Суммирование маршрутов и маски подсетей переменной длины

В небольших сетях таблицы маршрутизации на маршрутизаторах занимают маленький объем памяти. При увеличении сети таблицы маршрутизации растут, что требует увеличения объема памяти маршрутизаторов для их хранения. При этом возрастает время на поиск маршрута в таблице, а соответственно, увеличивается время на маршрутизацию пакета. Анализ больших таблиц маршрутизации при поиске неисправностей требует больше времени.

Для решения этих проблем необходимо уменьшать таблицы маршрутизации. Механизм, уменьшающий размер таблиц маршрутизации, называется суммированием маршрутов (Route summarization). Суммирование маршрутов уменьшает время сходимости за счет того, что изменения на одном из суммы маршрутов не распространяются в сети.

Когда в сети применяется механизм суммирования маршрутов, то используемый протокол маршрутизации должен поддерживать маску подсети переменной длины (Variable-Length Subnet Mask VLSM) например OSPF или EIGRP.

VLSM - ключевая технология больших маршрутизируемых сетей.

Маски подсетей переменной длины были разработаны для поддержки деления единой сети на подсети с различным количеством IР-адресов. Технология VLSM позволяет разделить сеть класса А, В или С на несколько подсетей, используя более чем одну маску подсети.

Преимущества VLSM.

Более эффективное использование IР-адресов:без использования технологии VLSM используется одна маска подсети внутри всего класса сетевых номеров А, В или С. И для разделения сетей необходимо брать либо сеть с другим номером, либо сеть другого класса.

Если используется маска переменной длины, то достаточно иметь одну сеть и разбить ее на подсети.

На рисунке показана сеть с адресом 172.1.0.0 255.255.0.0 (16) разделенная на подсети.

Для адресации последовательных соединений типа точка-точка (Point-to-Point) между маршрутизаторами необходимо два IP-адреса, поэтому используется маска 255.255.255.252 (30). Во всех других подсетях будет использоваться маска 255.255.255.0 (24).

Единственное требование – это, чтобы диапазон IP-адресов в одной подсети не включал используемые адреса в диапазоне другой подсети.

Лучшие возможности при суммировании маршрутов:

VLSM позволяет использовать больше уровней иерархии внутри адресного плана и, таким образом, позволяет лучше выполнять суммирование маршрутов внутри таблиц маршрутизации.

Одна запись 172.1.0.0/20 в таблице маршрутизации маршрутизатора R1 суммирует все адреса подсетей, которые доступны через интерфейс S0.

Изолирование изменений в топологии от других маршрутизаторов:при суммировании маршрутов в больших сложных сетях возможно изолирование топологических изменений, происходящих на локальном маршрутизаторе от других маршрутизаторов.

Например, когда линия связи 172.1.2.0/30 переходит из рабочего в нерабочее состояние или наоборот, суммарный маршрут на маршрутизаторе R1 не меняется. Поэтому все внешние маршрутизаторы не нуждаются в изменении таблиц маршрутизации.

Рис 1.

Вычисление VLSM.

VLSM, как правило, используются для увеличения количества возможных адресов, доступных в сети. Например, при использовании последовательных соединений типа точка-точка требуется только два адреса хостов, поэтому, используя подсеть с маской /30, можно избежать нерационального использования IР-адресов.

Для деления сети на N подсетей с Х узлами в каждой, используется следующий алгоритм:

Шаг 1Исходный номер сети записывается в двоичной форме.

Шаг 2Проводится вертикальная линия по границе исходной маски подсети.

Шаг 3Вычисляется число бит Х для представления необходимого количества подсетей. Справа от проведенной черты через Х бит проводится еще одна вертикальная черта.

Если задано количество узлов в подсети, то вычисляется число бит Y необходимое для представления этого количества узлов, отсчитывается с правой стороны адреса и проводится вертикальная черта.

Шаг 4 Вычисляются адреса N подсетей используя биты между двумя вертикальными линиями от нижнего до верхнего значения.

Пример расчета.

Дан номерной план 172.1.0.0/20. Необходимо вычислить VLSM для трех подсетей с 50 узлами в каждой подсети.

Записываем 172.1.0.0 в двоичной форме.

Проводим вертикальную линию между 20-м и 21-м битом. (Маска /20 была исходной границей подсети.)

50 в двоичной системе 110010 или 6 бит.

Отсчитываем 6 бит справа и проводим вертикальную черту. (Исходная маска /20 расширяется на 6 бит вправо и становится маской /26.)

Вычисляются адреса трех подсетей, используя биты между двумя вертикальными линиями от нижнего до верхнего значения.

Номер первой подсети 172.1.0.64/26, номер второй подсети 172.1.0.128/26, номер третьей подсети 172.1.0.192/26

Применение VLSM.

На рисунке адреса подсетей, используемых в сегментах Ethernet подключенных к маршрутизаторам R2, R3 и R4 получены от разделения подсети 172.1.0.0/20 на несколько подсетей с маской /26.

Соединения WAN (маршрутизатор – маршрутизатор) используют маску подсети /30. Данная маска позволяет только два узла в подсети, что достаточно для соединения типа точка-точка.

Чтобы вычислить адрес подсети, которая будет использоваться на соединении WAN, следует поделить одну не используемую подсеть с маской /26.

Возьмем четвертую подсеть – 172.1.1.0/26 и разделим ее на подсети с маской /30. Это позволяет использовать дополнительно 4 бита для подсетей и получить еще 16 подсетей для соединений WAN.

Получим подсети 172.1.1.0/30, 172.1.1.4/30, 172.1.1.8/30.

Рис 2.

Замечание.

Важно помнить, что только не используемые подсети могут быть в дальнейшем разделены на более мелкие. Другими словами, если вы используете любой адрес подсети для назначения на хост, эта подсеть не может быть в будущем разделена. В примере, три номера подсети используются для LAN. Не используемая подсеть 172.1.1.0/26 может быть поделена и в дальнейшем использована для соединений WAN.

Поиск по сайту: