1.3.3. Использование масок переменной длины

В предыдущем примере использования масок (рис. 1) все подсети имеют одинаковую длину поля номера сети – 18 двоичных разрядов, и, следовательно, для нумерации узлов в каждой из них отводится по 14 разрядов. То есть все сети являются очень большими и имеют одинаковый размер. Однако в этом случае, как и во многих других, более эффективным явилось бы разбиение сети на подсети разного размера. В частности, большое число узлов, вполне желательное для пользовательской подсети, явно является избыточным для подсети, которая связывает два маршрутизатора по схеме «точка-точка». В этом случае требуется всего два адреса для адресации двух портов соседних маршрутизаторов. В предыдущем же примере для этой вспомогательной сети М1–М2 был использован номер, позволяющий адресовать гораздо большее количество узлов, что делает такое решение неприемлемо избыточным. Администратор может более рационально распределить имеющееся в его распоряжении пространство с помощью масок переменной длины.

Если использовать маски переменной длины, то можно организовать более рациональное распределение адресного пространства, при котором избыточность имеющегося множества IP-адресов может быть сведена к минимуму. Половина из имеющихся адресов отводится для создания сети с адресом 129.44.0.0 и маской 255.255.128.0. Следующая порция адресов, составляющая четверть всего адресного пространства назначается для сети 129.44.128.0 с маской 255.255.192.0. Далее в пространстве адресов «вырезается» небольшой фрагмент для создания сети, предназначенной для связывания внутреннего маршрутизатора М2 с внешним маршрутизатором М1.

В IP-адресе такой вырожденной сети для поля номера узла как минимум должны быть отведены два двоичных разряда. Из четырех возможных комбинаций номеров узлов: 00, 01, 10 и 11 два номера имеют специальное назначение и не могут быть присвоены узлам, но оставшиеся два 10 и 01 позволяет адресовать порты для маршрутизаторов. В приведенном примере сеть была выбрана с определенным запасом – на 8 узлов. Поле номера узла в таком случае имеет три двоичных разряда, маска в десятичной нотации имеет вид 255.255.255.248, а номер сети – 129.44.192.0. Если эта сеть является локальной, то на ней могут быть расположены четыре узла помимо двух портов маршрутизаторов.

Оставшееся адресное пространство администратор может «нарезать» на разное количество сетей разного объема в зависимости от своих потребностей. Таким образом, с помощью масок переменного размера администратор всегда имеет возможность гораздо рациональнее использовать все имеющиеся у него адреса.

На рис. 8 показана схема сети, структурированной с помощью масок переменной длины.

Рис. 8. Сеть, структурированная с использование масок переменной длины

Таблица маршрутизации М2, соответствующая структуре сети, показанной на рис. 2, содержит записи о четырех непосредственно подключенных сетях и запись о маршрутизаторе по умолчанию (табл. 2). Процедура поиска маршрута при использовании масок переменной длины ничем не отличается от подобной процедуры, описанной ранее для масок одинаковой длины.

Таблица 2 Таблица маршрутизатора М2 в сети с масками переменной длины

Номер сети	Маска	Адрес следующего маршрутизатора	Адрес порта	Расстояние
129.44.0.0	255.255.128.0	129.44.0.1	129.44.0.1	Подключена
129.44.128.0	255.255.192.0	129.44.128.3	129.44.128.3	Подключена
129.44.192.0	255.255.255.248	129.44.192.1	129.44.191.1	Подключена
129.44.224.0	255.255.224.0	129.44.224.5	129.44.224.5	Подключена
0.0.0.0	0.0.0.0	129.44.192.2	129.44.192.1	---

Некоторые особенности масок переменной длины проявляются при наличии так называемых «перекрытий». Под перекрытием понимается наличие нескольких маршрутов к одной и той же сети или одному и тому же узлу. В этом случае адрес сети в пришедшем пакете может совпадать с адресами подсетей, содержащихся сразу в нескольких записях таблицы маршрутизации.

Пусть пакет, поступивший из внешней сети на маршрутизатор М1, имеет адрес назначения 129.44.192.5. Ниже приведен фрагмент таблицы маршрутизации маршрутизатора М1. Первая из приведенных двух записей говорит о том, что все пакеты, адреса которых начинаются на 129.44, должны быть переданы на маршрутизатор М2. Эта запись выполняет агрегирование адресов всех подсетей, созданных на базе одной сети 129.44.0.0. Вторая строка говорит о том, что среди всех возможных подсетей сети 129.44.0.0 есть одна, 129.44.192.0, для которой пакеты можно направлять непосредственно, а не через маршрутизатор М2.

Номер сети	Маска	Адрес следующего маршрутизатора	Адрес порта	Расстояние
----	----	----	---	---
129.44.0.0	255.255.0.0	129.44.192.1	129.44.191.2	2
129.44.192.0	255.255.255.248	129.44.192.2	129.44.192.2	Подключена
---	---	---	---	---

Если следовать стандартному алгоритму поиска маршрута по таблице, то сначала на адрес назначения 129.44.192.5 накладывается маска из первой строки 255.255.0.0 и получается результат 129.44.0.0, который совпадает с номером сети в этой строке. Но и при наложении на адрес 129.44.192.5 маски из второй строки 255.255.255.248 полученный результат 129.44.192.0 также совпадает с номером сети во второй строке. В таких случаях должно быть применено следующее правило: «Если адрес принадлежит нескольким подсетям в базе данных маршрутов, то продвигающий пакет маршрутизатор использует наиболее специфический маршрут, то есть выбирается адрес подсети, дающий большее совпадение разрядов».

В данном примере будет выбран второй маршрут, то есть пакет будет передан в непосредственно подключенную сеть, а не пойдет кружным путем через маршрутизатор М2.

Механизм выбора самого специфического маршрута является обощением понятия «маршрут по умолчанию». Поскольку в традиционной записи для маршрута по умолчанию 0.0.0.0 маска 0.0.0.0 имеет нулевую длину, то этот маршрут считается самым специфическим и используется только при отсутствии совпадений со всеми остальными записями из таблицы маршрутизации.