Пример 2. В этот раз рассмотрим более амбициозную схему, демонстрирующую, как маски подсетей и ведущие адреса могут распространяться на несколько октетов.

В этот раз рассмотрим более амбициозную схему, демонстрирующую, как маски подсетей и ведущие адреса могут распространяться на несколько октетов.

1. Пусть, к примеру, корпорация ХУ2, крупная международная компания с сотнями филиалов по всему миру, желает организовать 300 подсетей для сети своего адреса класса В 178.16.10.0. В каждой подсети должно быть не больше 100 ведущих адресов.

2. Прибавьте 2 (для сетевого и широковещательного адресов) к 300; получится 302.

Ближайшая степень двойки — 512, или 2⁹. Таким образом, нужна 9-разрядная маска подсети.

3. Зарезервировав 9 разрядов сверху вниз, получаем маску подсети с битовой комбинацией 11111111 10000000. Поскольку эта маска распространяется на несколько октетов, то для каждого из них подсеть необходимо подсчитывать отдельно. Для первого октета хостовой части результат получается равным 255, поскольку во всех разрядах стоят единицы. Во втором октете единица стоит только в первом старшем разряде (равном 2⁷); таким образом, получается десятичное значение 128. Соответственно, маска подсети по умолчанию для адреса класса. В расширяется 255.255.0.0 до 255.255.255.128 (т. к. мы "захватили" 9 разрядов из хостовой части адреса, получился расширенный сетевой префикс /25).

4. Для подсчета количества ведущих адресов для каждой подсети осуществите обратное построение логической схемы маски подсети. Это значит что ни один разряд, применяемый для маски подсети, не может быть использован для ведущих адресов. Подсчитайте количество нулей, оставшихся в маске подсети, чтобы определить количество разрядов, возможных для использования в ведущем адресе.

5. В данном случае результат равен семи. Формула, применяемая для подсчета количества подсетей, работает и при подсчете количества хостов; при этом b становится количеством разрядов в ведущем адресе: 2^b - 2, или для нашего случая 2⁷ - 2; в результате получаем 128 - 2, или 126.

Не забывайте, что конечная цель этого упражнения состоит в том, чтобы сравнить количество требующихся хостов для каждой подсети с только что вычисленным значением. Другими словами, если в каждой подсети необходимо более 126 хостов, то рассчитанная маска подсети не сможет обеспечить желаемого результата. Но поскольку, исходя из требований корпорации ХУ2, каждой подсети необходимо 100 хостов, наша схема будет работать.

 

Разработка маски подсети переменной длины

Разработка и настройка масок подсети переменной длины требует больше времени и сложнее для понимания, однако с помощью этой схемы доступное адресное пространство расходуется намного более эффективно. Рассмотрим простой пример. Предположим, что Университет города Плотчника располагает адресом класса В, и для поддержки различных территорий университета, офисов и предприятий необходимо 135 подсетей. Поскольку 135 расположено между 128 и 256, для маски подсети постоянной длины требуется восемь разрядов; при этом маска подсети по умолчанию для адреса класса В — 255.255.0.0 — в данном случае расширяется до 255.255.255.0, обеспечивая поддержку необходимого количества подсетей.

Предположим, тем не менее, что более чем от половины подсетей в этом университете требуется поддержка лишь 30 устройств или того меньше. Значит, все эти сети которые могли бы ограничиться пятиразрядной маской подсети, должны тратить дополнительные три разряда пространства (или до 224 неиспользуемых адресов в каждой подсети)! Как можно догадаться, технология маскирования подсетей маской переменной длины разрабатывалась именно для того, чтобы предусмотреть такие ситуации. Вместо того, чтобы пользоваться методом, предложенным в предыдущем разделе, выполните следующее:

1. Проанализируйте требования отдельных подсетей.

2. Сгруппируйте эти требования по их отношениям к ближайшей степени двойки, которая должна быть хотя бы на два значения больше (не забывайте о сочетаниях всех нулей и всех единиц), чем число, отражающее требования данных подсетей.

3. Руководствуясь информацией о том, какие подсети должны поддерживать наибольшее количество устройств, определите минимальный размер маски подсети. (Помните: чем меньше маска подсети, тем меньше подсетей она поддерживает, но тем больше ведущих адресов.)

4. Сгруппируйте подсети, требующие меньшего количества хостов в пределах адресных пространств, определяемых наибольшими подразделениями (вы определили их, выполняя предыдущее действие).

5. Определите схему маски подсети переменной длины, обеспечивающую необходимое количество подсетей каждого размера, оптимально подходящую для выполнения поставленной задачи, группирующую крупные и мелкие подсети и создающую наиболее эффективные модели сетевого трафика. Другими словами, соседствующие подсети с одинаковым расширенным сетевым префиксом должны быть помещены в один "контейнер", определяемый сетевым префиксом более высокого уровня, если это возможно. Предположим, вам нужно несколько подсетей с тремя разрядами фрагментации сети и 30 подсетей с пятью разрядами фрагментации. Это значит, что потребуется три трехразрядных префиксных, контейнера, поскольку каждый из них может предложить лишь 14 уникальных пятиразрядных под-подсетей. Если поместить эти пятиразрядные подсети все вместе в пределах адресов, которые попадают в любую трехразрядную область подсети и, вероятнее всего, будут обмениваться данными друг с другом, получится наиболее эффективная схема маршрутизации из всех возможных.

Таким образом, маскирование подсетей маской переменной длины делает возможным создание иерархий маршрутизации и ограничение трафика по магистрали, гарантируя, что меньшие адресные пространства подсетей смогут получать доступ к необходимым ресурсам наиболее эффективным способом. Для этого нужно убедиться в том, что серверы, к которым такие подсети обращаются чаще всего, подключены прямо к данной подсети, или же они находятся в том же трехразрядном адресном пространстве подсети, что и исходные подсети, даже если это пространство разделено еще на сорок пятиразрядных контейнеров.

Расчет суперсетей

Суперсети "захватывают" разряды из сетевой части IР-адреса, "одалживая их в хостовой части IР-адреса. Кроме всего прочего, суперсети позволяют различным сетевым IР-адресам объединяться и действовать совместно, как если бы они представляли собой единую логическую сеть. В результате заметно повышается эффективность сообщений внутри локальной сети, т. к. исчезает необходимость внутренней маршрутизации. В некоторых случаях это также делает возможным адресацию к суперсети большего количество хостов, чем при сочетании множества адресов и вот почему:

1. Сочетание восьми адресов класса С захватывает три разряда из сетевой части адреса и добавляет их в хостовую часть адреса.

2. Таким образом, вместо поддержки восьми разрядов в части ведущего адреса суперсеть поддерживает 11 разрядов (8 + 3) для ведущих адресов. В результате маска подсети принимает форму 255.255.248.0 (вместо 255.255.255.0 по умолчанию). Есть два способа расчета маски суперсети. Осознавая, что вы захватываете три разряда из правой части третьего октета, вы должны также отдавать себе отчет в том, что результирующая битовая маска для этого октета принимает вид 11111000, что эквивалентно 248 в десятичном выражении. Другой способ рассчитать это значение — признать, что наибольшее число, которое можно представить в трех двоичных разрядах, равняется 111, или 2³ - 1, или 7 в десятичном представлении. Если вычесть это число из 255, получится 248 — тот же ответ, но пришли мы к нему быстрее, чем если бы использовали предыдущую формулу. Поскольку действительны оба метода, применяйте тот, который кажется вам более удобным.

3. Количество доступных хостов для данной суперсети подсчитывается по известной формуле 2^b- 2, для данного случая 2¹¹ - 2 равняется 2046.

4. Каждый отдельный адрес класса С может адресовать только 254 (2⁸ - 2) хоста. Помножив 8 на 254, получим 2032. Поскольку 2046 - 2032 = 12, в результате организации суперсетей для восьми адресов класса С выявляются дополнительные хосты, которые не обнаруживались при использовании каждого адреса класса С по отдельности.

 

На самом деле, намного более важно то обстоятельство, что организация суперсети позволяет получать доступ к группе хостов через один адрес маршрутизатора, а сами эти хосты могут налаживать друг с другом прямое взаимодействие, обходясь без маршрутизации между всеми хостами в данном адресном пуле.

Надеемся, что все это поможет проиллюстрировать то, почему организация суперсетей столь полезна для поставщиков доступа в Internet, которые могут объединять множество адресов класса С, и таким образом обслуживать большее количество пользователей, чем это казалось возможным. В действительности сочетание организации суперсетей с техникой маскирования подсетей маской переменной длины дает поставщикам доступа в Internet возможность разделять и дробить адресные пространства с поразительной эффективностью и легкостью.