Бесклассовая междоменная маршрутизация

Всего несколько лет назад глобальные таблицы маршрутов выросли настолько, что маршрутизаторам стало не хватать мощностей и памяти для их обработки. Статистические данные показывают, что с 1991 по 1995 год удвоение размера таблиц маршрутов происходило каждые 10 месяцев; наиболее заметный рост наблюдался с 1998 года. На рис.

3.9 представлена диаграмма роста таблиц маршрутов в сети Internet.

Если бы не предпринималось никаких действий по урегулированию роста таблиц маршрутов, то они выросли бы до немыслимых размеров — около 80000 маршрутов в 1995 году. Однако,  как видим, в начале 2000 года в таблицах маршрутов было около  76000 маршрутов. Такое снижение роста маршрутных таблиц было достигнуто благодаря схеме распределения IP-адресов, рассмотренной нами в предыдущем разделе, а также за счет реализации бесклассовой междоменной маршрутизации (Classless Interdomain Routing — CIDR).

Бесклассовая междоменная маршрутизация была новым шагом на пути эволюции IP- адресов классов А, В и С. При работе с CIDR любая IP-сеть представляется префиксом, в котором в IP-адрес сети через косую черту вносится число, показывающее количество бит соответствующих маске подсети, связанной с данным сетевым адресом. Например, рассмотрим сеть с адресом 198.32.0.0 и префиксом /16, которая записывается как 198.32.0.0/16. Здесь префикс /16 указывает на то, что в маске используются старшие 16 битов. Таким образом, это соответствует IP-сети 198.32.0.0 с маской 255.255.0.0.

Рис. 3.9. Рост таблиц маршрутов в сети Internet

*Информация получена из отчета CIDR от 25 мая 2000 года

Сеть можно называть суперсетью (supernet), если префикс маски содержит меньше битов, чем обычная маска сети. Например, сеть класса А с адресом 198.32.1.0 имеет нормальную маску 255.255.255.0, которая соответствует префиксу /24 в представлении CIDR. Сеть 198.32.0.0 с маской 255.255.0.0 можно представить в записи 198.32.0.0/16, при этом обе записи предполагают, что маска будет меньше нормальной маски для сети класса С (16 меньше 24), следовательно, сеть можно отнести к суперсетям. На рис. 3.10 представлены эти схемы адресации.

При    такой    системе    записи    обеспечивается    механизм    для    оптимального

распределения  маршрутов  во  всей  сети  198.32.0.0/16  (таких  как  198.32.0.0,  198.32.1.0,

198.32.2.1                        и  т.д.)  с  помощью  однократного  их  объявления,  которое  также  называется

совокупным или объединенным (aggregate).

Вся эта терминология может ввести вас в заблуждение, так как термины "совокупное

объявление маршрутов", ”блок CIDR" и "суперсеть" часто взаимно заменяют друг друга и обозначают одно и то же. В принципе, все эти термины указывают на то, что группа непрерывных IP-сетей объединяется, и при объявлении маршрутов все сети объявляются одновременно. Выражаясь точнее, при записи маршрутов в представлении CIDR (префикс/длина), у суперсетей длина префикса меньше, чем нормальная маска, и совокупность сетей может быть маршрутизирована по одному любому маршруту.

Рис. 3.10. Адресация на основе CIDR

Все сети, которые входят в набор совокупных сетей, или, по-другому, блоки CIDR, обычно относят к специфичным, так как они предоставляют больше информации о расположении сети. Однозначно определенные префиксы длиннее совокупных:

•                            198.213.0.0/16 имеет совокупную длину 16 бит.

•                            198.213.1.0/20 имеет однозначно определенный префикс длиной 20 бит.

Домены маршрутизации, в которых возможно производить разбиение на блоки CIDR, относят к бесклассовым (classless), в отличие от традиционных классовых доменов, в которых невозможно провести такую процедуру. С помощью CIDR можно описать новую структуру сети Internet, где каждый домен получает свой IP-адрес от высшего по иерархии уровня. Таким образом предполагается достичь существенного сокращения рассеивания маршрутов, особенно при суммировании в концевых или, как их еще называют, сетях- заглушках (stub network). Концевые сети, или сети-заглушки, представляют собой конечные точки глобальных сетей; они, в свою очередь, обеспечивают соединение с другими сетями в Internet. Провайдеры, поддерживающие несколько листовидных сетей делят подсети в них на небольшие блоки адресов, которые предоставляются конечным пользователям. Объединение сетей позволяет провайдерам объявлять одну IP-сеть, которая представляется как суперсеть, вместо того, чтобы проводить несколько отдельных объявлений. В результате, наряду с повышением стабильности объявления маршрутов,  создаются более эффективные схемы маршрутизации и процедуры распространения маршрутов. На рис. 3.11 показана сравнительная характеристика разных систем маршрутизации.

Итак, в приведенном примере ISP3 был выделен блок IP-адресов, начиная с 198.0.0.0 до 198.1.255.255 (198.0.0.0/15). Затем провайдер разбивает этот блок адресов на два более мелких блока и выдает их провайдерам ISP1 и ISP2. Так, ISP1 получает диапазон адресов от 198.1.0.0 до 198.1.127.255 (198.1.0.0/17), a ISP2 получает диапазон от 198.1.128.0 до 198.1.255.255 (198.1.128.0/17). Точно так же провайдеры ISP1 и ISP2 распределяют эти адреса между своими клиентами. Частный случай, представленный на рис. 3.11 слева, показывает, что происходит, если не использовать CIDR: провайдеры ISP1 и ISP2 объявляют маршруты ко всем подсетям, выделенным своим клиентам, и провайдер 1SP3, в свою очередь, передает всю эту информацию во внешний мир. Результатом таких действий становится увеличение глобальных таблиц маршрутов в сети на основе TCP/IP.

В правой части рис. 3.11 представлен тот же сценарий распределения адресов, но уже с использованием CIDR. Как видите, в этом случае провайдеры ISP1 и ISP2 объединяют подсети своих клиентов. Провайдер ISP1 при этом объявляет лишь о маршрутах в объединенную сеть с адресом 198.1.0.0/17. В то же время провайдер ISP2 объявляет о маршрутах в объединенную сеть 198.1.128.0/17. Далее провайдер ISP3 точно так же объединяет подсети своих клиентов — провайдеров ISP1 и ISP2 — и посылает затем информацию лишь о маршруте в одну сеть (198.0.0.0/15). Таким образом, значительно сокращаются глобальные таблицы маршрутов.

Рис. 3.11. Классовая адресация и адресация на основе CIDR

Итак, можно сделать вывод о том, что  большая эффективность достигается при объединении сетей вблизи концевых узлов (так называемых leaf nodes), так как большинство объединяющихся подсетей являются сетями конечных пользователей. Процесс объединения, или, как его еще иногда называют, агрегирования, сетей (от англ. aggregation — Прим. ред.} на более высоких уровнях, таких как, например, на уровне ISP3, дает менее впечатляющие результаты, так как он по сути является объединением небольшого числа сетей, которые состоят из множества клиентских сетей.

Наиболее оптимально процесс агрегирования сетей работает при условии, что каждый клиент подключен к провайдеру только через одно соединение, которое называют одноканальным (single-homing], и получает блоки IP-адресов только из блоков CIDR провайдера. К сожалению, в реальной жизни вы редко встретите подобную ситуацию. Чаше всего возникают другие варианты развития событий. Например, клиент уже получил IP- адреса, но не из диапазона, предлагаемого его провайдером. Или несколько клиентов (которые также могут быть провайдерами) нуждаются в соединении не с одним, а с несколькими провайдерами одновременно. Эта схема носит название многоканальной (multihoming). В этих случаях возникают определенные трудности при объединении сетей, и теряется гибкость маршрутизации, достигаемая агрегированием.

Источник: Сэм Хелеби, Денни Мак-Ферсон, Принципы маршрутизации в Internet, 2-е  издание.  : Пер. с англ. М. : Издательский дом «Вильямс», 2001. — 448 с. : ил. — Парал. тит. англ.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100