Лекция 10. Маршрутизация. Сети и подсети.

Маршрутизация – это процесс, при котором осуществляется передача пакетов маршрутизируемого протокола, при помощи протокола маршрутизации от логического отправителя логическому получателю.

В общем случае при построении таблицы маршрутизации маршрутизатор применяет комбинацию следующих методов маршрутизации:

– Прямое соединение;

– Статическая маршрутизация;

– Маршрутизация по умолчанию;

– Динамическая маршрутизация.

Маршрутизирующий протокол (протокол маршрутизации) – это протокол, который поддерживает маршрутизируемые протоколы и предоставляет механизмы обмена маршрутной информацией. Протокол маршрутизации позволяет маршрутизаторам обмениваться информацией друг с другом для обновления записей и поддержки таблиц маршрутизации. Протоколы маршрутизации это протоколы обмена маршрутной информацией. Примеры протоколов маршрутизации стека TCP/IP:

· протокол маршрутной информации (Routing Information Protocol – RIP)

· усовершенствованный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol – EIGRP);

· открытый протокол предпочтения кратчайшего пути (Open Shortest Path First –OSPF).

Маршрутизация является функцией третьего уровня модели OSI. Она основана на иерархической схеме, которая позволяет группировать отдельные адреса и работать с группами как с единым целым до тех пор, пока не потребуется установить индивидуальный адрес для окончательной доставки данных

Протокол IP четвертой версии предусматривает использование 32 бит для задания адреса, поэтому общее число адресов составляет теоретически 2³² (4 294 967 296 или 4 миллиарда).

Изначально выло принято разделять сети по классам.

	Первые биты	Наименьший номер	Наибольший номер	Число сетей	Число узлов
A		1.XXX.XXX.XXX	126.XXX.XXX.XXX		16 777 214
B		128.0.XXX.XXX	191.255.XXX.XXX	16 382	65 534
C		192.0.0.XXX	223.255.255.XXX	2 097 150
D		224.0.0.0	239.255.255.255
E		240.0.0.0	254.255.255.255

126 = 01111110₂

128= 10000000₂

191= 10111111₂

192= 11000000₂

223= 11011111₂

224=11100000₂

239=11101111₂

240=11110000₂

254=11111110₂

Адрес класса A предназначен для идентификации устройств в крупных сетях. Каждый адрес класса A имеет 8-разрядный префикс сети, в котором старший бит равен "0", а следующие семь бит используются для определения номера сети. Для задания номера хоста служат оставшиеся 24 бит. В настоящий момент все адреса класса А уже выделены, так что получить его вряд ли возможно. Сети класса А так же обозначаются, как "/8", поскольку адреса этого класса имеют 8-разрядный сетевой префикс. Максимальное число сетей класса A составляет 126 (2⁷-2).

Количество адресов подсети не равно количеству возможных узлов. Нулевой адрес IP резервируется для идентификации подсети, последний — в качестве широковещательного адреса, таким образом в реально действующих сетях возможно количество узлов на два меньшее количества адресов.

Каждая сеть данного класса поддерживает максимум 16 777 214 (2²⁴-2) хостов. Так как адресный блок класса A может содержать максимум 2³¹ (2 147 483 648) индивидуальных адреса, а в протоколе IP версии 4 может поддерживаться максимум 2³² адреса, то адресное пространство класса A занимает 50% общего адресного пространства в протоколе IP.

Адрес класса B предназначен для сетей среднего размера, например в институте или крупной организации. Каждая сеть класса B имеет 16-разрядный префикс сети, в котором два старших бита равны "10", а следующие 14 бит используются для определения номера сети. Для задания номера хоста служат оставшиеся 16 бит. Сети класса В так же обозначаются, как "/16", поскольку адреса этого класса имеют 16-раз-рядный сетевой префикс. Максимально возможное число сетей класса B составляет 16 384 (2¹⁴). Каждая сеть этого класса поддерживает максимум 65 534 (2¹⁶-2) хостов. Так как весь адресный блок класса B содержит максимум 2³⁰ (1 073 741 824) индивидуальных адресов, он занимает 25% общего адресного пространства в протоколе IP.

Адреса класса C предназначены для сети с небольшим числом компьютеров. Каждая сеть класса C имеет 24-разрядный префикс сети, в котором три старших бита равны "110", а следующие 21 бит используются для определения номера сети. Для задания номера хоста служат оставшиеся 8 бит. Сети класса C так же обозначаются, как "/24", поскольку адреса этого класса имеют 24-разрядный сетевой префикс. Максимально возможное число сетей класса С составляет 2 097 152 (2²¹). Каждая сеть этого класса поддерживает максимум 254 (2⁸-2) хоста. Так как весь адресный блок класса С может содержать максимум 2²⁹ (536 870 912) индивидуальных адреса, он занимает 12,5% общего адресного пространства в протоколе IP.

Как оказалось разделение сети по классам не очень гибкая технология т.к. длина маски строго фиксирована 0, 1, 2 или 3 установленными октетами, что приводит к резкому увеличении количества хостов при малом увеличении требуемого количества узлов (например, было 250 узлов сеть тип С и возникла необходимость добавить 10 узлов и все вам теперь вашей организации нужен адрес класса В, причем более 65 тыс. адресов не будут использоваться). Поэтому стали использовать бесклассовую адресацию.

Бесклассовая адресация (англ. Classless Inter-Domain Routing, англ. CIDR) — метод IP-адресации, позволяющий гибко управлять пространством IP-адресов, не используя жёсткие рамки классовой адресации. Использование этого метода позволяет экономно использовать ограниченный ресурс IP-адресов, поскольку возможно применение различных масок подсетей к различным подсетям.

Бесклассовая адресация основывается на переменной длине маски подсети (англ. variable length subnet mask, VLSM), в то время, как в классовой (традиционной) адресации– fixed length subnet masking (FLSM).

Вот пример записи IP-адреса в бесклассовой нотации: 192.0.2.32/27.

Октеты IP-адреса

Биты IP-адреса

Биты маски подсети

Октеты маски подсети

В данном примере видно, что в маске подсети 27 бит слева выставлены в единицу. В таком случае говорят о длине префикса подсети в 27 бит и указывают через косую черту (знак /) после базового адреса. Отсюда у вас в каждой подсети 30 хостов.

Разберем наши примеры.

Выделенная сеть: 172.16.0.0/23.

Октеты IP-адреса

Биты IP-адреса

Биты маски подсети

На хосты осталось 2⁹=512 адресов.

Теперь этот диапазон разделили на 16 подсетей, что означает 4 бита используется для адреса сети, теперь в каждом подсети может быть (9 бит сети – 4 бит подсети) = (5 бит для хостов).

Следовательно,2⁵= 32 адреса или 30 узлов. А префикс таких подсетей 23+4=27

1. Теперь я администратор подсети 8. И хочу свой диапазон разбить на две сети известно, что в первой сети будет 6 узлов, а во второй 12. Вопрос, какой префикс будет у этих созданных подсетей?

Что я знаю? У меня может быть 30 узлов префикс моего диапазона 27. Попробуем разбить сеть на две части. Значит, я буду использовать еще одни бит для этого. Префикс станет

27+1=28. Адресов в моей сети 32-28=4 бит или 2⁴=16 шт. А количество узлов 14. Все компьютеры поместились. Ответ 28.

2. Если я администратор 3 подсети, то какой мой адрес?

Дата добавления: 2015-07-08