Організація підмереж – складання адресного плану

Організація підмереж деякої мережі починається з того, що для мережі отримана мережева адреса певного класу, наприклад, 193.1.1.0/24, тобто блок IP-адрес певного розміру, і визначена необхідна кількість підмереж та кількість станцій у підмережі максимального розміру. Необхідно побудувати адресний план мережі з підмережами одного ієрархічного рівня. Це включає визначення мережевої маски, тобто довжини розширеного мережевого префіксу, номерів підмереж і номерів станцій у кожній підмережі.

Визначення мережевої маски. Перший крок полягає у визначенні кількості бітів, відведених для номера підмережі. Оскільки номер підмережі визначений цілою кількістю бітів в адресі, то, як вже вказувалося вище, необхідна кількість підмереж повинна бути округлена до ближчої більшої цілої степені 2. Наприклад,якщо потрібно 6 підмереж, то для номера підмережі слід виділити 3 біти (2³=8) і дві підмережі будуть початково невикористані і зарезервовані для майбутнього розвитку мережі. Розширений мережевий префікс для заданої адреси мережі 193.1.1.0/24 повинен бути довшим на 3 біти, тобто становити /27 і мережева маска в крапкованому децимальному записі дорівнюватиме 255.255.255.224. При цьому для адреси станції залишається 5 бітів, що дозволяє пронумерувати 2⁵-2=30 станцій в одній підмережі. Це проілюстровано на рис. 3.10. Очевидно, що максимальна кількість підмереж і максимальна кількість станцій у кожній підмережі взаємопов’язані.

Р ис. 3.10. Визначення мережевої маски або довжини розширеного мережевого префіксу.

Встановлення номерів підмереж. Підмережі нумерують послідовними номерами від 0 до 2ⁿ, де n – кількість бітів, відведених для номера підмережі. В загальному випадку для визначення підмережі #m мережевий адміністратор поміщає двійкове представлення числа m у поле номера підмережі, при потребі доповнивши його зліва нулями. Наприклад, для трибітового поля номера підмережі номер підмережі 3 слід подати у вигляді 011₂. Для повищого прикладу вісім номерів підмереж показані на рис. 3.11. Підкреслена частина двійкового представлення кожної адреси є розширеним мережевим префіксом, а виділена товстим шрифтом відзначає поле номера підмережі.

Р ис. 3.11. Приклад встановлення номерів підмереж.

У визначенні підмереж у документі RFC 950 заборонено вживати підмережі з номерами, які містять всі двійкові нулі та всі двійкові одиниці, щоб уникнути ситуацій, які можуть заплутати раутери з повнокласовим раутінгом. Відзначимо, що сучасні раутери можуть працювати як з повнокласовими протоколами раутінгу (як, наприклад, RIP-1), так і з безкласовими протоколами (як OSPF або BGP-4). Такі заплутані ситуації можуть виникнути тому, що без підтримки мережевої маски або довжини префіксу неможливо, наприклад, відрізнити оголошення маршруту 193.1.1.0 до мережі 193.1.1.0/24 і до підмережі 193.1.1.0/27. Для підмереж з усіма двійковими одиницями в номері підмережі ускладнення при повнокласовому раутінгу (без підтримки мережевої маски) можуть виникнути внаслідок потреби розрізняти висилання скерованих широкомовних пакетів (до всіх підмереж) від пакетів, скерованих до підмережі з відповідним номером, складеним тільки з двійкових одиниць. Наприклад, широкомовна адреса 193.1.1.255 може стосуватися як до цілої мережі 193.1.1.0/24, так і тільки до підмережі 193.1.1.224/27. Її інтерпретація повністю визначається мережевою маскою або довжиною префіксу (рис. 3.12).

Р ис. 3.12. Ідентифікація широкомовного пакету.

Внаслідок опрацювання протоколів раутінгу, які підтримують мережеву маску або довжину префіксу для кожного маршруту адреси з номерами підмереж, складеними з усіх нулів або з усіх одиниць, стали знову придатними всупереч застереженню RFC 950.

Встановлення номерів станцій для кожної підмережі. У загальному випадку станції в кожній підмережі нумерують послідовними номерами від 1 до 2^s-1, де s – кількість бітів, виділених для поля HostID (номера станції). Як вказано вище, номер станції з усіма двійковими нулями ідентифікує (під)мережу, а з усіма двійковими одиницями – широкомовний пакет, скерований до (під)мережі.

У наведеному вище прикладі для номера станції виділено 5 бітів, що дозволяє пронумерувати 2⁵-2=30 станцій. Подібно до номера підмережі, мережевий адміністратор нумерує станції, поміщаючи двійкове представлення номера, при потребі доповнене зліва нулями, у поле номера станції. Для даного прикладу на рис. 3.13 показана нумерація станцій підмережі №2. Підкреслено розширений мережевий префік, а номер станції виділено товстим шрифтом.

Рис. 3.13. Приклад встановлення номерів станцій.

Визначення широкомовних адрес для кожної підмережі. У загальному випадку широкомовна адреса для підмережі №n завжди на одиницю менша від базової адреси підмережі №(n+1). Наприклад, якщо базова адреса підмережі №2 – це 193.1.1.64, то широкомовна адреса для підмережі №1 дорівнює 193.1.1.63. Звичайно, завжди діє загальне правило: для широкомовної адреси (під)мережі всі біти поля номера станції встановлені в “1”.