Proměnnou Délkou Masky Podsítě (VLSM) Návod

a

exponenciální růst Internetu v posledních 30 letech odhalila nedostatky v původní IP protokol design. Jak internet začal rychle rozšiřovat od své původní vojenské sítě stav výzkumu do obchodní výtečnosti, požadavek na IP adresy (a to zejména ve třídě B prostoru) vyletěl.

Odborníci se začali obávat o dlouhodobou škálování vlastností tříd a, B a C IP adresu systému, a začal zvažuje způsoby, jak změnit IP, přiřazení politiky a směrovací protokoly, aby se přizpůsobila růstu. To vedlo k vytvoření Směrování a Adresování (SILNIČNÍ) skupina Internet Engineering Task Force (IETF) v časných 1990 fungovat způsoby restrukturalizace IP adresní prostor, jak zvýšit její životnost. Skupina podle IETF RFC 4632 identifikovala tři hlavní problémy:

1. vyčerpání síťového adresního prostoru třídy B
2. růst směrovacích tabulek internetových routerů nad kapacitu současného hardwaru a softwaru.
3. Případné vyčerpání 32-bitové IPv4 síť adresní prostor

Jako krátkodobé až střednědobé opatření, SILNICE group navrhla řešení, které umožní použití „beztřídní“ IP assignment systémy ke zpomalení růstu globální směrovací tabulky a snížit rychlost spotřeby IPv4 adresního prostoru. To nakonec porodila, co dnes známe jako Classless Inter-Domain Routing (CIDR), a Proměnnou Délkou Masky Podsítě (VLSM), což umožňuje větší flexibilitu v tvorbě sub-sítí, překonání přísná pravidla a, B a C třídy. V této příručce vám pomůžeme pochopit koncept VLSM a ukážeme vám, jak implementovat podsítí VLSM.

základy VLSM

abychom plně pochopili koncept VLSM, musíme nejprve pochopit pojem maska podsítě, podsítě a Supernetting.

Maska podsítě

masky podsítě používá počítač k určení, zda je některý počítač ve stejné síti nebo v jiné síti. Maska podsítě IPv4 je 32bitová posloupnost jedniček (1) následovaná blokem nul (0). Ty označují předponu sítě, zatímco koncový blok nul označuje identifikátor hostitele. Ve zkratce používáme /24, což jednoduše znamená, že maska podsítě má 24 a zbytek jsou nuly.

Tabulka 1.0 IP adresa a maska podsítě v binárním a desetinném formátu

podsítí

jak název napovídá, podsítí je proces rozdělení jedné velké sítě na více malých sítí známých jako podsítí. Primárním účelem podsítí je pomoci zmírnit přetížení sítě a zlepšit efektivitu využití relativně malého síťového adresního prostoru dostupného zejména v IPv4.

Supernetting

Supernetting je přímým opakem podsítí, ve které více sítí jsou sloučeny do jediné velké sítě, známý jako supernets. Supernetting poskytuje aktualizace tras v nejefektivnějším možným způsobem tím, že inzeruje mnoho tras v jedné reklamě namísto jednotlivě.

hlavním cílem supernetting je zjednodušit nebo shrnout sítě směrování rozhodnutí, aby se minimalizovalo zpracování nad hlavou, když odpovídající trasy, a úložný prostor, informace o trase na směrovací tabulky. Směrovací tabulka je souhrn všech známých sítí. Směrovače sdílejí směrovací tabulky, aby našli novou cestu a našli nejlepší cestu k cíli. Bez Supernetting bude router sdílet všechny trasy ze směrovacích tabulek tak, jak jsou. Se Supernetting je shrne před sdílením, což výrazně snižuje velikost aktualizací směrování.

Existují dva přístupy k podsítí IP adresu pro síť: Pevná délka subnet mask (FLSM) a proměnnou délkou masky podsítě (VLSM). V podsítí FLSM mají všechny podsítí stejnou velikost se stejným počtem identifikátorů hostitele. Pro každou podsíť používáte stejnou masku podsítě a všechny podsítě mají stejný počet adres. Bývá nejhospodárnější, protože používá více IP adres, než je nutné.

VLSM je strategie návrhu podsítě, která umožňuje, aby všechny masky podsítě měly variabilní velikosti. V podsítí VLSM mohou správci sítě rozdělit IP adresový prostor do podsítí různých velikostí a přidělit jej podle individuální potřeby v síti. Tento typ podsítí umožňuje efektivnější využití daného rozsahu adres IP. VLSM je standard defacto pro to, jak je každá síť navržena dnes. Tabulka 2.0 níže je uveden souhrn rozdílů mezi FLSM a VLSM podsítí. VLSM je podporován následující protokoly: Open Shortest Path First (OSPF), Enhanced Interior Gateway Router Protocol (EIGRP), Border Gateway Protocol (BGP), Protokol Routing Information protocol (RIP) verze 2 a 3, Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS). Musíte nakonfigurovat směrovač pro VLSM pomocí jednoho z těchto protokolů.

Tabulka 2.0 Rozdíly mezi FLSM a VLSM Subnetting

Teď si představte tento scénář: John byl právě najat jako správce sítě pro novou společnost s šesti oddělení. Očekává se, že vytvoří šest samostatných podsítí, jednu pro každé oddělení. Za tímto účelem dostal soukromou síťovou adresu třídy a 10.0.0.0; a tak podle všech indicií má evidentně hodně IP adresního prostoru a nedokáže se ani přiblížit představě, že by mu někdy došly IP adresy. Z tohoto důvodu se John divil, proč by se měl obtěžovat procesem návrhu VLSM. Měl by použít VLSM nebo návrh sítě FLSM? Odpověď je jednoduchá. Vytvořením souvislých bloků platných adres do konkrétních oblastí sítě pak může snadno shrnout síť a udržovat aktualizace tras pomocí směrovacího protokolu na minimum. Proč by někdo chtěl inzerovat několik sítí mezi budovami, když stačí poslat jednu souhrnnou trasu mezi budovami a dosáhnout stejného výsledku?

kromě toho, plýtvání veřejné sítě IP adresování prostor má jak technické a ekonomické důsledky. Z technického hlediska to urychluje jeho vyčerpání; a z ekonomického hlediska to stojí spoustu peněz, protože IP adresy veřejné sítě jsou drahé. Proto zavedení VLSM umožnilo přidělení IP adresy menšího bloku.

implementace podsítí VLSM

začneme tuto část pokusem o vyřešení praktického problému VLSM. Představte si, že jste byl nedávno najat jako síťový inženýr pro Braxton Investment Limited. Pomocí techniky VLSM navrhněte plán IP pro společnost s rozsahem IP 192.168.4.0 / 24. Síť společnosti se skládá ze tří místních sítí: LAN a, LAN B a LAN C, jak je znázorněno na obrázku 2.0 níže. Tyto tři sítě LAN jsou spojeny se třemi sériovými odkazy: Link AB, Link BC a Link AC.

jedním z nejjednodušších způsobů řešení problémů VLSM je použití grafu podsítí, jako je ten, který je uveden v tabulce 3.0 níže. Budeme používat tento graf řešit výše uvedený problém

Tabulka 3.0 VLSM subnetting graf

Jak můžete vidět z diagramu, máme šest sítí LAN A LAN B LAN C, a odkaz, odkaz B a odkaz C. Odkazy A, B, a C jsou také tři samostatné sítě a každý vyžaduje dva identifikátory hostitele. Naším úkolem je tedy navrhnout IP plán pro každou ze šesti sítí podle jejich stanovených velikostí pomocí metody podsítí VLSM. K vyřešení problému potřebujeme pět kroků:

Krok 1: Uspořádejte sítě od největších po nejmenší, jak je uvedeno v tabulce 4.0 níže:

Tabulka 4.0 LAN uspořádány podle počtu hostitelů

Krok 2: implementace VLSM subnetting pro největší sítě (LAN)

největší síť LAN A vyžaduje 60 hostí. V sekci hostitele (řádek) našeho grafu podsítí níže je nejblíže k požadovaným 60 hostitelům 64, což odpovídá 4 podsítím a nové hodnotě CIDR /26(sloupec je tučně). Z těchto relevantních informací sestavíme novou tabulku obsahující ID sítě, masku podsítě v notaci CIDR, použitelnou a název postižené lokální sítě. Mějte na paměti, první identifikátor hostitele je vyhrazeno pro ID sítě a poslední ID hostitele je vyhrazeno pro broadcast ID, takže celkový počet použitelných host Id pro každé podsíti v tomto konkrétním případě je 62 (64-2).

Vzhledem k rozsahu IP adres: 192.168.4.0/24

Tabulka 5.0 IP plán pro LAN (60 hostů)

Teď pojďme seznam ID sítě pro každou podsíť. Mějte na paměti, že se změní pouze čtvrtý oktet; první tři oktety zůstávají stejné:

• první ID sítě je vždy originální daný IDENTIFIKÁTOR, který je 192.168.4.0
• druhá ID sítě je 192.168.4.64
• třetí ID sítě je 192.168.4.128
• čtvrtý ID sítě je 192.168.4.192

Tady je vzor: první ID sítě je vždy původní. Další ID sítě se získá přidáním 64 k předchozímu. Některé z nich můžeme přiřadit pro podsítě LAN A, protože všechny mají stejnou velikost, ale kvůli jednoduchosti přiřadíme první podsíť (192.168.4.0) do sítě LAN a. další tři dostupné podsítě mohou být označeny jako nepřiřazené a vyhrazeny pro budoucí použití. Dokončili jsme úkol, návrh IP plánu na největší LAN – LAN B

Krok 3: Implementace VLSM subnetting pro druhý největší síť (LAN B)

druhá největší síť LAN B, vyžaduje 29 hostitelů. Minimální počet hostitelů, kteří mohou uspokojit LAN B s hostiteli 29 v našem grafu podsítí, je 32. To odpovídá osmi podsítím a nové hodnotě CIDR /27 (sloupec je tučně).

Nyní vyberte první nepřiřazenou velkou podsíť v tabulce 5.0 výše a rozdělit do dvou menších podsítí. To nám dává 192.168.4.64 a 192.168.4.96 označené zeleně v tabulce 6.0 níže. Vzor je opět jednoduchý: první ID sítě je vždy původní. Další ID sítě se získá přidáním 32 k předchozímu. Poté můžeme LAN B přiřadit 192.168.4.64 a druhou (192.168.4.96) označit jako nepřiřazenou a vyhrazenou pro budoucí použití. Dokončili jsme návrh IP plánu pro LAN a.

Tabulka 6.0 IP plán pro LAN B (29 hostů)

Krok 4: Implementace VLSM subnetting pro LAN C

Tento krok se opakuje výše popsaný postup. Minimální počet hostitelů, kteří mohou uspokojit LAN C s hostiteli 14 v našem grafu podsítí, je 16. To odpovídá 16 podsítím a nové hodnotě CIDR /28 (sloupec je tučně).

Nyní vyberte první nepřiřazenou podsíť v tabulce 6.0 výše a rozdělit do dvou menších podsítí. To nám dává 192.168.4.96 a 192.168.4.112 v tabulce 7.0 níže. Vzor je opět jednoduchý: první ID sítě je vždy původní. Další ID sítě se získá přidáním 16 k předchozímu. Poté můžeme LAN C přiřadit 192.168.4.96 a druhou (192.168.4.112) označit jako nepřiřazenou a vyhrazenou pro budoucí použití. Dokončili jsme návrh IP plánu pro LAN C.

Tabulka 7.0 IP plán pro LAN C (14 hostů)

Krok 5: Implementace VLSM subnetting na Odkaz A, B, a C

posledním krokem je přiřadit tři menší podsítě pro sériové odkazy A, B, a C. Každý odkaz vyžaduje dva hostitelské Id. Proto, minimální počet hostitelů, které mohou každý propojit se dvěma hostiteli v našem grafu podsítí, jsou čtyři. To odpovídá 64 podsítím a nové hodnotě CIDR /30 v našem grafu podsítí (sloupec je tučně).

Nyní vyberte nepřiřazené podsítě v Tabulce 7.0 výše a rozdělte do čtyř menších podsítí, aby se přizpůsobila podsítí pro tři sériové vazby. To nám dává čtyři jedinečné IP adresy, jak je uvedeno v tabulce 8.0 níže.

Tabulka 8.0 IP plán pro propojení a, B A C (2 hostitelé každý)

opět zde je vzor: první ID sítě je vždy původní. Další ID sítě se získá přidáním čtyř k předchozímu. Poté můžeme přiřadit první tři IP adresy k propojení A, B A C a označit poslední (192.168.4.124) jako nepřiřazené a vyhrazené pro budoucí použití. Dokončili jsme návrh IP plánu pro propojení a, B, A C, a vlastně celou síť. Níže uvedená tabulka je kompletní plán IP pro Braxton Investment Limited.

Tabulka 9.0 IP plán pro Braxton Investment limited

VLSM je klíčovou techniku v moderním designu sítě. Pokud chcete navrhnout a implementovat škálovatelné a efektivní sítě, měli byste určitě zvládnout umění podsítí VLSM. Jedním z klíčových cílů podsítí VLSM v IPv4 je zlepšit efektivitu využití dostupného prostoru. To se v posledních 30 letech podařilo udržet. Dne 25. listopadu 2019 však koordinační centrum RIPE Network oznámilo, že přidělilo konečnou /22 adresu IPv4 a oficiálně došly adresy IPv4. Dlouhodobějším řešením případného vyčerpání 32bitového adresového prostoru sítě IPv4 je 64bitový protokol IPv6.

VLSM Subnetting FAQs