Бесклассовая интердоменная маршрутизация (CIDR)

Бесклассовая интердоменная маршрутизация (CIDR- classless interdomain routing, RFC-1520, -1519) — способ избежать того, чтобы каждая С-сеть требовала свою таблицу маршрутизации. Основополагающий принцип CIDR заключается в группировке (агрегатировании) IP-адресов таким образом, чтобы сократить число входов в таблицах маршрутизации (RFC-1519, RFC-1518, RFC-1467, RFC-1466). Протокол совместим с RIP-2, OSPF и BGP-4. Основу протокола составляет идея бесклассовых адресов, где нет деления между полем сети и полем ЭВМ. Дополнительная информация, например 32-разрядная маска, выделяющая поле адреса сети, передается в рамках протокола маршрутизации. При этом выдерживается строгая иерархия адресов: провайдер > предприятие > отдел/здание > сегмент локальной сети. Групповой (агрегатный) адрес воспринимается маршрутизатором как один адрес. Группу может образовывать только непрерывная последовательность IP-адресов. Такой бесклассовый интернетовский адрес часто называется IP-префиксом. Так адрес 192.1.1.0/24 означает диапазон адресов 192.1.1.0 — 192.1.1.255, а адрес 192.1.128.0/17 описывает диапазон 192.1.128.0 — 192.1.255.255, таким образом, число, следующее после косой черты, задает количество двоичных разрядов префикса. Это представление используется при описании политики маршрутизации и самих маршрутов. Для приведенных примеров это в терминах масок выглядит следующим образом (рис. 71):

Рис. 71 — 24 и 17 длины префикса сети

Следует помнить, что маски с разрывами здесь недопустимы.

Вряд ли создатели Интернет предполагали, что когда-либо, тем более при их жизни, возникнет дефицит IP-адресов. Разбивка сетей на три класса A, B и С уже не может отвечать современным требованиям. Сеть класса А с ее 16000000 адресов слишком велика, а класса С с 254 адресами, как правило, слишком мала. Сети класса B с 65536 машинами могут показаться оптимальными, но на практике каждая из этих сетей не обеспечивает оптимального использования адресного пространства, и всегда остаются неиспользованные адреса. Проблема маршрутизации может быть решена путем реализации более глубокой структурной иерархии, где каждый IP-адрес имеет код страны, региона, города, сети, но при этом размер адреса должен существенно превышать 32 разряда, так как адреса неизбежно будут использоваться крайне не эффективно — ведь Китаю и Монако будут выделены равные адресные зоны. Это может стать возможным при внедрении технологии IPv6.

Если бы в адресах класса С для кода номера ЭВМ было выделено 10 или 11 бит (1024–2048), ситуация была бы более приемлемой. Маршрутизатор рассматривает IP-адресную среду на двух уровнях — адрес сети и адрес ЭВМ, при этом практически они работают только с адресами сетей. Число записей в маршрутной таблице должно будет быть равным половине миллиона записей (по числу блоков С-адресов).

Проблема может быть решена, если забыть про разбиение всей совокупности IP-адресов на классы. Такая модель реализуется в рамках протокола CIDR (Classless InterDomain Routing). В этой модели каждой сети ставится в соответствие определенное число смежных блоков по 256 адресов. Далее используется известное географическое зонное распределение IP-адресов (RFC-1519). Протокол при просмотре маршрутных таблиц предполагает применение специальных масок и индексных механизмов.

Политика маршрутизации

Содержанием политики маршрутизации являются правила обмена маршрутной информацией между автономными системами (RIPE-181.txt). Не следует путать «маршрутную политику» и просто «политику», между ними такое же различие, как между «милостивым государем» и «государем». Способы их описания разнятся столь же значительно. При описании обычной политики одной из главных задач является сокрытие истинных намерений, а одним из средств — многословие. При описании же маршрутной политики важны лаконичность и четкость. В Интернет для решения этой задачи выработан стандарт, краткое изложение которого на конкретных примерах будет приведено ниже. Объектами маршрутной политики являются автономные системы (AUT-NUM) и маршруты (route). Существует два акта маршрутной политики:

оповещение (announce) и восприятие (accept).

Эти акты определяют взаимодействие с ближайшими соседями. Совокупность информации, выданной всеми маршрутизаторами региональной сети, описывает ее граф. Следует иметь в виду, что в пределах автономной системы (AS) может работать только один внутренний протокол маршрутизации (IGP), а обмен маршрутной информацией между автономными системами происходит в соответствии с внешним протоколом маршрутизации (EGP). Эта идея продемонстрирована на рис. 72. ЭВМ (или узлы) A1,B1,C1,D1 и маршрутизатор G-1 составляют одну автономную систему, а A2,B2,C2,D2,E2 и маршрутизатор G-2 — вторую.

Предметом маршрутной политики в этом случае является решение AS1 послать маршрутную информацию AS2, а также решение AS2 эту информацию принять и использовать. Не существует никаких правил, которые бы вынуждали AS1 и AS2 к принятию таких решений. Таким образом, протокол маршрутизации определяет формат маршрутной информации, способ ее пересылки и хранения, но решения о ее посылке той или иной AS, а также решение об использовании маршрутной информации, поступающей извне остаются в руках администратора AS.

Так как все существующие протоколы маршрутизации используют при работе с пакетами только адрес места назначения, разделить поток пакетов, кроме как по этому параметру, невозможно. Если пакеты с одним и тем же адресом места назначения попали в общий маршрутизатор, AS или канал связи, они обречены далее двигаться вместе.

Рис. 72 — Схема связи автономных систем

Особый случай составляет топология, при которой две as имеют много возможных маршрутов связи с различными политиками маршрутизации (рис. 73).

Рис. 73 — Сеть с несколькими возможными маршрутами

связи между AS

Под каналом в данном случае подразумевается любая среда коммуникации — Ethernet, FDDI и т.д.. Может так случиться, что AS2 предпочитает использовать канал 2 только для обмена с AS4. А канал 1 используется для связи с AS3 и в качестве резервного маршрута (back-up) к AS4 в случае выхода из строя канала 2. Для описания маршрутной политики используются атрибуты interas-in и interas-out. Эти атрибуты позволяют описать локальные решения AS, основанные на ее предпочтениях, так как это делается в протоколах BGP-4 или IGRP.