Бесклассовая междоменная маршрутизация CIDR

(Classless Inter-Domain Routing)

Появление этой технологии было вызвано резким увеличением объема трафика в Internet и, как следствие, увеличением количества маршрутов на магистральных маршрутизаторах.

Что же представляет собой эта технология? Она позволяет уйти от классовой схемы адресации, эффективней использовать адресное пространство протокола IP. Кроме того, CIDR позволяет агрегировать маршрутные записи. Одной записью в таблице маршрутизатора описываются пути ко многим сетям.

Суть технологии CIDR состоит в том, что каждому поставщику услуг Internet должен быть назначен неразрывный диапазон IP-адресов. При этом вводится понятие обобщенного сетевого префикса, определяющего общую часть всех назначенных адресов.

Использование CIDR позволило разделить Internet на адресные домены, внутри которых передается информация исключительно о внутренних сетях. Вне домена используется только общий префикс сетей. В результате многим сетям соответствует одна маршрутная запись.

Принцип осуществления метода CIDR является очень простым. Провайдер Интернет после получения заявки от организации, которой, допустим, требуется 25 IP-адресов, просматривает имеющиеся в его распоряжении пространство адресов и обнаруживает свободные адреса в диапазоне от 64.90.1.32 до 64.90.1.63.

В этом случае провайдер выделяет организации адрес сети 64.90.1.32/27. В этом блоке адресов организация получает 30 IP-адресов, от 64.90.1.33 до 64.90.1.62. Это адрес сети класса А, но организация не получает весь диапазон адресов этого класса, поскольку им по-прежнему владеет провайдер Интернет. Организации просто предоставляется часть пространства адресов этой сети, которое она может использовать до тех пор, пока не перейдёт к другому провайдеру Интернет.

Основной принцип метода CIDR состоит в том, что понятие класса уже не применяется. Но при использовании этого метода следует помнить, что после получения от провайдера Интернет адреса и маски (скажем длиной 22 бита) организация не имеет права уменьшить длину этой маски (использовать в ней меньше битов), даже если полученный IP-адрес сети относится к классу А. Организации не передаётся в использование весь этот класс, ей только предоставляется возможность применять определённую часть пространства адресов, переданного в её распоряжение. Но организация может увеличивать длину маски (включать в неё больше битов) и разбивать свою часть пространства адресов на подсети в соответствии со своими потребностями.

7.2 Пример расчёта IP-адресации подсетей

ЗАДАЧА: Организации выделен блок адресов 220.215.14.0/24. Разбить блок на 4 подсети, каждая из подсетей должна содержать не менее 50 узлов.

Разберём основные шаги для выполнения этого задания.

На первом этапе необходимое число подсетей необходимо округлить в большую сторону к ближайшей степени числа 2. Поскольку в данном примере число необходимых подсетей равно 4, округлять не нужно. Определим количество бит, нужных для организации 4 подсетей. Для этого представим 4 в виде степени двойки: 4 = 2². Степень – это и есть количество бит отводимых для номера подсети.

На втором этапе определим количество бит, нужных для нумерации узлов в подсети, учтя, что в каждой подсети не менее 50 узлов. С помощью шести битов можно пронумеровать 64 узла (2⁶ – 2 = 62). Два адреса необходимо вычесть, так как кроме адресов узлов каждая подсеть имеет два зарезервированных IP-адреса, которые не могут быть использованы под адреса узлов. Такими зарезервированными адресами являются адрес самой подсети и широковещательный адрес (broadcast) данной подсети. При этом в каждой подсети останется ещё: 62–50 =12 свободных IP-адресов.

На третьем этапе необходимо определить номера подсетей. Для этого двоичное представление номера подсети, начиная с нуля, подставляется в биты, отведенные для номера подсети (таблицы 7.2 и 7.3).

Маска для подсетей составит 26 (32–6).

11111111. 11111111.11111111.11000000 или 255.255.255.192 или 220.215.14.0/26 – маска подсети

Таблица 7.2

Таблица 7.3

Для проверки правильности наших вычислений, следует помнить простое правило: десятичные номера подсетей должны быть кратными номеру первой подсети. Из этого правила можно вывести и другое, упрощающее расчет подсетей: достаточно вычислить адрес первой подсети, а адреса последующих определяются произведением адреса первой на соответствующий номер подсети. В нашем примере мы легко могли установить адрес третьей подсети, просто умножив 64 * 3 = 192.

На четвёртом этапе необходимо рассчитать широковещательные IP-адреса для каждой подсети. Как уже упоминалось, кроме адреса подсети, в котором все биты узловой части равны нулю, есть еще один служебный адрес – широковещательный. Особенность широковещательного адреса состоит в том, что все биты узловой части равны единице.

Рассчитаем широковещательные адреса наших подсетей:

Легко заметить, что широковещательным адресом является наибольший адрес подсети.

На пятом этапе необходимо рассчитать адреса IP-шлюзов для каждой подсети. Обычно роль IP-шлюза в подсети выполняет маршрутизатор. Адресом IP-шлюза является адрес интерфейса маршрутизатора, через который пользователи данной подсети выходят во внешнюю локальную сеть и в сеть Интернет. Обычно в качестве адреса IP-шлюза администратор назначает самый первый адрес данной подсети. Ниже приведены результаты расчёта IP-адресов шлюзов для нашего примера.

IP шлюза подсети 0 (00) | 11011100.11011100.00001110. 00 000001 | 220.215.14.1/26
IP шлюза подсети 1 (01) | 11011100.11011100.00001110. 01 000001 | 220.215.14.65/26
IP шлюза подсети 2 (10) | 11011100.11011100.00001110. 10 000001 | 220.215.14.129/26
IP шлюза подсети 3 (11) | 11011100.11011100.00001110. 11 000001 | 220.215.14.193/26

Результаты расчёта должны быть представлены в виде таблицы 7.4.

Таблица 7.4 – Образец заполнения таблицы для рассмотренного выше примера