1.2. Источники и типы записей в таблице маршрутизации

Первым источником является программное обеспечение стека TCP/IP. При инициализации маршрутизатора это программное обеспечение автоматически заносит в таблицу несколько записей, в результате чего создается так называемаяминимальная таблица маршрутизации.

Это, во-первых, записи о непосредственно подключенных сетях и маршрутизаторах по умолчанию, информация о которых появляется в стеке при ручном конфигурировании интерфейсов компьютера или маршрутизатора.

Во-вторых, программное обеспечение автоматически заносит в таблицу маршрутизации записи об адресах особого назначения, например адрес 127.0.0.0 (loopback), который используется для локального тестирования стекаTCP/IP. Пакеты, направленные в сеть с номером 127.0.0.0, не передаются протоколомIPна канальный уровень для последующей передачи в сеть, а возвращаются в источник – локальный модульIP. Записи с адресом 224.0.0.0 требуются для обработки групповых адресов (multicastaddress). Кроме того, в таблицу могут быть занесены адреса, предназначенные для обработки широковещательных рассылок. В некоторых таблицах особые адреса отсутствуют.

Вторым источником появления записи в таблице является администратор, непосредственно формирующий запись с помощью некоторой системной утилиты, например программы route, имеющейся в операционных системахUnixиWindowsNT. В аппаратных маршрутизаторах также всегда имеется команда для ручного задания записей в таблице маршрутизации. Заданные вручную записи всегда являются статическими, то есть не имеют срока истечения жизни. Эти записи могут быть как постоянными, то есть сохраняющимися при перезагрузке маршрутизатора, так и временными, хранящимися в таблице только до выключения устройства. Часто администратор вручную заносит записьdefaultо маршрутизаторе по умолчанию. Таким же образом в таблицу может быть занесена запись о специфичном маршруте. Специфический для узла маршрут содержит вместо номера сети полныйIPадрес, то есть адрес, имеющий ненулевую информацию не только в поле номера сети, но и в поле номера узла. Предполагается, что для такого типа конечного узла маршрут должен выбираться не так, как для всех остальных узлов сети, к которой он относится. В случае когда в таблице есть разные записи о продвижении пакетов для всей сети и ее отдельного узла, при поступлении пакета, адресованного узлу, маршрутизатор отдаст предпочтение записи с полным адресом узла.

Третьим источником записей могут быть протоколы маршрутизации, такие как RIPилиOSPF. Такие записи всегда являются динамическими, то есть имеют ограниченный срок жизни.

1.3. Маршрутизация с использованием масок

С началом использования масок в IP-адресации несколько усложнилась маршрутизация, так как помимо адреса сети маршрутизаторам необходимо знать размер маски для нее. И несмотря на то, что в целом на собственно алгоритм это не повлияло, программное обеспечение и вычислительная часть маршрутизаторов усложнилась.

1.3.1. Маски вIp-адресации

Традиционная схема деления IP-адреса на номер сети и номер узла основана на понятии класса, который определяется значениями нескольких первых бит адреса. Именно потому, что первый байт адреса 185.23.44.206 попадает в диапазон 128-191, мы можем сказать, что этот адрес относится к классу B, а значит, номером сети являются первые два байта, дополненные двумя ненулевыми байтами – 185.23.0.0, а номером узла – 0.0.44.206. Характеристики адресов разного класса представлены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики адресов разного класса

Класс	Первые биты	Наименьший номер сети	Наибольший номер сети	Возможное количество
				сетей	узлов
A	0	1.0.0.0	126.0.0.0	126	16777214
B	10	128.0.0.0	191.255.0.0	16328	65534
C	110	192.0.1.0	223.255.255.0	2097150	254
D	1110	225.0.0.0	239.255.255.255	-
E	11110	240.0.0.0	247.255.255.255	-

В последнее время в качестве признака, с помощью которого можно более гибко устанавливать границу между номером сети и номером узла, широкое распространение получили маски. Маска – это число, которое используется в паре с IP-адресом; двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны в IP-адресе интерпретироваться как номер сети. Поскольку номер сети является цельной частью адреса, единицы в маске также должны представлять непрерывную последовательность.

Для стандартных классов сетей маски имеют следующие значения:

• класс А – 11111111.00000000.00000000.00000000 (255.0.0.0);

• класс B – 11111111.11111111.00000000.00000000 (255.255.0.0);

• класс С – 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0).

Снабжая каждый IP-адрес маской, можно отказаться от понятий классов адресации и сделать более гибкой систему адресации. Например, если рассмотренный выше адрес 185.23.44.206 ассоциировать с маской 255.255.255.0, то номером сети будет 185.23.44.0, а не 185.23.0.0, как это было определено системой классов.

В масках количество единиц в последовательности, определяющей границу номера сети, не обязательно должно быть кратным 8, чтобы повторять деление адреса на байты. Пусть, например, для IP-адреса 129.64.134.5 указана маска 255.255.128.0, то есть в двоичном виде:

IP-адрес 129.64.134.5 – 10000001. 01000000. 10000110. 00000101

Маска 255.255.128.0 – 11111111. 11111111. 10000000. 00000000

Если игнорировать маску, то в соответствии с системой классов адрес 129.64.134.5 относится к классу B, а значит, номером сети являются первые 2 байта – 129.64.0.0, а номером узла – 0.0.134.5.

Если же использовать для определения границы номера сети маску, то 17 последовательных единиц в маске, «наложенные» на IP-адрес, определяют в качестве номера сети в двоичном выражении число:

10000001. 01000000. 10000000. 00000000

или в десятичной форме записи – номер сети 129.64.128.0, а номер узла 0.0.6.5.

Механизм масок широко распространен в IP-маршрутизации, причем маски могут использоваться для самых разных целей. С их помощью администратор может структурировать свою сеть, не требуя от поставщика услуг дополнительных номеров сетей. На основе этого же механизма поставщики услуг могут объединять адресные пространства нескольких сетей путем введения так называемых «префиксов» с целью уменьшения объема таблиц маршрутизации и повышения за счет этого производительности маршрутизаторов.