Кожна мережа класу B має 16-розрядний префікс мережі, в якому два старших біти рівні "10", а наступні 14 біт використовуються для визначення номера мережі. Для створення номера хоста служать залишилися 16 біт. Мережі класу В так само позначаються, як "/ 16", оскільки адреси цього класу мають 16-раз-рядний мережевий префікс. Максимально можливе число мереж класу B складає 16 384 (214). Кожна мережа цього класу підтримує максимум 65 534 (216-2) хостів. Так як весь адресний блок класу B містить максимум 230 (1 073 741 824) індивідуальних адрес, він займає 25% загального адресного простору в протоколі IP.

Адреси класу C призначені для мережі з невеликим числом комп'ютерів. Кожна мережа класу C має 24-розрядний префікс мережі, в якому три старших біти рівні "110", а наступні 21 біт використовуються для визначення номера мережі. Для створення номера хоста служать решта 8 біт. Мережі класу C так само позначаються, як "/ 24", оскільки адреси цього класу мають 24-розрядний мережевий префікс. Максимально можливе число мереж класу С складає 2 097 152 (221). Кожна мережа цього класу підтримує максимум 254 (28-2) хоста. Так як весь адресний блок класу С може містити максимум 229 (536 870 912) індивідуальних адреси, він займає 12,5% загального адресного простору в протоколі IP.

Крім цих трьох найбільш популярних класів адрес існує ще два додаткових класу - D і E. У класі D старші чотири біти рівні "1110"; цей клас використовується для підтримки многоадресной передачі даних. У класі E старші чотири біти рівні "1111", і цей клас зарезервований для експериментального використання.

Для зручності сприйняття адрес в технічній літературі, в прикладних програмах і т. Д., IP-адреси зазвичай записуються у вигляді чотирьох десяткових чисел, розділених точками, причому кожне з цих чисел представляє значення одного октету IP-адреси. (один октет відповідає 8 біт адреси, т. е. можна сказати, що весь IP-адреса складається з чотирьох октетів.) На рисунку 3 показано, як адреса класу B записується в точково-десятковій нотації.

Малюнок 3.Прімер записи IP-адреси в точково-десятковій нотації.

Нижче наведені діапазони десяткових значень трьох класів адрес, де запис XXX представляє поле адреси хоста.

Діапазони значень адрес трьох класів:

• для класу А: 1.XXX.XXX.XXX - 126.XXX.XXX.XXX
• для класу B: 128.0.XXX.XXX - 191.255.XXX.XXX
• для класу C: 192.0.0.XXX - 223.255.255.XXX

Деякі IP-адреси зарезервовані для певних цілей і не можуть присвоюватися кінцевим пристроям в мережі. В Таблиці 1 наведені зарезервовані IP-адреси.

Таблиця 1 - зарезервовані IP-АДРЕСИПрефікс мережіНомер хостаЩо означає

Все біти встановлені в "0" Цей пристрій Номер мережі Все біти номера рівні 0 Дана IP-мережу Всі біти рівні 0 Номер хоста Пристрій в даній IP-мережі Всі біти встановлені в " 1 "Всі пристрої в даній IP-мережі Номер мережі Все біти номера рівні 1 Всі пристрої в зазначеній мережі 127 (десяткове) Що-небудь (зазвичай 1) Адреса зворотного зв'язку

Як видно з таблиці 1, вони характеризують даний пристрій, якщо всі біти дорівнюють нулю, або дану мережу, якщо всі біти номера хоста дорівнюють нулю. Адреси, все біти яких дорівнюють "1", використовуються при широкомовної передачі інформації. Мережевий адреса класу A - 127.0.0.0 - зарезервований для зворотного зв'язку (lookback) і введений для тестування взаємодії між процесами на одній машині. Коли додаток використовує адресу зворотного зв'язку, стек TCP / IP повертає ці дані з додатком, нічого не посилаючи по мережі. Ця електронна адреса можна до того ж використовується для взаємодії окремих додатків в межах однієї машини, тому в мережах, побудованих на базі протоколу IP, забороняється привласнювати пристроїв IP-адреси, що починаються з 127.

Крім можливості спрямованої передачі інформації певного хосту відправник може передати інформацію всім хостам у зазначеній мережі. У протоколі IP існує два типи широкомовлення: направлене і обмежене. Направлене широкомовлення дозволяє хосту в віддаленої мережі передати одну датаграмму, причому вона буде доставлена ​​всім хостам в адресованій мережі. Датаграма з спрямованим широкомовною адресою може проходити через маршрутизатори в розподіленої мережі, при цьому вихідна датаграмма буде доставлена ​​всім хостам тільки в потрібній мережі, але не в проміжних мережах.

При направленому широкомовлення адресу одержувача містить коректний номер мережі і номер хоста, все біти якого встановлені в нулі або одиниці. Наприклад, адреси 185.100.255.255 і 185.100.0.0 будуть розглядатися як адреси спрямованого широкомовлення для мережі 185.100.ххх.ххх класу B. Таким чином, спрямовані широкомовні адреси забезпечують потужний механізм, що дозволяє віддаленому влаштуванню посилати одну IP-датаграмму, яка буде поширена в режимі широкомовлення в зазначеній мережі.

Малюнок 4.Прімер широкомовлення в мережі.

З точки зору адресації головний недолік спрямованого широкомовлення в тому, що необхідне знання номера цільової мережі. Друга форма широкомовлення забезпечує трансляцію передачу в межах мережі відправника, незалежно від зазначеного IP-адреси. Датаграма з обмеженим широкомовною адресою ніколи не буде проходити через маршрутизатори.

При обмеженому широкомовлення біти номера мережі і номера хоста складаються з усіх нулів або одиниць. Таким чином, датаграмма з адресою одержувача 255.255.255.255 або 0.0.0.0 буде розсилатися в межах даної мережі. На рисунку 4 показаний приклад мереж, пов'язаних маршрутизаторами. У Таблиці 2 наведено список одержувачів широкомовних датаграмм, що відправляються хостом A.

Хост А 255.255.255.255 Хост А, Б і інтерфейс 1 (І1) маршрутизатора М1 Хост А 128.1.255.255 Хост А, Б і И1 М1 Хост А 128.2.255.255 хост С, В, Г, і 2 М1 і И1 М2 хост А 128.3.255.255 хост Д, Е і И2 М2

Перш ніж використовувати в мережі протокол TCP / IP, необхідно отримати один або кілька офіційних мережевих номерів. Щоб гарантувати їх унікальність, всі адреси призначаються однією організацією - Internet Network Information Center (InterNIC). До квітня 1993 року призначення IP-адрес здійснювалося організацією Network Information Center (NIC), яка в даний час виконує запити тільки для мереж Defense Data Network (DDN), інакше кажучи, для військових цілей. InterNIC призначає тільки мережеву частину адреси або мережевий префікс, залишаючи відповідальність за призначення номерів хостів в цій мережі організації, що запросила цю адресу.

А ЯКЩО КЛАСИ заховані під МАСКОЮ?

У 1985 році документом RFC 950 визначено стандартний процес підтримки формування підмереж або поділу єдиного номера мережі класів А, B і C на менші частини. Формування підмереж було введено для вирішення наступних проблем:

• розбухання таблиць маршрутизації в маршрутизаторів Internet;
• дефіциту номерів мереж при необхідності розширення їх числа.

Обидві ці проблеми вирішувалися за рахунок додавання ще одного рівня ієрархії до адресної структурі протоколу IP. Замість дворівневої ієрархії концепція формування підмереж вводить підтримку трирівневої ієрархії. На рисунку 5 проілюстрована основна ідея формування підмереж, відповідно до якої номер хоста розбивається на дві частини - номер підмережі та номер хоста в цій підмережі.

Малюнок 5.Формірованіе підмереж.

Організація підмереж вирішує проблему зростання таблиць маршрутизації за рахунок того, що структура підмереж корпоративної мережі ніколи не видима за межами організації. Маршрути з Internet до будь-якої підмережі даного IP-адреси однакові незалежно від того, в якій підмережі розташований одержувач. Це стало можливим завдяки тому, що всі підмережі даного номера мережі використовують один і той же мережевий префікс, але з різними номерами підмереж. Маршрутизатор в приватній мережі повинні розрізняти окремі підмережі, але у маршрутизаторів в Internet всі дані підмережі визначено єдиним записом в таблицях маршрутизації. Це дозволяє адміністратору приватної мережі вносити будь-які зміни в логічну структуру мережі без впливу на розмір таблиць маршрутизації на маршрутизаторах в мережі Internet.

Формування підмереж дозволяє також вирішити другу проблему, пов'язану з виділенням організації нового мережевого номера або номерів при її зростанні. Організації можна виділити один номер мережі, потім адміністратор має можливість довільно давати номери підмереж для кожної зі своїх внутрішніх мереж. Це дозволяє впроваджувати додаткові підмережі без необхідності отримання нового мережевого номера.

Малюнок 6 показує корпоративну розподілену мережу, що складається з декількох логічних мереж, що використовують концепцію підмереж всередині однієї адреси класу B. Граничний маршрутизатор отримує весь трафік з Internet, адресований мережі 130.5.0.0, і передає його внутрішнім подсетям, грунтуючись на інформації, що міститься в третьому октеті .

Малюнок 6.Введеніе підмереж в організації.

Формування підмереж всередині приватної мережі організації дозволяє витягти наступні переваги:

• обмеження розміру глобальних таблиць маршрутизації в мережі Internet, так як адміністратор приватної мережі не потребує отримання додаткової адресної інформації;
• можливість на свій розсуд реалізовувати додаткові підмережі без отримання нових номерів мереж.

Зміна топології приватної мережі не впливає на таблиці маршрутизації в мережі Internet, оскільки маршрутизатори в Internet не мають маршрутів в індивідуальні підмережі організації - вони знають тільки маршрут до самої мережі.

Якщо маршрутизатори в Internet використовують тільки мережний префікс адреси отримувача для передачі трафіку в сукупність підмереж, то маршрутизатори всередині цієї сукупності аналізують розширений мережевий префікс для передачі трафіку індивідуальним подсетям. Розширений мережевий префікс складається з префікса мережі і номера підмережі (див. Малюнок 7).

Малюнок 7.Расшіренний мережевий префікс.

Розширений мережевий префікс можна ідентифікувати за допомогою маски підмережі (subnet mask). Маска підмережі - це число, двійковий запис якого містить одиниці в розрядах, інтерпретованих як номер мережі. Маска підмережі дозволяє провести чітку межу між двома частинами IP-адреси. Одна частина ідентифікує номер підмережі, друга - призначається для ідентифікації хостів в цій підмережі.

Хости і маршрутизатори використовують старші біти IP-адреси для визначення його класу. Після того як клас визначений, хост може легко знайти межу між бітами номера мережі і номера хоста в цій мережі. Однак клас адреси нічим не може допомогти у визначенні номера підмережі. Для вирішення даного питання служить 32-розрядна маска підмережі, що дозволяє однозначно визначити необхідну кордон. Для стандартних класів мереж маски мають таке значення:

• 255.0.0.0 - маска для мережі класу А;
• 255.255.0.0 - маска для мережі класу B;
• 255.255.255.0 - маска для мережі класу C.

Наприклад, якщо в разі адреси класу B 130.5.0.0 мережевий адміністратор хоче використовувати весь третій октет для подання номера підмережі, йому необхідно вказати маску підмережі 255.255.255.0. Біти в масці підмережі мають взаимнооднозначное відповідність. Вони повинні бути задані рівними одиниці, якщо система перевірки адреси повинна розглядати відповідний біт в IP-адресу як частина розширеного мережевого префікса. Іншими словами, після визначення класу IP-адреси будь-біт в частині номера хоста використовується для ідентифікації номера підмережі, якщо біт у відповідній позиції в масці підмережі дорівнює одиниці. Частина, що залишилася номера хоста - їй відповідають нульові біти маски підмережі - служить для створення номера хоста. У Таблиці 3 наведено приклад IP-адреси класу B з відповідною маскою підмережі.

Таблиця 3 - ПРИКЛАД ВИКОРИСТАННЯ МАСКИ підмережіМережевий префіксНомер підмережіНомер хоста

IP-адреса 130.5.5.25 10000010. 00000101. 00000101. 00011001 Маска підмережі 255.255.255.0 11111111. 11111111. 11111111. 00000000 Розширений мережевий префікс

У стандартах, що описують сучасні протоколи маршрутизації, часто дається посилання на довжину розширеного мережевого префікса, а не на маску підмережі. Дана довжина еквівалентна числу заданих рівними одиниці біт в традиційній масці підмережі. Це означає, що мережеву адресу 130.5.5.25 з маскою підмережі 255.255.255.0 так само може бути записаний, як 130.5.5.25 / 24. Число 24 вказує, що в масці підмережі 255.255.255.0 число одиничних біт одно 24. Такий запис більш компактна і легка для розуміння, ніж маска підмережі в її традиційній точково-десятковій нотації. В Таблиці 4 наведено приклад використання записи розширеного мережевого префікса.

130.5.5.25 10000010. 00000101. 00000101. 00011001 255.255.255.0 11111111. 11111111. 11111111. 00000000 Або еквівалентна запис 24-бітовий розширений мережевий префікс Номер хоста 130.5.5.25 / 24 10000010. 00000101. 00000101. 00011001

Однак слід зазначити, що більшість сучасних протоколів маршрутизації передає саме маску підмережі в своїх повідомленнях. У той же час стандартного протоколу маршрутизації, який мав би додаткове однобайтовое поле в заголовку своїх повідомлень із зазначенням числа бітів в розширеному мережевому префікс, не існує. Кожен протокол маршрутизації передає повну четирехоктетную маску підмережі.

Перед тим як реалізовувати мережу на базі протоколу IP, адміністратора слід відповісти на чотири важливих питання.

1. Скільки підмереж необхідно організації сьогодні?
2. Скільки підмереж може знадобитися організації в майбутньому?
3. Скільки хостів існує в найбільшій підмережі організації сьогодні?
4. Скільки хостів може знадобитися в найбільшій підмережі організації в майбутньому?

Першим кроком в процесі планування є визначення максимальної кількості необхідних підмереж. Дане число округляється до найближчої ступеня двійки. При виконанні цієї оцінки важливо врахувати можливе збільшення числа підмереж в майбутньому. На другому кроці перевіряється факт існування достатньої кількості адрес хостів найбільшою підмережі організації. І на закінчення перевіряється, що виділений організації клас адрес надає необхідне для визначення підмереж кількість біт.

Розглянемо приклад створення підмереж. Припустимо, що організація отримала мережа класу C 193.1.1.0, і їй необхідно сформувати шість підмереж. Найбільша підмережа повинна підтримувати 25 хостів. На першому кроці визначається число бітів, необхідних для визначення необхідних шести підмереж. Оскільки знайти число, при якому два в будь-якій мірі дорівнювало шести, неможливо, то в даному прикладі адміністратор повинен визначити вісім підмереж (23 = 8), т. Е. Для виділення підмереж будуть використані три біта з виділеного адреси.

В даному прикладі організації виділений адреса класу С, із записом розширеного мережевого префікса як / 24, а значить, отриманий після виділення підмереж, розширений мережевий префікс буде записаний як / 27 (24 + 3 = 27). Цей розширений мережевий префікс має еквівалентну значення маски підмережі 255.255.255.224 як показано в Таблиці 5.

Таблиця 5 - Визначення МАСКИ підмережі В ОРГАНІЗАЦІЇМережевий префіксБайт для завдання номерів хостів в даній мережіБайти для створення номера мережіБіти для номерів підмережБіти для номерів хостів

Адреса 193.1.1.0 11000001. 00000001. 00000001. 000 00000 Маска підмережі 255.255.255.224 11111111. 11111111. 11111111. 111 00000 Або еквівалентна запис Адреса 193.1.1.0 / 27 11000001.00000001.00000001.000 00000

Необхідно відзначити, що розташування номера підмережі відразу після мережевого префікса необов'язково, - адміністратор може задавати біти в масці підмережі незалежно від іншої частини адреси. У прикладі з адресою 193.1.1.0 / 27 четвертий байт маски підмережі замість (111000002) може бути, наприклад, заданий рівним (000111002). Однак на практиці в більшості випадків так не поступають.

Використовуваний 27-розрядний розширений мережевий префікс залишає 5 біт для завдання номерів хостів в кожній з підмереж. Це означає, що в кожній підмережі може бути визначено до 32 (25 = 32) індивідуальних адрес хостів. Однак адреси, у яких все біти рівні або нулю, або одиниці, є зарезервованими, так що загальне число адрес хостів у кожній підмережі стає рівним 30 (25 - 2 = 30).

Для визначення будь-якої підмережі, мережевий адміністратор поміщає двійкове подання номера цієї підмережі (а в нашому випадку для восьми підмереж це може бути число від 0 до 7) в бітове поле номера підмережі. Наприклад, для визначення підмережі # 4 адміністратор просто поміщає двійкове подання числа 4 (1002) в трехбітовое поле номера підмережі. У Таблиці 6 наведені всі вісім можливих варіантів підмереж для розглянутого прикладу.

Базова мережа 193.1.1.0 / 24 11000001.00000001.00000001.00000000 Підмережа # 0 193.1.1.0 / 27 11000001.00000001.00000001.00000000 Підмережа # 1 193.1.1.32 / 27 11000001.00000001.00000001.00100000 Підмережа # 2 193,1. 1.64 / 27 11000001.00000001.00000001.01000000 Підмережа # 3 193.1.1.96 / 27 11000001.00000001.00000001.01100000 Підмережа # 4 193.1.1.128 / 27 11000001.00000001.00000001.10000000 Підмережа # 5 193.1.1.160 / 27 11000001.00000001.00000001.10100000 Підмережа # 6 193.1.1.192 / 27 11000001.00000001.00000001.11000000 підмережа # 7 193.1.1.224 / 27 11000001.00000001.00000001.11100000

Найпростіший спосіб перевірити, що все підмережі коректно визначені, - це проконтролювати кратність всіх десяткових номерів підмереж номеру підмережі # 1. В даному прикладі всі номери підмереж кратні 32.

Опублікована в документі RFC 950 схема введення підмереж забороняла використання номера підмереж, у яких все біти рівні одиницям або нулях. Причиною такого обмеження стала необхідність в усуненні можливих проблем, пов'язаних з роботою протоколів маршрутизації, які залишають поза передачею в своїх службових повідомленнях ні маски підмережі, ні довжини розширеного мережевого префікса. Наприклад, протокол маршрутизації RIP версії 1 розглядає маршрути в різні підмережі з адресами 193.1.1.0 / 27 і 193.1.1.0 / 24 як ідентичні. Іншими словами, без вказівки маски підмережі маршрутизатор не робить різниці між маршрутом в одну підмережу і на всю мережу. Аналогічна проблема, але тільки з визначенням напряму широкомовлення виникає і в разі всіх бітів, рівних одиниці. Один і той же адресу 193.1.1.255 є широкомовною для всієї мережі 193.1.1.0 / 24 і для підмережі 193.1.1.224 / 27. В Таблиці 7 відображені обидві розглянуті ситуації.

Таблиця 7 - ідентичність МАРШРУТИ І широкомовної адреси

Маршрути в Мережі 24-бітовий розширений мережевий префікс 193.1.1.0 / 24 11000001. 00000001. 00000001. 00000000 27 - бітовий розширений мережевий префікс 193.1.1.0 / 27 11000001. 00000001. 00000001.000 00000 Широкомовні адреси 24- бітовий розширений мережевий префікс 193.1.1.0 / 24 11000001. 00000001. 00000001. 11111111 27 - бітовий розширений мережевий префікс 193.1.1.224 / 27 11000001. 00000001. 00000001.111 11111

З розробкою протоколів маршрутизації, що передають маску підмережі (OSPF, IS-IS) з кожним рекламованим маршрутом, підмережі, все біти номера яких дорівнюють одиниці і нуля, можуть використовуватися, всупереч документу RFC 950. У результаті виробники дозволяють налаштовувати підмережі з такими номерами на портах своїх маршрутизаторів. При цьому, однак, слід враховувати, що, по-перше, використовувані в корпоративній мережі протоколи маршрутизації, що відносяться до класу IGP, повинні підтримувати маску підмережі або розширений мережевий префікс і, по-друге, всі маршрути в мережі повинні розуміти номера підмереж з усіма одиничними і нульовими бітами. Крім того, іноді доводиться брати до уваги номер версії програмного забезпечення маршрутизатора. Наприклад, маршрутизатор фірми 3Com NETBuilder II забезпечує повну підтримку таких підмереж і їх коректну маршрутизацію в версії 8.3.0.2.

У прикладі (Таблиця 5) залишається 5 біт для завдання адрес хостів у кожній підмережі. В результаті кожна підмережа може містити блок з 30 адрес хостів (25 - 2 = 30), які нумеруються від 1 до 30. Для визначення адреси хоста N в мережі, адміністратор поміщає двійкове подання числа N в поле номера хоста. Наприклад, для визначення адреси, який необхідно присвоїти хосту # 28 в підмережі # 2, адміністратор просто поміщає двійкове подання 28 (11102) в пятібітовое поле підмережі # 2. В Таблиці 8 наведені деякі можливі комбінації номерів хостів в підмережі # 2.

Таблиця 8 - МОЖЛИВІ ВАРІАНТИ АДРЕС хоста в підмережі # 2Точечно-десяткова нотаціяДвійкове подання

Підмережа # 2 193.1.1.64 / 27 11000001.00000001.00000001.01000000 Хост # 1 193.1.1.65 / 27 11000001.00000001.00000001.01000001 Хост # 2 193.1.1.66 / 27 11000001.00000001.00000001.01000010 хост # 3 193.1.1.67 / 27 11000001.00000001.00000001.01000011 ... хост # 28 193.1.1.92 / 27 11000001.00000001.00000001.01011100 хост # 29 193.1.1.93 / 27 11000001.00000001.00000001.01011101 хост # 30 193.1.1.94 / 27 11000001.00000001.00000001.01011110 Широкомовний адреса для підмережі # 2 193.1.1.95 11000001.00000001.00000001.01011111

Перевірити коректність широкомовної адреси для певної підмережі можна за допомогою наступного простого правила. У всіх випадках широкомовна адреса для підмережі #N на одиницю менше базового адреси для підмережі # (N + 1). Наприклад, широкомовна адреса для підмережі # 2 (193.1.1.95) на одиницю менше базового адреси підмережі # 3 (193.1.1.96).

Перед передачею датаграми хосту необхідно визначити наступне.

1. Розташовується чи одержувач в тій же підмережі, де і відправник?
2. Якщо пакет в потрібну мережу може бути переданий більш ніж одним шлюзом, який маршрутизатор необхідно використовувати відправнику?

До введення підмереж процес передачі виконувався шляхом вилучення поля мережевого номера з IP-адреси одержувача, що міститься в заголовку IP-датаграми, і подальшого порівняння з власним IP-адресою хоста. Якщо мережеві номера адреси відправника і одержувача збігаються, то вони розташовуються в одній локальній мережі, і датаграмма може бути передана безпосередньо. Якщо номери мереж різні, то датаграмму необхідно надсилати одержувачу, використовуючи маршрутизатор за замовчуванням.

З введенням підмереж цей процес значно ускладнився, так як одержувач може розташовуватися в іншій підмережі тій же самій мережі, що і відправник. У цьому випадку використовується маска підмережі. Після виконання операції логічне "І" між IP-адресою одержувача і маскою підмережі результат порівнюється з результатом цієї ж операції, але для власного IP-адреси хоста і тієї ж маски підмережі. Якщо результати двох операцій ідентичні, то відправник і одержувач знаходяться в одній підмережі, і датаграмма може бути надіслана безпосередньо; якщо різні, то одержувач знаходиться в іншій підмережі. В цьому випадку датаграмма надсилається маршрутизатора.

При присвоєнні номерів подсетям і хостам адміністратор повинен слідувати одному основному правилу, описаного в документі RFC 1219: номера підмереж призначають таким чином, щоб старші біти в номері підмережі задавалися першими. Наприклад, якщо поле номера підмережі складається з чотирьох біт, то перші кілька номерів підмереж повинні бути наступними: 8 (1002), 4 (0102), 12 (1102), 2 (0012), 6 (0112) і т. Д. Іншими словами, поодинокі біти номерів підмереж рекомендується ставити починаючи з крайньої лівої позиції, а поодинокі біти номерів хостів - з крайньої правої позиції (див. Таблицю 9).

Таблиця 9 - ПРИКЛАД ПРИСВОЄННЯ номера підмережі і хостМережевий префіксНомер підмережіНомер хоста

11111111. 11111111. 4 біт Решта 12 біт Рекомендована схема присвоєння адрес Біти підмереж Біти хостів 128 = 1000 0000. 0000 0001 = 1 64 = 0100 0000. 0000 0010 = 2 192 = 1100 0000. 0000 0011 = 3 32 = 0010 0000. 0000 0100 = 4 160 = 1010 0000. 0000 0101 = 5 96 = 0110 0000. 0000 0110 = 6 224 = 1110 0000. 0000 0111 = 7

Якщо слідувати цьому правилу, то між номером підмережі і номером хоста залишатимуться нульові біти. Це дозволяє змінювати маску підмережі без зміни IP-адреси, присвоєного хосту. Необхідність у зміні маски підмережі може виникнути при збільшенні числа хостів у кожній підмережі з урахуванням того, що плановане число можливих підмереж зазвичай більше, ніж потрібно в даний момент. У цьому випадку деякі біти можна "запозичити" з числа зарезервованих під номера підмереж. Гідність описаного правила в тому, що адміністратору достатньо змінити маску підмережі на кожному хості, а не переконфигурировать IP-адреси хостів у всій організації. Зміна адрес може зажадати великих зусиль від адміністратора, так як зазвичай воно пов'язане з модифікацією поштових сервісів, статичних таблиць маршрутизації і т. Д.

У мережі, яка була розбита на підмережі, можна використовувати два типи широкомовної передачі інформації: спрямоване та обмежене. Направлене широкомовлення служить для передачі датаграми всім хостам в певній підмережі. Щоб мати змогу здійснювати датаграми всім хостам у всіх подсетях необхідно використовувати обмежене широкомовлення, з адресою 255.255.255.255. Однак необхідно врахувати, що маршрутизатори не пропускають датаграми з такою адресою. Середовища з підмережами накладають одне обмеження на спрямоване широкомовлення. Виділені для формування номерів підмереж біти зазвичай є частиною поля номера хоста і не можуть бути всі одночасно задані рівними нулю або одиниці. Наприклад, в разі адреси класу B, в якому третій байт виділена під номера підмереж - 128.1 .., адреса спрямованого широкомовлення не може бути рівним 128.1.255.255, 128.1.0.255, 128.1.255.0 або 128.1.0.0.

Малюнок 8.Прімер широкомовлення в мережі.

На рисунку 8 показаний приклад мереж, пов'язаних маршрутизаторами. Кожен з маршрутизаторів містить маршрути в усі підмережі в даній топології. Маска підмережі дорівнює 255.255.255.0. У таблиці 10 наведено список одержувачів широкомовних датаграмм, що відправляються хостом A.

Хост А 255.255.255.255 Хост Б і порт 1 (П1) маршрутизатора М1 Хост А 128.1.1.255 Хост Б і П1 М1 Хост А 128.1.2.255 Хост В, Г , П2 М1 і П1 М2 Хост А 128.1.3.255 Хост Д, Е і П2 М2 з Максимом Кульгин можна зв'язатися за адресою: [email protected] .