Ієрархічний розподіл адрес класу C

Для більш ефективного використання адрес класу C в Internet-спільноті ці адреси ієрархічно діляться для підмереж від сервіс-провайдера до організації. Останні розподіляють підмножини IP-адрес сервіс-провайдера; їх називають безкласовими адресами.

Рис. 3.40. Під’єднання локальних мереж до раутера WAN.

Розглянемо приклад мережі малої організації, яка складається із двох Ethernet-сегментів, під’єднаних до надавача послуг Internet, з використанням раутера WAN, який емулює додатковий мережевий сегмент (рис. 3.40).

Надавач послуг виділив різні адреси класу C для своїх користувачів. Дана конкретна організація отримала мережеву адресу 210.20.30, а адреса інтерфейсу раутера з боку провайдера дорівнює 210.20.30.254. На рисунку останній байт IP-адрес додатково показаний у двійковому вигляді, щоб виразніше показати мережеву підадресацію.

Якщо б організація мала один комп’ютер, наприклад, C, і наявний для використання цілий клас C адрес, тоді IP-адреса для станції C могла б бути довільною в діапазоні від 210.20.30.1 до 210.20.30.253, а шлюз за умовчанням мав би адресу 210.20.30.254 з мережевою маскою 255.255.255.0. Однак коли наявні дві мережі та сполучення “пункт-пункт” до WAN, яке теж трактується як мережа, то адреса класу C мусить бути поділена на підмережі. Це здійснюють, використовуючи один або більше бітів, котрі звичайно належать адресам станцій, як мережеву частину адреси, таким чином розширюючи її розмір. У даному випадку мережева адреса 210.20.30 може бути розширена до чотирьох мереж, а мережева маска змінена на 255.255.255.192, що відображає додаткове використання двох бітів для мережевої частини в IP-адресі. Строго кажучи, коректними є тільки підмережі з двома або більше додатковими бітами у масці, а будь-яка підмережа із всіма нулями або всіма одиницями у підмережевій частині адреси некоректна. Однак у багатьох реалізаціях протоколів TCP/IP дозволяють відхилення від цих обмежень, що веде до помітної ощадності при використанні адрес.

Оскільки мережева маска має значення 255.255.255.192 (або в шістнадцятковій формі FFFFFFC0), а мережева адреса організації – 210.20.30 (тобто D2141E), то можна використовувати такі чотири мережеві адреси:

Мережа №	IP-адреса мережі	IP-адреса мережі з двійковим поданням оcтаннього байта
	210.20.30.0	210.20.30.[00000000]
	210.20.30.64	210.20.30.[01000000]
	210.20.30.128	210.20.30.[10000000]
	210.20.30.192	210.20.30.[11000000]

Це дозволяє використати шість останніх бітів для номерів вузлів, що дає 62 адреси станцій на мережу (всі “0” та всі “1” зарезервовані). Тому коректні такі адреси для станцій:

Мережа №	Діапазон адрес
від	до
	210.20.30.1	210.20.30.62
	210.20.30.65	210.20.30.126
	210.20.30.129	210.20.30.190
	210.20.30.193	210.20.30.254

У цьому прикладі мережа № 2 зарезервована для майбутнього використання.

IP-адреси та мережеві маски для кожного інтерфейсу такі:

Інтерфейс	IP-адреса	Мережева маска
Вузол A	210.20.30.1	255.255.255.192
Вузол B	210.20.30.2	255.255.255.192
Вузол C (AB)	210.20.30.10	255.255.255.192
Вузол C (DE)	210.20.30.70	255.255.255.192
Вузол C (WAN)	210.20.30.200	255.255.255.192
Вузол D	210.20.30.81	255.255.255.192
Вузол E	210.20.30.82	255.255.255.192
Вузол G	210.20.30.254	255.255.255.192

Таблиці раутінгу будуються для кожного вузла таким чином. У полі “Адреса мережі” вказують адреси всіх мереж, до яких сконфігуровані маршрути від даного вузла. При цьому адреса 0.0.0.0 вказує призначення за замовчуванням, тобто якщо для певного пакету жодні інші конкретні маршрути не сконфігуровані, то призначення за замовчуванням є тим, до якого можна висилати цей пакет, вважаючи, що воно здатне переслати його до потрібної станції або до інших раутерів вздовж визначеного шляху. Поле “Мережева маска” вказує маску, яку слід вживати для відповідної адреси мережі (для адреси за замовчуванням вона завжди дорівнює 0.0.0.0). “Шлюз” вказує, куди (за якою адресою призначення) слід безпосередньо скерувати пакет, а “Інтерфейс” – через який інтерфейс даного вузла слід його вислати. Вигляд таблиць раутінгу для станцій у даному прикладі показано нижче.

Вузол	Адреса мережі	Мережева маска	Шлюз	Інтерфейс
A	0.0.0.0	0.0.0.0	210.20.30.10	210.20.30.1
210.20.30.0	255.255.255.192	210.20.30.1	210.20.30.1
B	0.0.0.0	0.0.0.0	210.20.30.10	210.20.30.1
210.20.30.0	255.255.255.192	210.20.30.2	210.20.30.2
C	0.0.0.0	0.0.0.0	210.20.30.254	210.20.30.200
210.20.30.0	255.255.255.192	210.20.30.10	210.20.30.10
210.20.30.64	255.255.255.192	210.20.30.70	210.20.30.70
210.20.30.192	255.255.255.192	210.20.30.200	210.20.30.200
D	0.0.0.0	0.0.0.0	210.20.30.70	210.20.30.81
210.20.30.64	255.255.255.192	210.20.30.81	210.20.30.81
E	0.0.0.0	0.0.0.0	210.20.30.70	210.20.30.81
210.20.30.64	255.255.255.192	210.20.30.81	210.20.30.81
F	0.0.0.0	0.0.0.0	210.20.30.70	210.20.30.82
210.20.30.64	255.255.255.192	210.20.30.82	210.20.30.82
G	210.20.30.0	255.255.255.0	210.20.30.200	210.20.30.254
Інші належні входи

Значення метрики або лічильника стрибків опційне, однак може бути рівним 0 для всіх шлюзів, ідентичних станціям, і більшим від 0, якщо призначення досягається черех один або більше шлюзів. Метрика для маршрутів за замовчуванням невизначена, але може бути встановлена рівною щонайменше 1.

Проілюструємо використання цих таблиць раутінгу таким прикладом. Якщо станція D висилає пакет запиту ICMP Echo до Internet за адресою 140.51.120.30, то спочатку D застосовує маску 255.255.255.192 до адреси 140.51.120.30 для визначення адреси мережі. Тоді вона встановлює, що адреса мережі 210.20.30.64 не узгоджена з потрібною і вибирає маршрут за замовчуванням, який вказує на шлюз 210.20.30.70, і використовує Ethernet-адресу вузла C (DE) для пересилання пакету до раутера. Коли раутер C приймає цей пакет, то він виявляє, що пакет адресований до 140.51.120.30, перевіряє всі маршрути у своїй таблиці і, встановивши відсутність маршруту до 140.51.120.30, вибирає маршрут (призначення) за умовчанням. При цьому він використовує інтерфейс до WAN, тобто адресу свого інтерфейсу 210.20.30.200 для пересилання пакету до раутера G за адресою 210.20.30.254. Далі пакет може поширюватися від цього раутера до інших, доки не досягне такого, що буде мати у своїй таблиці IP-адресу 140.51.120.30. Коли вузол-призначення відповість, то пакет повернеться до інтерфейсу 210.20.30.200 (раутер C) з адресою призначення 210.20.30.81, тобто з призначенням до станції D. Раутер C за допомогою відповідної мережевої маски встановлює, що адреса 210.20.30.81 відноситься до мережі 210.20.30.64 і, використовуючи свій інтерфейс 210.20.30.70, вишле пакет до станції D.

3.9.4.5. Об’єднання мереж через WAN-зв’язок “пункт-пункт”

Цей приклад показує, як об’єднати дві локальні мережі через WAN-зв’язок типу “пункт-пункт” (3.41).

Рис. 3.41. Об’єднання двох LAN через зв’язок “пункт-пункт”.

Вважається, що мережа закрита, тобто не під’єднана до Internet. Це дає значну свободу при використанні IP-адрес для такої мережі, однак таке розв’язання повинне бути сумісним із адресним простором, виділеним уповноваженою організацією (Internet Assigned Numbers Authority – IANA) для приватних мереж:

Діапазон адрес
	від	до
	10.0.0.0	10.255.255.255
	172.16.0.0	172.31.255.255
	192.168.0.0	192.168.255.255

У цьому прикладі для кожної LAN відповідно використані мережеві адреси класу B 172.20 і 172.21, а для WAN-зв’язку – мережева адреса класу C 192.168.100:

Діапазон адрес	Мережева маска
від	до
172.20.0.0	172.20.255.255	255.255.0.0
172.21.0.0	172.21.255.255	255.255.0.0
192.168.100.0	192.168.100.255	255.255.255.0

IP-адреси та мережеві маски для кожного інтерфейсу такі:

Інтерфейс	IP-адреса	Мережева маска
Вузол A	172.20.1.1	255.255.0.0
Вузол Y (Net 0)	172.20.254.254	255.255.0.0
Вузол Y (Net 2)	192.168.100.1	255.255.255.0
Вузол Z (Net 1)	172.21.254.254	255.255.0.0
Вузол Z (Net 2)	192.168.100.2	255.255.255.0
Вузол K	172.20.1.1	255.255.0.0

Заповнення таблиць рвутінгу для кожного вузла показано нижче. Зауважимо, що для раутерів Y та Z не вказані маршрути за замовчуванням, бо якщо раутер Y є маршрутом за замовчуванням для раутера Z і навпаки, то виникає петля раутінгу для пакетів, призначених для вузлів, які не містяться в будь-якій із мереж. Для вузла A прийнятно мати маршрут за замовчуванням до раутера Y, бо раутер Y може відкинути пакет, якщо призначення недосяжне.

Вузол	Адреса мережі	Мережева маска	Шлюз	Інтерфейс
A	0.0.0.0	0.0.0.0	172.20.254.254	172.20.1.1
172.20.0.0	255.255.0.0	172.20.1.1	172.20.1.1
Y	172.21.0.0	255.255.0.0	192.168.100.2	192.168.100.1
172.20.0.0	255.255.0.0	172.20.254.254	172.20.254.254
192.168.100.0	255.255.255.0	192.168.100.1	192.168.100.1
Z	172.20.0.0	255.255.0.0	192.168.100.1	192.168.100.2
172.21.0.0	255.255.0.0	172.21.254.254	172.21.254.254
192.168.100.0	255.255.255.0	192.168.100.2	192.168.100.2
K	0.0.0.0	0.0.0.0	172.21.254.254	172.21.1.1
172.21.0.0	255.255.0.0	172.20.1.1	172.21.1.1

Якщо потрібний окремий WAN-зв’язок через об’єднання мереж, то зв’язок Net 2 між Y і Z може бути поділений на підмережі, що дозволяє забезпечити 64 різні канали “пункт-пункт” всередині адресного простору 192.168.100.0. Це можна здійснити, використовуючи мережеву маску 255.255.255.252 для поділу мережі класу C на 64 підмережі з двома бітами для номерів станцій, що дозволяє в кожній підмережі мати дві чинні адреси для вузлів і дві зарезервовані для адрес “ця мережа” і “широкомовна”.