Использование масок в IP- адресации

Основной недостаток использования классов IP- адресов напрямую состоит в том, что если организация имеет несколько сетевых номеров, то все компьютеры вне сети имеют доступ к этим адресам и сеть организации становится прозрачной.

Для устранения указанного недостатка адресное пространство сети разбивается на более мелкие непересекающиеся пространства – подсети (subnet). С каждой из подсетей можно работать как с обычной TCP/IP – сетью.

Разбивка адресного пространства на подсети осуществляется с помощью масок.

Маска- это число, которое используется в паре с IP- адресом; двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны в IP- адресах интерпретироваться как номер сети. Единицы в маске должны представлять непрерывную последовательность.

Для стандартных классов маски имеют следующие значения:

· Класс А – 11111111.00000000.00000000.00000000 (255.0.0.0)

· Класс В - 11111111.11111111.00000000.00000000 (255.255.0.0)

· Класс С - 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0)

Рассмотрим, каким образом маска преобразует IP- адреса.

Пусть организация получила один IP- адрес класса B. Как известно, для сетей класса B первые два байта являются номером сети, а два остальные байта определяют номер узла. Для организации подсетей и их нумерации используются разряды байтов номеров узлов. В самом простом случае для нумерации подсетей используется первый байт номера узла.

Адрес до преобразования выглядел следующим образом:

После организации подсети IP- адрес стал выглядеть:

Задавая в третьем байте номера подсети, можно разбивать сеть на отдельные подсети и присваивать номера узлов внутри подсети. В этом случае нумерация узлов внутри подсетей является локальным для организации и не видна во внешней сети. Все компьютеры вне организации видят одну большую IP- сеть и они должны поддерживать только маршруты доступа к шлюзам, соединяющим сеть организации с внешним миром.

Пример

IP- адрес сети класса B задан в виде:

10000010. 00100000. 10000101. 00000001 = 130.32.133.1

а) Маска не используется. В этом случае номером сети являются первые два байта и определяют сеть 130.32.0.0, а номер узла равен 0.0.132.1

б) Используется маска: 11111111.11111111.10000000.00000000 = 255.255.128.0

В этом случае наложение маски на IP- адрес дает новое число, интерпретируемое как номер сети: 10000010. 00100000. 10000000. 00000000 = 130.32.128.0

Номер узла в этой сети становится 0.0.5.1

Как видно из примера, снабжая IP-адреса маской, можно отказаться от понятий классов адресов и сделать более гибкой систему адресации сетей.

Пример

Пусть в сети работают два компьютера, имеющие два соответствующие IP- адреса: 210.20.30.193 и 210.20.30.70. Для разделения указанных компьютеров в две разные подсети используем маску 255.255.255.192

В двоичной форме маска имеет вид:

11111111. 11111111. 1111111. 11000000

Двоичный адрес первого компьютера:

11010010. 00010100. 00011110. 11000001

Двоичный адрес второго компьютера:

11010010. 00010100. 00011110. 01000110

Накладывая маску на адрес первого компьютера, получим его новый адрес:

11010010. 00010100. 00011110. 11 000001

Накладывая маску на адрес второго компьютера, получим его новый адрес:

11010010. 00010100. 00011110. 01 000110

Таким образом, сеть с помощью маски разбилась на две подсети, номер второго компьютера в подсети стал равным шести.

Следует отметить, что в настоящее время наблюдается дефицит IP- адресов, выделяемых организацией InterNIC. Очень трудно получить адрес класса В и практически невозможно стать обладателем адреса класса А. Если же IP- сеть создана для работы в автономном режиме, без связи с Интернет, то администратор сети сам произвольно назначает номер. Но даже в этой ситуации в стандартах Интернет определены несколько диапазонов адресов, не рекомендуемых для использования в локальных сетях. Эти адреса не обрабатываются маршрутизаторами Интернет ни при каких условиях. Для сетей класса А – это сеть 10.0.0.0, в классе В- это диапазон из 16 номеров сетей 172.16.0.0 – 172.31.0.0, в классе С – это диапазон из 255 сетей – 192.168.0.0 – 192.168.255.0.

Для разрешения проблемы дефицита адресов осуществляется переход на новую версию IP- протокола- протокол IPv6, в котором резко расширяется адресное пространство за счет 16- байтных адресов.