Безкласова міждоменна маршрутизація CIDR

Поява безкласової міждоменної маршрутизації CIDR (Classless Inter-Domain Routing) була викликана різким збільшенням числа мереж в Інтернет і, як наслідок, збільшенням кількості маршрутів на магістральних маршрутизаторах, що призводило до зменшення їх продуктивності і гранично підвищених вимог до об'єму пам'яті.

Технологія CIDR дозволяє відійти від класової схеми адресації, ефективніше використовувати адресний простір протоколу IP. Крім того, технологія CIDR забезпечує можливість підсумовування маршрутних записів. Одним записом в таблиці маршрутизації можуть описуватися шляхи до багатьох мереж.

Суть технології CIDR полягає у тому, що кожному постачальнику послуг Інтернет (або, для корпоративних мереж, якому-небудь структурно-територіальному підрозділу) повинен бути призначений нерозривний діапазон IP-адрес.

Розподіл IP-адреси на номер мережі і номер вузла в технології CIDR відбувається не на основі декількох старших бітів, що визначають клас мережі (А, В або С), а на основі маски змінної довжини (узагальнений мережевий префікс, що визначає загальну частину всіх адрес), що призначається постачальником послуг.

Неодмінною умовою застосування CIDR є наявність у організації, що розпоряджається адресами, безперервних діапазонів адрес. Такі адреси мають однаковий мережевий префікс, тобто однакові цифри в декількох старших розрядах. Нехай у розпорядженні деякого постачальника послуг є безперервний простір IP адрес в кількості (рисунок 1.7). Звідси витікає, що префікс постачальника має довжину () бітів.

Коли споживач звертається до постачальника послуг з проханням про виділення йому деякого числа адрес, то в наявному пулі адрес «вирізається» безперервна область S1, S2 або S3, залежно від необхідної кількості адрес. При цьому завжди повинні виконуватися такі умови:

- кількість адрес в області, що виділяється, повинна дорівнювати степені числа два;

- початкова межа пулу адрес (в десятковому виді), що виділяється, повинна бути кратною необхідній кількості вузлів.

Очевидно, що префікс кожної з показаних на рисунку 5.7 областей має власну довжину - чим менше кількість адрес в даній області, тим довше її префікс.

Рисунок 1.7 – Розподіл адрес на основі технології CIDR

Приклад. Нехай постачальник послуг має в своєму розпорядженні пул адрес в діапазоні 193.20.0.0 - 193.23.255.255 (11000001. 00010100. 00000000. 00000000 – 11000001. 00010111. 01111111. 11111111), тобто кількість адрес дорівнює 2¹⁸. Відповідно префікс постачальника послуг має довжину 14 розрядів - 11000001. 000101, або в іншому вигляді - 193.20.0.0/14.

Якщо клієнту цього постачальника послуг потрібно зовсім небагато адрес, наприклад 13, то постачальник міг би запропонувати йому різні варіанти: мережа 193.20.30.0/28, мережа 193.20.30.16/28 або мережа 193.21.204.48/28. У всіх випадках у розпорядженні клієнта для нумерації вузлів є 4 молодші біти. Таким чином, якнайменше число, що задовольняє потребам клієнта (13), яке можна представити степеню двійки, є 16 (2⁴). Префікс для кожного з пулів в усіх цих випадках виконує роль номера мережі, він має довжину 32 - 4 = 28 розрядів.

Розглянемо інший варіант: необхідний блок адрес в 4000 вузлів. Для нумерації такої кількості вузлів потрібно 12 двійкових розрядів, отже, розмір виділеного пулу адрес буде дещо більше що вимагається - 4096. Межа, з якою повинна починатися виділювана ділянка повинна бути кратна розміру ділянки, тобто це можуть бути будь-які адреси з наступних: 193.20.0.0, 193.20.16.0, 193.20.32.0, 193.20.48.0 і інші числа, що закінчуються на 12 нулів. Нехай постачальник послуг запропонував споживачу діапазон адрес 193.20.16.0 - 193.20.31.255. Для цього діапазону сумарний номер мережі (префікс) має довжину 20 двійкових розрядів і дорівнює 193.20.16.0/20.

Таким чином, завдяки технології CIDR постачальник послуг має можливість «нарізати» безперервні блоки адрес з виділеного йому адресного простору відповідно до дійсних вимог кожного клієнта.

При використанні технології CIDR маршрутизація на магістральному рівні може реалізовуватися на основі узагальненого мережевого префікса. Результатом є підсумовування маршрутних записів, зменшення розміру таблиць маршрутних записів і збільшення швидкості обробки пакетів рисунок 1.8.

З рисунку 1.8 видно, що маршрутизатор R2 містить у своїй таблиці маршрутизації тільки один запис для всіх мереж, що мають префікс В, а маршрутизатор R4 містить в своїй таблиці маршрутизації тільки один запис для всіх мереж з префіксом А (якщо В1 - 172.16.0.0/16, В2 - 172.17.0.0/16, В3 - 172.18.0.0/16, В4 - 172.19.0.0/16, то В - 172.16.0.0/14). Відзначимо, що в маршрутизаторі R1 підсумовування даних маршрутів не здійснюється, оскільки він є граничним і в його таблиці мережа, що починається на B1, позначена як безпосередньо підключена.

Таким чином, за своєю суттю технологія CIDR споріднена VLSM. Тільки якщо у випадку з VLSM є можливість рекурсивного розподілу на підмережі, невидимі ззовні, то CIDR дозволяє рекурсивно адресувати цілі адресні блоки.

Рисунок 1.8 – Приклад підсумовування маршрутів

Використання CIDR дозволяє розділяти великі мережі (у тому числі і Інтернет) на адресні домени, усередині яких передається інформація виключно про внутрішні мережі. Поза доменом використовується тільки загальний префікс мережі. В результаті багатьом мережам відповідає один запис в таблиці маршрутизації.

Дата добавления: 2015-07-02