Бесклассовая междоменная маршрутизация

редактировать
Метод выделения и маршрутизации IP-адресов

Бесклассовая междоменная маршрутизация (CIDR ) - метод для выделения IP-адресов и для IP-маршрутизации. Инженерная группа Интернета представила CIDR в 1993 году, чтобы заменить предыдущую архитектуру адресации классовой сети в Интернет. Его целью было замедлить рост таблиц маршрутизации на маршрутизаторах в Интернете и помочь замедлить быстрое исчерпание IPv4-адресов..

IP-адреса описываются как состоящие из из двух групп бит в адресе: старшие биты - это префикс сети, который идентифицирует всю сеть или подсеть, а набор наименее значимых формирует идентификатор хоста, который определяет конкретный интерфейс хоста в этой сети. Это разделение используется в качестве основы для маршрутизации трафика между IP-сетями и для политик распределения адресов.

В то время как классическая структура сети для IPv4 определяет размер префикса сети как одну или несколько 8-битных групп, в результате чего блоки адресов класса A, B или C в адресном пространстве CIDR составляют выделяется поставщикам услуг Интернета и конечным пользователям на любой границе битов адреса. Однако в IPv6 идентификатор интерфейса имеет фиксированный размер в 64 бита по соглашению, и меньшие подсети никогда не выделяются конечным пользователям.

CIDR включает в себя несколько концепций. Он основан на маскировке подсети с переменной длиной (VLSM ), которая позволяет указывать префиксы произвольной длины. CIDR представил новый метод представления IP-адресов, теперь широко известный как нотация CIDR, в котором префикс адреса или маршрутизации записывается с суффиксом, указывающим количество бит префикса, например 192.0.2.0 / 24 для IPv4 и 2001: db8 :: / 32 для IPv6. CIDR ввел административный процесс распределения блоков адресов между организациями на основе их фактических и краткосрочных прогнозируемых потребностей. Агрегация нескольких смежных префиксов привела к появлению суперсетей в более крупном Интернете, которые, когда это возможно, объявляются агрегированными, что снижает количество записей в глобальной таблице маршрутизации.

Содержание

  • 1 Фон
  • 2 Нотация CIDR
  • 3 Маски подсети
  • 4 Блоки CIDR
    • 4.1 Назначение блоков CIDR
    • 4.2 Блоки CIDR IPv4
    • 4.3 Блоки CIDR IPv6
  • 5 Агрегирование префиксов
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Дополнительная литература
  • 9 Внешние ссылки

Общие сведения

IP-адрес интерпретируется как состоящий из двух частей: префикс, идентифицирующий сеть, за которым следует идентификатор хоста в этой сети. В предыдущей архитектуре классовой сети распределение IP-адресов было основано на границах битов четырех октетов IP-адреса. Адрес считался комбинацией 8-, 16- или 24-битного сетевого префикса с 24-, 16- или 8-битным идентификатором хоста соответственно. Таким образом, наименьший блок распределения и маршрутизации содержал только 256 адресов - слишком мало для большинства предприятий, а следующий более крупный блок содержал 65536 адресов - слишком большой для эффективного использования даже крупными организациями. Это привело к неэффективности использования адресов, а также к неэффективности маршрутизации, поскольку для этого требовалось большое количество распределенных сетей класса C с объявлениями отдельных маршрутов, географически рассредоточенных с небольшой возможностью агрегации маршрутов.

в течение первого десятилетия. Интернета после изобретения системы доменных имен (DNS) стало очевидным, что разработанная система, основанная на классовой сетевой схеме распределения пространства IP-адресов и маршрутизации IP-пакетов, не была масштабируемый. Это привело к последовательному развитию подсетей и CIDR. Различия классов сети были удалены, и новая система была описана как бесклассовая по сравнению со старой системой, которая стала известна как классовая. В 1993 г. Инженерная группа Интернета опубликовала новый набор стандартов: RFC 1518 и RFC 1519., чтобы определить эту новую концепцию распределения блоков IP-адресов и новые методы маршрутизации пакетов IPv4. Обновленная версия спецификации была опубликована как RFC 4632 в 2006 году.

Бесклассовая междоменная маршрутизация основана на маскировании подсети переменной длины (VLSM), который позволяет разделить сеть на подсети разного размера, предоставляя возможность определять размер сети, более соответствующий локальным потребностям. Маски подсети переменной длины упоминаются в RFC 950. Соответственно, методы группировки адресов для общих операций были основаны на концепции кластерной адресации, впервые предложенной Карлом-Гербертом Рокитански.

Нотация CIDR

Нотация CIDR - это компактное представление IP-адреса и связанных с ним префикс маршрутизации. Обозначение состоит из IP-адреса, символа косой черты ('/') и десятичного числа. Конечное число - это количество первых 1 битов в маске маршрутизации, традиционно называемой сетевой маской. IP-адрес в обозначении всегда представлен в соответствии со стандартами IPv4 или IPv6.

Адрес может обозначать отдельный адрес интерфейса или может быть начальным адресом всей сети. При описании сети ее размер задается количеством адресов, которые возможны с количеством оставшихся наименее значимых битов ниже префикса, то есть идентификатора хоста.

Например:

  • 192.168.100.14/24 представляет IPv4-адрес 192.168.100.14 и связанный с ним префикс маршрутизации 192.168.100.0 или, что эквивалентно, его маску подсети 255.255.255.0, которая имеет 24 ведущих 1-бита..
  • блок IPv4 192.168.100.0/22 ​​представляет 1024 адреса IPv4 от 192.168.100.0 до 192.168.103.255.
  • блок IPv6 2001: db8 :: / 48 представляет блок IPv6 адреса с 2001: db8: 0: 0: 0: 0: 0: 0 до 2001: db8: 0: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff.
  • :: 1/128 представляет IPv6 loopback адрес. Его длина префикса составляет 128, что представляет собой количество бит в адресе.

Для IPv4 нотация CIDR является альтернативой старой системе представления сетей по их начальному адресу и маске подсети, которые записываются в точках- десятичная запись. 192.168.100.0/24 эквивалентно 192.168.100.0/255.255.255.0.

Количество адресов подсети можно рассчитать как 2, где длина адреса составляет 128 для IPv6 и 32 для IPv4. Например, в IPv4 длина префикса / 29 дает: 2 = 2 = 8 адресов.

Маски подсети

Маска подсети - это битовая маска, которая кодирует длину префикса, связанного с IPv4-адресом или сетью, в записи с четырьмя точками: 32 бита, начиная с количество 1 бит, равное длине префикса, заканчивающееся 0 битами и закодированное в четырехзначном десятичном формате с точками: 255.255.255.0. Маска подсети кодирует ту же информацию, что и длина префикса, но предшествует появлению CIDR. В нотации CIDR биты префикса всегда смежны. RFC 950 разрешил маскам подсети указывать несмежные биты до тех пор, пока RFC 4632 не заявил, что маска должны оставаться смежными. С учетом этого ограничения маска подсети и нотация CIDR выполняют одну и ту же функцию.

Блоки CIDR

Соответствие IP-адреса.svg

CIDR - это в основном побитовый стандарт на основе префиксов для представления IP-адресов и их свойств маршрутизации. Это упрощает маршрутизацию, позволяя группировать блоки адресов в отдельные записи таблицы маршрутизации. Эти группы, обычно называемые блоками CIDR, совместно используют начальную последовательность битов в двоичном представлении своих IP-адресов. Блоки IPv4 CIDR идентифицируются с использованием синтаксиса, аналогичного синтаксису адресов IPv4: десятичный адрес с точками, за которым следует косая черта, затем число от 0 до 32, то есть a.b.c.d / n. Десятичная часть с точками - это IPv4-адрес. Число после косой черты - это длина префикса, количество общих начальных битов, считая от самого старшего бита адреса. Когда подчеркивается только размер сети, адресная часть обозначений обычно опускается. Таким образом, блок / 20 - это блок CIDR с неопределенным 20-битным префиксом.

IP-адрес является частью блока CIDR и считается совпадающим с префиксом CIDR, если начальные n бит адреса и префикса CIDR совпадают. Адрес IPv4 составляет 32 бита, поэтому n-битный префикс CIDR оставляет 32 - n битов несогласованными, что означает, что 2 адреса IPv4 соответствуют заданному n-битному префиксу CIDR. Более короткие префиксы CIDR соответствуют большему количеству адресов, а более длинные префиксы - меньшему. В случае наложения блоков CIDR адрес может соответствовать нескольким префиксам CIDR разной длины.

CIDR также используется для адресов IPv6, и семантика синтаксиса идентична. Длина префикса может варьироваться от 0 до 128 из-за большего количества битов в адресе. Однако по соглашению подсеть в широковещательных сетях MAC-уровня всегда имеет 64-битные идентификаторы хоста. Префиксы большего размера редко используются даже в двухточечных каналах.

Назначение блоков CIDR

Internet Assigned Numbers Authority (IANA) выдает региональному Интернет-реестры (RIR) - большие блоки CIDR с коротким префиксом. Например, 62.0.0.0/8 (с более чем шестнадцатью миллионами адресов) администрируется RIPE NCC, европейским RIR. RIR, каждый из которых отвечает за отдельную большую географическую область, например, Европу или Северную Америку, подразделяют эти блоки и выделяют подсети для локальных Интернет-реестров (LIR). Подобное подразделение может повторяться несколько раз на более низких уровнях делегирования. Сети конечных пользователей получают подсети, размер которых соответствует их прогнозируемым краткосрочным потребностям. Рекомендации IETF поощряют сети, обслуживаемые одним интернет-провайдером, получать пространство IP-адресов напрямую от своего провайдера. С другой стороны, сети, обслуживаемые несколькими поставщиками услуг Интернета, могут получить независимое от провайдера адресное пространство непосредственно от соответствующего RIR.

CIDR Address.svg

Например, в конце 1990-х IP-адрес 208.130.29.33 (после переназначения) использовался сайтом www.freesoft.org. Анализ этого адреса выявил три префикса CIDR. 208.128.0.0/11, большой блок CIDR, содержащий более 2 миллионов адресов, был назначен ARIN (североамериканский RIR) на MCI. Компания Automation Research Systems, VAR из Вирджинии, арендовала подключение к Интернету у MCI и получила блок 208.130.28.0/22, способный адресовать чуть более 1000 устройств. ARS использовала блок / 24 для своих общедоступных серверов, из которых 208.130.29.33 был одним. Все эти префиксы CIDR будут использоваться в разных местах в сети. Вне сети MCI префикс 208.128.0.0/11 будет использоваться для направления трафика MCI, привязанного не только к 208.130.29.33, но и к любому из примерно двух миллионов IP-адресов с одинаковыми начальными 11 битами. В сети MCI 208.130.28.0/22 ​​станет видимым, направляя трафик на выделенную линию, обслуживающую ARS. Префикс 208.130.29.0/24 может использоваться только внутри корпоративной сети ARS.

Блоки CIDR IPv4

CIDR IPv4
Формат адреса.Разница. с последним адресомМаскаАдресаОтносительно. к классу. A, B, CОграничения. для a, b, c и d. (0..255, если не указано иное)Типичное использование
Десятичное2
abcd / 32+0.0.0.0255.255.255.25512​⁄256 CМаршрут хоста
abcd / 31+0.0.0.1255.255.255.25422​⁄128 Cd = 0... (2n)... 254Точка-точка ссылки (RFC 3021 )
abcd / 30+0.0.0.3255.255.255.25242​⁄64Cd = 0... (4n)... 252Каналы связи точка-точка (связующая сеть)
abcd / 29+0.0.0.7255.255.255.24882​⁄32Cd = 0... (8n)... 248Наименьшая сеть с несколькими хостами
abcd / 28+0.0.0.15255.255.255.240162​⁄16Cd = 0... (16n)... 240Маленький LAN
abcd / 27+0.0.0.31255.255.255.224322⅛ Cd = 0... (32n)... 224
abcd / 26+0.0.0.63255.255.255.192642¼ Cd = 0, 64, 128, 192
abcd / 25+0.0.0.127255.255.255.1281282½ Cd = 0, 128Большой LAN
abc0 / 24+0.0.0.255255.255.255.025621 C
abc0 / 23+0.0.1.255255.255.254.051222 Cc = 0... (2n)... 254
abc0 / 22+0.0.3.255255.255.252.01,02424 Cc = 0... (4n)... 252Малый бизнес
abc0 / 21+0.0.7.255255.255.248.02,04828 Cc = 0... (8n)... 248Малый Интернет-провайдер / крупный бизнес
abc0 / 20+0.0.15.255255.255.240.04,096216 Cc = 0... (16n)... 240
abc 0/19+0.0.31.255255.255.224.08,192232 Cc = 0... (32n)... 224Интернет-провайдер / крупный бизнес
abc0 / 18+0.0.63.255255.255.192. 016,384264 Cc = 0, 64, 128, 192
abc0 / 17+0.0.127.255255.255.128.032,7682128 Cc = 0, 128
ab0.0 / 16+0.0.255.255255.255.0.065,5362256 C = B
ab0.0 / 15+0.1.255.255255.254.0.0131 07222 Bb = 0... (2n)... 254
ab0.0 / 14+0.3.255.255255.252.0.0262,14424 Bb = 0... (4n)... 252
ab0.0 / 13+0.7.255.255255.248.0.0524,28828 Bb = 0... (8n)... 248
ab0.0 / 12+0.15.255.255255.240.0.01,048,576216 Bb = 0... (16n)... 240
ab0.0 / 11+0.31.255.255255.224.0.02,097,152232 Bb = 0... (32n)... 224
ab0.0 / 10+0.63.255.255255.192.0.04,194,304264 Bb = 0, 64, 128, 192
ab0.0 / 9+0.127.255.255255.128.0.08,388,6082128 Bb = 0, 128
a.0.0.0 / 8+0.255.255.255255.0.0.016,777,2162256 B = AНаибольший IANA распределение блоков
a.0.0.0 / 7+1.255.255.255254.0.0.033,554,43222 Aa = 0... (2n)... 254
a.0.0.0 / 6+3.255.255.255252.0.0.067,108,86424 Aa = 0... (4n)... 252
a.0.0.0 / 5+7.255.255.255248.0.0.0134,217,72828 Aa = 0... (8n)... 248
a.0.0.0 / 4+15.255.255.255240.0.0.0268,435,456216 Aa = 0... (16n)... 240
a.0.0.0 / 3+31.255.255.255224.0.0.0536,870,912232 Aa = 0... (32n)... 224
a.0.0.0 / 2+63.255.255.255192.0.0.01,073,741,824264 Aa = 0, 64, 128, 192
a.0.0.0 / 1+127.255.255.255128.0.0.02 147 483 6482128 Aa = 0, 128
0.0.0.0/0+255.255.255.2550.0.0.04,294,967,2962256 A

Обычно это первый адрес в подсети, все двоичные нули в идентификатор хоста зарезервирован для ссылки на саму сеть, в то время как последний адрес, полностью двоичный в идентификаторе хоста, используется как широковещательный адрес для сети; это уменьшает количество адресов, доступных для хостов, на 2. В результате сеть / 31 с одной двоичной цифрой в идентификаторе хоста будет непригодна для использования, поскольку такая подсеть не будет предоставлять доступные адреса хостов после этого сокращения. RFC 3021 создает исключение для правил «размещать все единицы» и «размещать все нули», чтобы сделать сети / 31 пригодными для использования для соединений точка-точка. Доступ к адресам / 32 (сеть с одним хостом) должен осуществляться с помощью явных правил маршрутизации, поскольку в такой сети нет места для шлюза.

В маршрутизируемых подсетях больше / 31 или / 32 количество доступных адресов хоста обычно уменьшается на два, а именно на самый большой адрес, который зарезервирован как широковещательный адрес, и наименьший адрес, который идентифицирует сеть.

Блоки CIDR IPv6

Таблица префиксов CIDR для IPv6, в которой показано количество соответствующих эквивалентных подсетей для каждого префикса, а также количество бит идентификатора хоста.

большой размер адреса, используемый в IPv6, позволил реализовать суммирование маршрутов по всему миру и гарантировал достаточный пул адресов на каждом сайте. Стандартный размер подсети для сетей IPv6 - это блок / 64, который требуется для работы автоконфигурации адреса без сохранения состояния. Сначала IETF рекомендовал в RFC 3177 в качестве передовой практики, чтобы все конечные сайты получали выделение адресов / 48, однако критика и переоценка фактических потребностей и методов работы привели к более гибким рекомендациям по распределению в RFC 6177, предлагая значительно меньшее выделение для некоторых сайтов, например, блок / 56 для домашних сетей.

В этом справочнике по подсетям IPv6 перечислены размеры для IPv6 подсетей. Для разных типов сетевых ссылок могут потребоваться подсети разных размеров. Маска подсети отделяет биты префикса идентификатора сети от битов идентификатора интерфейса. Выбор меньшего размера префикса приводит к меньшему количеству охваченных сетей, но с большим количеством адресов в каждой сети.

2001: 0db8: 0123: 4567: 89ab: cdef: 1234: 5678 |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| ||| 128 Одиночные конечные точки и петля |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| ||| 127 Соединения точка-точка (между маршрутизаторами) |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| || 124 |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| | 120 |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| 116 |||| |||| |||| |||| |||| |||| ||| 112 |||| |||| |||| |||| |||| |||| || 108 |||| |||| |||| |||| |||| |||| | 104 |||| |||| |||| |||| |||| |||| 100 |||| |||| |||| |||| |||| ||| 96 |||| |||| |||| |||| |||| || 92 |||| |||| |||| |||| |||| | 88 |||| |||| |||| |||| |||| 84 |||| |||| |||| |||| ||| 80 |||| |||| |||| |||| || 76 |||| |||| |||| |||| | 72 |||| |||| |||| |||| 68 |||| |||| |||| ||| 64 одиночная локальная сеть; размер префикса по умолчанию для SLAAC |||| |||| |||| || 60 Некоторые (очень ограниченные) 6-е развертывания (/ 60 = 16/64 блока) |||| |||| |||| | 56 Назначение минимальных конечных сайтов; например домашняя сеть (/ 56 = 256/64 блоков) |||| |||| |||| 52/52 блока = 4096/64 блока |||| |||| ||| 48 Типовое назначение для больших площадок (/ 48 = 65536/64 блоков) |||| |||| || 44 |||| |||| | 40 |||| |||| 36 возможных будущих локальных интернет-реестров (LIR) сверхмалые выделения |||| ||| Минимальное размещение 32 LIR |||| || 28 средних размещений LIR |||| | 24 больших размещения LIR |||| 20 сверхбольших выделений LIR ||| 16 || 12 Распределение региональных интернет-реестров (RIR) от IANA | 8 4

Агрегирование префиксов

CIDR обеспечивает детализированные агрегация префиксов маршрутизации. Например, если первые 20 битов их сетевых префиксов совпадают, шестнадцать смежных / 24 сетей могут быть агрегированы и объявлены в более крупную сеть в виде единственной записи / 20 таблицы маршрутизации. Это уменьшает количество анонсируемых маршрутов.

См. Также

Ссылки

Дополнительная литература

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-15 10:23:34
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте