TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security)
Шрифт:
Работу кольцевого адреса легко увидеть. Например, клиент и сервер FTP программы Chameleon могут одновременно соединяться в среде Microsoft Windows. После запуска сервера выводится экран, показанный на рис. 5.9.
Рис. 5.9. Сервер FTP в среде Windows
Клиент соединяется с сервером посредством кольцевого адреса 127.0.0.1 (см. рис. 5.10). Любые выполняемые клиентом пересылки файлов просто копируют файлы из одного каталога персонального компьютера в другой каталог того же компьютера. Журнал регистрации сервера позволяет записать выполняемые при этом операции с адресом 127.0.0.1 (см. рис. 5.11).
Рис. 5.10.
Рис. 5.11. Операции клиента с сервером FTP
5.18.7 Заключение о зарезервированных специальных адресах
Различные типы специальных адресов представлены в таблице 5.3.
Таблица 5.3 Специальные адреса
| Адреса | Описание |
|---|---|
| 0.0.0.0 | Используется как адрес источника в конфигурационном запросе при загрузке. Также отмечает маршрутизатор по умолчанию в таблице маршрутизации. |
| 127.0.0.0 | Зарезервирован |
| 127.0.0.1 | Кольцевой адрес. Клиентом и сервером является один и тот же хост. |
| 127.0.0.2-127.255.255.255 | Зарезервированы |
| 128.0.0.0 | Зарезервирован |
| 191.255.0.0 | Зарезервирован |
| 192.0.0.0 | Зарезервирован |
| 255.255.255.0 | Зарезервирован |
| 240.0.0.0-255.255.255.254 | Зарезервированы |
| 255.255.255.255 | Широковещательная рассылка на локально подключенные локальные сети. |
5.19 Суперсети и CIDR
Методы присваивания адресов с использованием классов А, В и С крайне неэффективны. Адрес класса С предоставляет не более 254 доступных вариантов (0 и 255 нельзя использовать как адреса узлов). С другой стороны, если организации требуется несколько сотен или тысяч адресов, то ей нужно присвоить адрес класса В, и многие адреса такого пространства не будут задействованы.
Больший смысл имеет побитовое выделение адресного пространства в соответствии с реальными потребностями организации. Это сделать очень просто. Например, если организации нужно 4000 адресов, то ей предоставляется 12 бит для применения в локальной части ее адресного пространства. Оставшиеся 20 бит образуют фиксированный префикс, используемый как адрес новой суперсети или префиксной части адреса. Общепринятым способом указания размера такой бесклассовой части адреса является /20.
Первоначально выделение адресов для суперсетей производилось из доступного пространства номеров класса С. Получение 20-битового префикса эквивалентно получению 16 последовательных адресов класса С.
Таблица 5.4 Блоки CIDR из адресного пространства класса С
| Размер сетевой части | Количество бит в локальной части | Эквивалентное число сетей класса С | Количество адресов для организации |
|---|---|---|---|
| /24 | 8 | 1 | 256 |
| /23 | 9 | 2 | 512 |
| /22 | 10 | 4 | 1 024 |
| /21 | 11 | 8 | 2 048 |
| /20 | 12 | 16 | 4 096 |
| /19 | 13 | 32 | 8 192 |
| /18 | 14 | 64 | 16 384 |
| /17 | 15 | 128 | 32 768 |
В
■ Количество бит в сетевом префиксе
■ Реальный битовый шаблон, присвоенный как сетевой префикс для организации
После этого маршрутизатор может направлять трафик в организацию, используя единственную строку из своей таблицы маршрутизации. Такой механизм называется маршрутизацией бесклассовых доменов Интернета (Classless Internet-Domain Routing — CIDR).
Неиспользуемые части пространства номеров класса А могут быть поделены аналогичным способом. Организации должна быть присвоена строка бит как сетевой префикс, а оставшиеся биты можно применять для номеров систем этой организации. Все, что нужно,— это провести работу по включению длины сетевого префикса в информацию о маршрутизации.
Маршрутизация Интернета является более эффективной благодаря делегированию больших адресных блоков провайдерам. Далее провайдер присваивает подблоки адресов своим клиентам. Трафик маршрутизируется к провайдеру с помощью выделенного тому префикса блока. Затем провайдер использует более длинный префикс для маршрутизации трафика к своим клиентам.
Например, провайдеру может быть выделен блок, начинающийся с 10-битового префикса 11000001 11, а одному из клиентов можно присвоить блок, начинающийся с 16-битового префикса 11000001 11011111.
5.20 Необходимость следующего поколения протокола IP
Внедрение бесклассовых адресов суперсетей и бесклассовой маршрутизации стало последней точкой в совершенствовании и использовании текущей схемы адресации протокола IP.
В начале разработки адресов IP никто не мог предположить, что развитие технологий приведет к появлению компьютеров на рабочих местах, в квартирах, что сами компьютеры станут бытовыми приборами, а сети соединят их всех. Текущая схема адресации неудобна и неадекватна выполняемым функциям.
В отличие от иерархической структуры телефонных номеров адреса были разработаны без использования кодов стран или областей, что делает маршрутизацию достаточно сложной. Маршрутизаторы региональных сетей должны хранить сведения о десятках тысяч отдельных сетей.
Для решения данных проблем был разработан протокол IP версии 6 (Next Generation), обеспечивающий новые пути в использовании компьютеров и сетей (эта версия рассматривается в главах 22 и 23).
5.21 IP-адреса, интерфейсы и множественное пребывание
Идентификация сетей и подсетей в IP-адресе имеет много достоинств:
■ Упрощается работа по присваиванию адресов. Блок адресов можно делегировать для администрирования в отдельной сети или подсети.
■ Сокращаются таблицы маршрутизации, которые содержат только краткий список сетей и подсетей, а не список всех хостов интернета.
■ Упрощается маршрутизация. Просмотр номеров сетей и подсетей выполняется быстрее и эффективнее.
Это важные достоинства, но существуют и важные следствия применения такой адресной схемы. Рассмотрим рис. 5.12. Маршрутизатор имеет три различных интерфейса, а соединен с двумя локальными сетями и выделенной линией.
Рис. 5.12. Присвоение IP-адресов интерфейсом
Маршрутизатор соединен с внутренними сетями 128.36.2 и 128.36.18, а также с внешней сетью 193.92.45. Так каков же будет IP-адрес этого маршрутизатора?
Ответ прост: системы не имеют IP-адресов — адреса присваиваются интерфейсам этих систем. Каждый интерфейс имеет IP-адрес, начинающийся с номера сети или подсети, подключенной к локальной или региональной сети. В нашем случае маршрутизатор имеет три интерфейса и три IP-адреса.