Настройка сетей Microsoft дома и в офисе. Учебный курс

При использовании метода CIDR применяется собственный формат записи, в которой IP-адрес разбивается на сетевой и узловой разделы, причем сетевой раздел IP-адреса обозначается префиксом /п, где п определяет количество битов в этом разделе. Естественно, что для адреса из класса А используется префикс /8, из класса В – префикс /16, а из класса С – префикс /24.

Поскольку метод CIDR не предусматривает разбиения IP-адресов на классы, возможно применение таких «нестандартных» адресов, как 150.174.121.0/24. Число 150 определяет применение 16 битов в качестве сетевого раздела IP-адреса (как в случае с классами IP-адресов), а префикс /24 определяет применение для сетевого раздела IP-адреса первых 24 битов, оставшиеся же 8 битов используются для адресации узлов в сети. Благодаря сетевому префиксу можно разбить непрерывное пространство адресов класса В на отдельные меньшие по размеру диапазоны.

В табл. 4.1 приведено соответствие между префиксами CIDR и эквивалентным диапазоном IP-адресов из класса С.

Таблица 4.1. Префиксы CIDR и эквивалентный диапазон из класса С

Следует обратить внимание на соответствие между количеством сетей из класса С и префиксами CIDR. Так, префикс /16 определяет предельно допустимое количество сетей из класса С (256), соответствующее одной сети из класса В. Следуя этой логике, можно прийти к выводу о том, что префикс /15 определяет две сети из класса В, префикс /14 – четыре сети и т. д.

Все современные маршрутизаторы поддерживают технологию CIDR, благодаря которой ушла в прошлое проблема «нехватки» IP-адресов. Эту проблему был призван решить протокол IPv6, речь о котором пойдет в следующем разделе.

Протокол IPv6

Стандарт, определяющий протокол IPv6, был разработан еще в 1995 году. Немалую роль в его появлении сыграла паника, возникшая из-за слухов о грядущем крахе Интернета по причине быстрого исчерпания доступного пространства IP-адресов. Но после появления IPv6 оказалось, что потребность в нем преувеличена, как это часто бывает.

В последующие годы были разработаны новые технологии, такие как преобразование сетевых адресов (NAT, Network Address Translation) и бесклассовая маршрутизация между доменами (CIDR, Classless Interdomain Routing), «продлившие жизнь» старому доброму IPv4. Именно поэтому победная поступь IPv6 несколько замедлилась, и в настоящее время он применяется исключительно в больших корпоративных сетях, а также в работе магистральных маршрутизаторов Интернета. Программная поддержка IPv6 встроена в операционные системы Windows XP и Windows Server 2003.

Протокол IPv6 позволил не только резко увеличить общий объем пространства IP-адресов, но и привнес ряд других свойств, благодаря чему он может постепенно вытеснить протокол IPv4.

Основным «родовым признаком» протокола IPv6 является то, что под IP-адрес отводится 128 битов, вместо прежних 32 битов. Адресный потенциал IPv6 себе даже трудно вообразить, особенно, если вспомнить, что IPv4 может поддерживать свыше 4 миллионов IP-адресов.

Преимущества, связанные с применением IPv6, не сводятся только к «раздуванию» пространства IP-адресов. Ниже перечислен целый ряд новых свойств, привнесенных протоколом IPv6:

– упрощение структуры заголовка IP-пакетов, благодаря чему ускоряется их маршрутизация;

– поддержка нового формата IP-заголовка;

– встроена поддержка идентификации и шифрования.

Ранее уже рассматривалась структура заголовка IP-пакета для протокола IPv4, теперь пришло время ознакомиться со структурой заголовка IP-пакета протокола IPv6 (рис 4.3).

Рис. 4.3. Структура заголовка IP-пакета протокола IPv6

– Поле Version (Версия). Это 4-разрядное поле определяет версию протокола IP. Для протокола IPv4 указывалось значение 4. Для версии IPv6 в поле указывается значение 6. Это значение используется маршрутизаторами и другими сетевыми устройствами для определения типа обрабатываемого IP-пакета.

– Поле Traffic Class (Класс трафика). В этом поле задается так называемый «класс трафика».

– Поле Flow Label (Метка потока). Это 20-разрядное поле функционально схоже с полем Quality of Service, которое обрабатывается протоколом IPv4.

– Поле Payload Length (Длина полезной нагрузки). В этом 16-разрядном поле задается длина раздела IP-пакета, в котором передаются данные.

– Поле Next Header (Следующий заголовок). Одно из наиболее полезных свойств протокола IPv6 заключается в том, что, помимо основного заголовка IPv6, в IP-пакет можно включать дополнительные заголовки.

– Поле Hop Limit (Ограничение количества переходов). Назначение данного 8-разрядного поля аналогично назначению поля Time to Live (TTL), присущего протоколу IPv4. После каждого прохождения IP-пакета через маршрутизатор значение в поле уменьшается на единицу. Если значение в поле становится равным нулю, IP-пакет «списывается в утиль».

– Поле Source Address (Адрес компьютера-отправителя). IP-адрес (разрядностью в 128 битов), соответствующий компьютеру-отправителю IP-пакета.

– Поле Destination Address (Адрес компьютера-получателя). IP-адрес (разрядностью в 128 битов), соответствующий компьютеру-получателю IP-пакета.

Как правило, в большинстве пакетов после раздела заголовка следует раздел «полезной нагрузки», в котором содержатся фактические данные пакета. В некоторых случаях предусмотрен специальный завершающий раздел, который обычно используется для выполнения проверки целостности данных, благодаря чему можно удостовериться в том, что пакет был получен без искажений.

Поле Next Header определяет наличие дополнительного заголовка после текущего заголовка, следующего за исходным заголовком IPv6. Если принимающий узел не распознает следующий заголовок, он отвергает IP-пакет и отправляет ICMP-сообщение компьютеру-отправителю. В этом сообщении кратко описывается суть проблемы. Это ICMP-сообщение используется во многих случаях, связанных с обработкой данных протоколом IPv6.

После заголовка пакета IPv6 могут следовать дополнительные заголовки, указанные в списке.

– Поле Hop-by-Нор (Переход за переходом). При наличии подобного заголовка именно он проверяется маршрутизатором или другим сетевым устройством.

– Поле Destination Options (Параметры компьютера-получателя). Этот заголовок может иметь переменную длину и применяется для передачи некоторых дополнительных данных.

– Поле Routing (Маршрутизация). В этом поле определяются подключенные к сети компьютеры, через которые проходит IP-пакет на пути к пункту назначения. Обычно информация, хранящаяся в этом поле, применяется маршрутизаторами для определения оптимального маршрута следования пакетов в сети. Информация в этом поле носит рекомендательный характер.

– Поле Fragment (Фрагмент). Содержимое этого поля определяет фрагментацию пакетов данных на основе показателя MTU для компьютера-отправителя. Поскольку значения MTU для сетевых компьютеров, находящихся на пути следования пакета, могут отличаться, доставка пакетов по месту назначения не гарантирована. Повторная сборка пакетов компьютером-получателем возможна на основе изучения информации, содержащейся в поле Authentification.

– Поле Authentication (Идентификация). Название этого поля говорит само о себе.