Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка (953099), страница 124
Текст из файла (страница 124)
Эти адреса, исключенные из множества централизованно распределяемых, составляют огромное адресное пространство, достаточное для нумерации узлов автономных сетей практически любых размеров. Заметим также, что частные адреса, как и при произвольном пыборе адресов, в разных автономных сетях могут совпадать. В то же время использование хаггных адресов для адресации автономных сетей делает возможным корректное подклюание их к Интернету. Применяемые при этом специальные технологии подключения' исключают коллизии адресов. ~ Например, такой технологией является ХАТ, которая рассматривается в главе 18.
Глава 16. Адресация а стека протоколов ТСРДР Централизованное распределение адресов В больших сетях, подобных Интернету, уникальность сетевых адресов гарантируется централизованной, иерархически организованной системой их распределения. Номер сети может быть назначен только по рекомендации специального подразделения Интернета. Главным органом регистрации глобальных адресов в Интернете с 1998 года является неправительственная некоммерческая организация 1САХХ (1пгегпег Согрогагюп (ог Азз18пео Хашез апд ХшпЬегз). Эта организация координирует работу региональных отделов, деятельность которых охватывает большие географические площади: АК1Х вЂ” Америка, К1РЕ (Европа), АРХ1С (Азия и Тихоокеанский регион). Региональные отделы выделяют блоки адресов сетей крупным поставщикам услуг, а те, в свою очередь, распределяют их между своими клиентами, среди которых могут быть и более мелкие поставщики.
Проблемой централизованного распределения адресов является их дефицит. Уже сравнительно давно очень трудно получить адрес класса В и практически невозможно стать обладателем адреса класса А. При этом надо отметить, что дефицит обусловлен не только ростом сетей, но и тем, что имеющееся адресное пространство используется нерационально. Очень часто владельцы сетей класса С расходуют лишь небольшую часть из имеющихся у них 254 адресов.
Рассмотрим пример, когда две сети необходимо соединить глобальной связью. В таких случаях в качестве линии связи используют два маршрутизатора, соединенных по двухточечной схеме (рис. 15.4). Для вырожденной сети, образованной линией связи, связывающей порты двух смежных маршрутизаторов, приходится выделять от. дельный номер сети, хотя в этой сети всего два узла.
Пограиичиыа маршрутизаторы Рио. 16.4. Нерациональное использование пространства 1Р-адресов Для смягчения проблемы дефицита адресов разработчики стека ТСР/1Р предлагают разные подходы. Принципиальным решением является переход на новую версию протокола 1Р— протокол 1Рчб, в котором резко расширяется адресное пространство. Однако и текущая версия протокола 1Р (1Рч4) поддерживает технологии, направленные на более экономное расходование 1Р-адресов, такие, например, как ХАТ и С1ПК.
Адресация и технология С10й Технология бееклаесовой междомениой маршрутизации (С1эзз!езз 1пгег-Г)оша1п Коцйпй С1ПК), которая описана в документах КРС 1517, КРС 1518, КРС 1519, КРС 1520 и о которой впервые было официально объявлено в 1993 году, позволяет центрам распределения адресов избежать выдачи абонентам излишних адресов.
Порядок назначения 1Р-адресов Деление 1Р-адреса на номера сети и узла в технологии С1ПК происходит на основе маски переменной длины, назначаемой поставщиком услуг. Непременным условием применимости СПЖ является наличие у организации, распоряжающейся адресами, непрерывных диапазонов адресов.
Такие адреса имеют одинаковый префикс, то есть одинаковую цифровую последовательность в нескольких старших разрядах. Пусть в распоряжении некоторого поставщика услуг имеется непрерывное пространство 1Р-адресов в количестве йв (рис. 15.5). Отсюда следует, что префикс имеет длину (32 — л) разрядов. Оставшиеся а рззрядов играют роль счетчика последовательных номеров. ул адресов 81 разыерои 2" = 10 ул адресов 82 размером 2в и 512 ул адресов 83 размером 2'с = 1024 Адресный пул поставщика 2" Рис.
16.6. Распределение адресов иа основе технологии С10Н Когда потребитель обращается к поставщику услуг с просьбой о выделении ему некоторого числа адресов, то в имеющемся пуле адресов явырезаетсяь непрерывная область 51, 52 или 53, в зависимости от требуемого количества адресов. При этом должны быть выполнены следующие условия: (э количество адресов в выделяемой области должно быть равно степени двойки; ь) начальная граница выделяемого пула адресов должна быть кратна требуемому коли- честву узлов.
Очевидно, что префикс каждой из показанных на рисунке областей имеет собственную алину — чем меньше количество адресов в данной области, тем длиннее ее префикс. ПРИМЕР Пусть поставщик услуг Интернета располагает пулом адресов в диапаэове 193.20.0.0-193.23.255.255 (1100 0001.0001 0100.0000 0000.0000 0000- 1100 0001.0001 0111.1111 1111.111! 1111), то есть количество адресов равно 2'э. Соот- Глава 15. Адресация в стеке протоколов ТСР/1Р ветственно префикс поставщика услуг имеет длину 14 разрядов — 1100 0001.0001 01, или в другом виде — 193.20/14. Если абоненту этого поставщика услуг требуется совсем немного адресов, например 13, то поставщик мог бы предложить ему различные варианты: сеть 193,20.30.0/28, сеть 193.20.30.16/28 или сеть 193.21.204А8/28.
Во всех случаях в распоряжении абонента для нумерации узлов имеются 4 младших бита. Таким образом, наименьшее число, удовлетворя юпгее потребностям абонента (13), которое можно представить степенью двойки (2«), янляется 16. Префикс для каждого иэ выделяемых пулов во всех этих случаях играет роль номера сети, он имеет длину 32 — 4 - 28 разрядов. Рассмотрим другой вариант, когда к поставщику услуг обратился крупный заказчик, сам, возможно, собирающийся оказывать услуги по доступу в Интернет. Ему требуется блок адресов в 4000 узлов.
На нумерацию такого количества узлов пойдет 12 двоичных разрядов, следовательно, размер выделенного пула адресов оказывается несколько больше требуемого — 4096. Граница, с которой должен начинаться выделяемый участок, должна быть кратна размеру участка, тоесть это могут быть любые адреса из следующих: 193.20.0.0, 193.20.16.0, 193.20.32.0, 193.20А8.0 и другие числа оканчивающиеся на 12 нулей. Пусть поставщик услуг предложил потребителю диапазон адресов 193.20.16.0 — 193.20.31.255. Для этого диапазона юрегированный номер сети (префикс) имеет длину 20 двоичных разрядов и равен 193 20 16 О/20.
Благодаря С11Ж поставщик услуг получает возможность «нарезать» блоки из выделенного ему адресного пространства в соответствии с действительными требованиями каждого клиента. Мы еще вернемся к технологии СН)К в главе 16, чтобы обсудить, каким образом эта технология помогает не только экономно расходовать адреса, но и более эффективно осуществлять маршрутизацию. Отображение 1Р-адресов на локальные адреса Одной из главных задач, которая ставилась при создании протокола 1Р являлось обеспечение совместной согласованной работы в сети, состоящей из подсетей, в общем случае использующих разные сетевые технологии.
Взаимодействие технологии ТСР/1Р с локальными технологиями подсетей происходит многократно при перемещении 1Р-пакета по составной сети. На каждом маршрутизаторе протокол 1Р определяет, какому следующему маршрутизатору в этой сети надо направить пакет. В результате решения этой задачи протоколу 1Р становится известен 1Р-адрес интерфейса следующего маршрутизатора (или конечного узла, если эта сеть является сетью назначения). Чтобы локальная технология сети смогла доставить пакет на следующий маршрутизатор, необходимо: 'ьл упаковать пакет в кадр соответствующего для данной сети формата (например, ЕгЬегпес); ьл снабдить данный кадр локальным адресам следующего маршрутизатора.
Решением этих задач, как уже отмечалось|, занимается уровень сетевых интерфейсов стека ТСР/1Р ' См. раздел «Стек протоколов ТСР/1Р» в главе 5. Отображение 1р-адресов иа локальные адреса 497 Протокол разрешения адресов Как уже было сказано, никакой функциональной зависимости между локальным адресом и его 1Р-адресом не существует, следовательно, единственный способ установления соответствия — ведение таблиц. В результате конфигурирования сети каждый интерфейс «знает» свои 1Р-адрес и локальный адрес, что можно рассматривать как таблицу, состоящую из одной строки. Проблема состоит в том, как организовать обмен имеющейся информацией между узлами сети.
Для определения локального адреса по 1Р-адресу используется протокол разрешения адресов (АсЫгезз Кезо!пйоп Ргогосо!, АКР). Протокол разрешения адресов реализуется различным образом в зависимости от того, работает ли в данной сети протокол локальной сети (ЕсЬегпес, То1сеп К(пй, ГВР1) с возможностью широковещания или же какой-либо из протоколов глобальной сети (Ргаше Ке1ау, АТМ), которые, как правило, не поддерживают широковещательный доступ.
Рассмотрим работу протокола АКР в локальных сетях с широковещпнием. На рис. 15.6 показан фрагмент 1р-сети, включающий две сети — Егйегпег1 (из трех конеч- ных узлов А, В и С) и Егйегпег2 (из двух конечных узлов 0 и Е). Сети подключены соответственно к интерфейсам 1 и 2 маршрутизатора. Каждый сетевой интерфейс имеет 1Р-адрес и МАС-адрес. Пусть в какой-то момент 1Р-модуль узла С направляет пакет узлу (). Протокол 1Р узла С определил 1Р-адрес интерфейса следующего маршрутизатора — это 1Рь Теперь, прежде чем упаковать пакет в кадр ЕсЬегпег и направить его маршрутизатору, необходимо определить соответствующий МАС-адрес. Для решения этой задачи протокол 1Р обращается к протоколу АКР Протокол АКР поддерживает на каждом интерфейсе сетевого адаптера или маршрутизатора отдельную АКР-таблицу, в которой в ходе функционирования сети накапливается информация о соответствии между 1Р-адресами и МАС-адресами других интерфейсов данной сети.
Первоначально, при включении компьютера или маршрутизатора в сеть все его АКР-таблицы пусты. 1. На первом шаге происходит передача от протокола 1Р протоколу АКР примерно такого сообщения: «Какой МАС-адрес имеет интерфейс с адресом 1Р12» 2, Работа протокола АКР начинается с просмотра собственной АКР-таблицы. Предположим, что среди содержащихся в ней записей отсутствует запрашиваемый 1р-адрес.
3. В этом случае исходящий 1Р-пакет, для которого оказалось невозможным определить локальный адрес из АКР-таблицы, запоминается в буфере, а протокол АКР формирует АКР-запрос, вкладывает его в кадр протокола ЕгЬегпег и широковещательно рассылает. 4. Все интерфейсы сети ЕгЬегпес1 получают АКР-запрос и направляют его «своему» протоколу АКР. АКР сравнивает указанный в запросе адрес 1Р1 с 1Р-адресом интерфейса, на который поступил этот запрос.
Протокол АКР, который констатировал совпадение (в данном случае это АКР маршрутизатора 1), формирует АКР-ответ. В АКР-ответе маршрутизатор указывает локальный адрес МАС1 своего интерфейса и отправляет его запрашивающему узлу (в данном примере узлу С), используя его локальный адрес. Широковещательный ответ в этом случае не требуется, так как формат АКР-запроса предусматривает поля локального и сетевого адресов отправителя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
