Osztály nélküli tartományközi útválasztás - Classless Inter-Domain Routing

Osztálynélküli Inter-Domain Routing ( CIDR / s aɪ d ər , s ɪ - / ) egy elosztásának módját IP-címek és IP-útválasztás . Az Internet Engineering Task Force 1993 -ban vezette be a CIDR -t, hogy felváltja a korábbi klasszikus hálózati címzési architektúrát az interneten . Célja az volt, hogy lassítsa az útválasztó táblák növekedését az interneten lévő útválasztókon , és segítsen lassítani az IPv4 -címek gyors kimerülését .

IP-címek le, amely két csoport bit a cím: a legjelentősebb bitek a hálózati előtag , amely azonosítja egy egész hálózat vagy alhálózat , és a legkevésbé szignifikáns beállított formák a fogadó azonosító , amely meghatározza egy adott felületen a fogadó azon a hálózaton. Ezt a felosztást használják az IP hálózatok közötti forgalomirányítás alapjául és a címkiosztási irányelvekhez.

Míg az IPv4 klasszikus hálózattervezése a hálózati előtagot egy vagy több 8 bites csoportba méretezte, ami az A, B vagy C osztályú címek blokkjait eredményezi, a CIDR címtér alatt az internetszolgáltatók és a végfelhasználók minden címen kiosztásra kerülnek. bit határ. Az IPv6 -ban azonban az interfész -azonosító rögzített mérete 64 bites, és kisebb alhálózatokat soha nem osztanak ki a végfelhasználóknak.

A CIDR több fogalmat is magában foglal. Ennek alapja a változó hosszúságú alhálózati maszkot ( VLSM ), amely lehetővé teszi, hogy a specifikáció a tetszőleges hosszúságú előtagok. A CIDR bevezette az IP -címek új ábrázolási módszerét, amelyet ma közismert nevén CIDR -jelölésnek nevezünk , amelyben a címet vagy az útválasztási előtagot az előtag bitszámát jelző utótaggal írják, például a 192.0.2.0 / 24 IPv4 esetében, és 2001: db8 :: / 32 IPv6 esetén. A CIDR adminisztratív eljárást vezetett be a címblokkok kiosztására a szervezeteknek a tényleges és rövid távú előrejelzett szükségleteik alapján. A több összefüggő előtag összevonása szupernetet eredményezett a nagyobb interneten, amelyeket lehetőség szerint összesítettként hirdetnek, így csökkentve a bejegyzések számát a globális útválasztási táblázatban.

Háttér

Az IP-cím értelmezni, amely két részből áll: egy hálózati azonosító előtag majd egy gazda azonosító a hálózaton belül. A csomagok adott IP -hálózatra történő irányításának automatizálásakor az a kérdés, hogy a cím hány bitje van a hálózati előtagban, és hány a gazdaazonosítóban. A korábbi IPv4 osztályú hálózati architektúrában a 32 bites IP-cím első három bitje határozta meg, hogy hány bit van a hálózati előtagban:

Ennek a rendszernek az az előnye, hogy a hálózati előtagot minden további információ nélkül meg lehet határozni bármely IP -címhez. Hátránya, hogy csak három méret áll rendelkezésre, a hálózatok általában túl nagyok vagy túl kicsik voltak a legtöbb szervezet számára. A legkisebb allokációs és útválasztási blokk 256 címet tartalmazott - nagyobb, mint a személyes vagy osztályi hálózatoknál szükséges, de túl kicsi a legtöbb vállalkozás számára. A következő nagyobb blokk 65 536 címet tartalmazott - túl nagy ahhoz, hogy még nagy szervezetek is hatékonyan használhassák. De azoknak a hálózati felhasználóknak, akiknek több mint 65 536 címre volt szükségük , az egyetlen más méret túl sok, több mint 16 milliót adott nekik. Ez a címhasználat hatékonyságának és az útválasztás hatékonyságának csökkenéséhez vezetett, mivel ehhez nagyszámú, kiosztott C osztályú hálózatra volt szükség, egyedi útvonal-bejelentésekkel, földrajzilag szétszórtan, kevés lehetőséggel az útvonal-összesítésre .

A Domain Name System (DNS) feltalálása utáni első internetes évtizedben nyilvánvalóvá vált, hogy az IP -címterület kiosztására és az IP -csomagok útválasztására szolgáló klasszikus hálózati sémán alapuló rendszer nem skálázható . Ez az alhálózat és a CIDR egymás utáni fejlődéséhez vezetett . Eltávolították a korábban jelentőségteljes osztálykülönbségeket a felső 3 címbit alapján, és az új rendszert osztálytalannak minősítették , tekintettel a régi rendszerre, amely osztályossá vált . Az útválasztási protokollokat felülvizsgálták, hogy ne csak az internetcímeket tartalmazzák, hanem a hozzájuk tartozó alhálózati maszkokat is. A CIDR megvalósítása megkövetelte, hogy az interneten található összes gazdagépet és útválasztót apró módokon programozzák át - nem kis teljesítmény abban az időben, amikor az Internet a gyors növekedés időszakába lépett. 1993 -ban az Internet Engineering Task Force új szabványkészletet tett közzé, RFC  1518 és RFC  1519 , hogy meghatározza ezt az új koncepciót az IP -címblokkok kiosztása és az új IPv4 -csomagok irányítási módszerei tekintetében. A specifikáció frissített verziója 2006 -ban jelent meg RFC  4632 néven.

A különböző alternatívákkal való kísérletezés után az osztály nélküli tartományközi útválasztás a változó hosszúságú alhálózati maszkoláson (VLSM) alapult, amely lehetővé teszi minden hálózat kiosztását és/vagy felosztását két különböző méretű alhálózatra. lehetőség az egyes hálózatok vagy alhálózatok helyi igényeknek megfelelő méretezésére. A változó hosszúságú alhálózati maszkokat az RFC  950 egyik alternatívájaként említette . A közös műveletek címcsoportosításának technikái a fürtcímzés koncepcióján alapultak, amelyet először Carl-Herbert Rokitansky javasolt.

CIDR jelölés

A CIDR jelölés az IP -cím és a hozzá tartozó hálózati maszk kompakt ábrázolása. A jelölést Phil Karn találta ki az 1980 -as években. A CIDR jelölés IP címet, perjelet ('/') és tizedes számot határoz meg . A tizedes szám az egymást követő első 1 -bit száma (balról jobbra) a hálózati maszkban. A szám úgy is felfogható, mint a hálózati előtag szélessége (bitekben). A CIDR jelölésben szereplő IP cím mindig az IPv4 vagy IPv6 szabványok szerint van ábrázolva.

A cím egy adott interfészcímet jelölhet (beleértve egy gazdaazonosítót , például 10.0.0.1 / 8 ), vagy lehet egy teljes hálózat kezdőcíme (0 -s gazdaazonosító használatával , mint a 10.0.0.0 / 8 vagy ennek megfelelője 10 / 8 ). A CIDR jelölés akár IP-cím nélkül is használható, például amikor az a / 24-re hivatkozunk, mint egy 24 bites előtaggal és 8 bites gazdagépszámmal rendelkező IPv4 hálózat általános leírását.

Például:

• A 198.51.100.14 / 24 a 198.51.100.14 IPv4 címetés a hozzá tartozó 198.51.100.0 hálózati előtagot jelöli , vagy ennek megfelelően a 255.255.255.0 alhálózati maszkot, amely 24 vezető1bites.
• a 198.51.100.0 / 22 IPv4 blokk az 1024 IPv4 címet jelenti a 198.51.100.0 és 198.51.103.255 között .
• a 2001 -es IPv6 -blokk: db8 :: / 48 az IPv6 -címek blokkját képviseli 2001 -től : db8: 0: 0: 0: 0: 0: 0 - 2001: db8: 0: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff .
• :: 1 / 128 az IPv6hurokcím. Az előtag hossza 128, ami a címben szereplő bitek száma.

Az IPv4 -ben az úgynevezett CIDR jelölés csak a CIDR bevezetése után vált széles körben használatba. Nem jelenik meg az eredeti CIDR szabványokban, amelyek helyette pontozott tizedes alhálózati maszkot használtak a perjel után; például 192.24.12.0 / 255.255.252.0 . A hálózati előtag szélességének egyetlen számként való leírása ( 192.24.12.0 / 22 ) a hálózati rendszergazdák számára könnyebb volt a fogalomalkotáshoz és a mentális számításhoz, ezért fokozatosan beépült a későbbi szabványdokumentumokba és a hálózati konfigurációs interfészekbe.

A hálózaton vagy alhálózaton belüli címek számát 2 ^{címhosszként - előtaghosszként -} lehet kiszámítani , ahol a cím hossza 128 az IPv6 és 32 az IPv4 esetében. Például IPv4 esetén a / 29 előtag hossza : 2 ³²⁻²⁹ = 2 ³ = 8 cím.

Alhálózati maszkok

Az alhálózati maszk egy bitmaszk , amely négypontos pontozással kódolja az IPv4 -címhez vagy a hálózathoz társított előtag hosszát: 32 bit, kezdve az előtag hosszával megegyező 1 bites számmal, 0 bittel végződve, és négy részes pontozott-tizedes formátum: 255.255.255.0 . Az alhálózati maszk ugyanazt az információt kódolja, mint az előtag hossza, de megelőzi a CIDR megjelenését. A CIDR jelölésben az előtag bitek mindig szomszédosak. Az alhálózati maszkoknak az RFC  950 engedélyezte a nem szomszédos bitek megadását, amíg az RFC  4632 kijelentette, hogy a maszkot szomszédosnak kell hagyni. Tekintettel erre a korlátozásra, az alhálózati maszk és a CIDR jelölés pontosan ugyanazt a funkciót tölti be.

CIDR blokkok

A CIDR alapvetően bit-alapú, előtag-alapú szabvány az IP-címek és útválasztási tulajdonságaik ábrázolásához. Ez megkönnyíti az útválasztást, mivel lehetővé teszi a címblokkok csoportosítását egyetlen útválasztási táblázat bejegyzései között. Ezek a csoportok, amelyeket általában CIDR blokkoknak neveznek, egy kezdeti bitsorozatot osztanak meg IP -címeik bináris ábrázolásában. Az IPv4 CIDR blokkok azonosítása az IPv4 címekhez hasonló szintaxissal történik: pontozott tizedes cím, majd perjel, majd 0 és 32 közötti szám, azaz abcd / n . A pontozott tizedes rész az IPv4 -cím. A perjelet követő szám az előtag hossza, a megosztott kezdeti bitek száma, a cím legjelentősebb bitjétől számítva. Amikor csak a hálózat méretét hangsúlyozzuk, a jelölés címrésze általában elmarad. Így a /20 blokk egy CIDR blokk, egy nem meghatározott 20 bites előtaggal.

Az IP -cím egy CIDR -blokk része, és azt mondják, hogy megfelel a CIDR -előtagnak, ha a cím kezdeti n bitje és a CIDR -előtag azonos. Egy IPv4 -cím 32 bites, így az n -bites CIDR előtag 32 -n bitet hagy kiegyenlítetlenül, ami azt jelenti, hogy 2 ^{32 -n} IPv4 -cím egyezik egy adott n -bites CIDR előtaggal. A rövidebb CIDR előtagok több címet, míg a hosszabb előtagok kevesebbet egyeznek. Átfedett CIDR blokkok esetén egy cím egyeztethet több különböző hosszúságú CIDR előtaggal.

A CIDR -t IPv6 -címekhez is használják, és a szintaktikai szemantika azonos. Az előtag hossza 0 és 128 között lehet, a címben szereplő nagyobb számú bit miatt. Megállapodás szerint azonban a sugárzott MAC réteghálózatokon lévő alhálózat mindig 64 bites gazdaazonosítóval rendelkezik. Nagyobb előtagokat még a pont-pont linkeken is ritkán használnak.

CIDR blokkok hozzárendelése

Az Internet Assigned Numbers Authority (IANA) kiadja a regionális internetes nyilvántartások (RIR) nagy, rövid előtagú CIDR blokkjait. Az a / 8 (több mint tizenhat millió címmel) azonban a legnagyobb blokk, amelyet az IANA kioszt. Például a 62.0.0.0 / 8 -at a RIPE NCC , az európai RIR kezeli . A RIR -ek, amelyek mindegyike egyetlen, nagy, földrajzi területért felelős, mint például Európa vagy Észak -Amerika, felosztják ezeket a blokkokat, és kiosztják az alhálózatokat a helyi internetes nyilvántartásokhoz (LIR). Hasonló felosztás többször is megismételhető alacsonyabb szintű delegálás esetén. A végfelhasználói hálózatok a tervezett rövid távú igényüknek megfelelő méretű alhálózatokat kapnak. Az egyetlen internetszolgáltató által kiszolgált hálózatokat az IETF ajánlásai arra ösztönzik , hogy közvetlenül az internetszolgáltatójuktól szerezzenek be IP -címterületet. A több internetszolgáltató által kiszolgált hálózatok viszont beszerezhetnek szolgáltatótól független címteret közvetlenül a megfelelő RIR-től.

Például az 1990 -es évek végén a 208.130.29.33 IP -címet (az újraosztás óta) a www.freesoft.org használta. Ennek a címnek az elemzése három CIDR előtagot azonosított. A 208.128.0.0 / 11 , egy nagy, több mint 2 millió címet tartalmazó CIDR blokkot az ARIN (az észak -amerikai RIR) rendelte hozzá az MCI -hez . A Virginia VAR nevű Automation Research Systems (ARS) bérelt egy internetkapcsolatot az MCI -től, és hozzárendelték a 208.130.28.0 / 22 blokkot, amely valamivel több mint 1000 eszköz címzésére képes. Az ARS a / 24 blokkot használta nyilvánosan elérhető szervereihez, amelyek közül a 208.130.29.33 egy volt. Mindezeket a CIDR előtagokat a hálózat különböző helyein használják. Az MCI hálózatán kívül a 208.128.0.0 / 11 előtagot nem csak a 208.130.29.33 időtartamra kötött MCI forgalom irányítására használnák , hanem a nagyjából kétmillió ugyanazon kezdő 11 bites IP -cím bármelyikére is. Az MCI hálózatán belül a 208.130.28.0 / 22 láthatóvá válna, amely a forgalmat az ARS -t kiszolgáló bérelt vonalra irányítja. Csak az ARS vállalati hálózaton belül használták volna a 208.130.29.0 / 24 előtagot.

IPv4 CIDR blokkok

Általános használatban az alhálózat első címe, a gazdaazonosítóban minden bináris nulla, magára a hálózatra való hivatkozásra van fenntartva, míg az utolsó cím, a gazdaazonosító összes bináris címe , a hálózat broadcast címe . ; ez 2 -vel csökkenti a házigazdák számára elérhető címek számát. Ennek eredményeképpen a / 31 hálózat, amely egy bináris számjeggyel rendelkezik a gazdaazonosítóban, használhatatlan lenne, mivel egy ilyen alhálózat nem biztosít elérhető állomáscímeket a csökkentés után. Az RFC  3021 kivételt hoz létre a "host all one" és a "host all nullák" szabályok alól, hogy / 31 hálózatok használhatók legyenek a pont-pont kapcsolatokhoz. / 32 címekhez (egyetlen hoszt hálózat) explicit útválasztási szabályok szerint kell hozzáférni, mivel egy ilyen hálózatban nincs hely átjáró számára.

A / 31 vagy / 32 -nél nagyobb útválasztott alhálózatokban a rendelkezésre álló gazdagépcímek száma általában kettővel csökken, nevezetesen a legnagyobb címmel, amely sugárzási címként van fenntartva, és a legkisebb címmel, amely magát a hálózatot azonosítja.

IPv6 CIDR blokkok

Az IPv6 CIDR előtagjainak táblázata mutatja az egyes előtagokhoz tartozó megfelelő egyenértékű alhálózatok számát, valamint a gazdaazonosító bitek számát.

Az IPv6 -ban használt nagy címméret lehetővé tette a világméretű útvonal -összefoglalás megvalósítását, és garantálta a megfelelő címkészleteket minden helyszínen. Az IPv6 hálózatok szabványos alhálózati mérete a / 64 -es blokk, amely az állapot nélküli cím automatikus konfigurálásához szükséges . Kezdetben az IETF azt javasolta az RFC  3177 -ben, mint bevált gyakorlat, hogy minden véghely kapjon a / 48 címkiosztást, azonban a kritika és a tényleges igények és gyakorlatok átértékelése rugalmasabb elosztási ajánlásokhoz vezetett az RFC  6177 -ben, ami lényegesen kisebb elosztást javasol az egyes webhelyek, például a / 56 blokk otthoni hálózatokhoz.

Ez az IPv6 alhálózati hivatkozás felsorolja az IPv6 alhálózatok méreteit . A különböző típusú hálózati kapcsolatok eltérő méretű alhálózatokat igényelhetnek. Az alhálózati maszk elválasztja a hálózati azonosító előtag bitjeit az interfész azonosító bitjeitől. A kisebb előtagméret kiválasztása azt eredményezi, hogy kevesebb a lefedett hálózat, de több cím van minden hálózaton belül.

2001:0db8:0123:4567:89ab:cdef:1234:5678
|||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| ||||
|||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||128     Single end-points and loopback
|||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||127   Point-to-point links (inter-router)
|||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| ||124
|||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| |120
|||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| 116
|||| |||| |||| |||| |||| |||| |||112
|||| |||| |||| |||| |||| |||| ||108
|||| |||| |||| |||| |||| |||| |104
|||| |||| |||| |||| |||| |||| 100
|||| |||| |||| |||| |||| |||96
|||| |||| |||| |||| |||| ||92
|||| |||| |||| |||| |||| |88
|||| |||| |||| |||| |||| 84
|||| |||| |||| |||| |||80
|||| |||| |||| |||| ||76
|||| |||| |||| |||| |72
|||| |||| |||| |||| 68
|||| |||| |||| |||64   Single LAN; default prefix size for SLAAC
|||| |||| |||| ||60   Some (very limited) 6rd deployments (/60 = 16 /64 blocks)
|||| |||| |||| |56   Minimal end sites assignment; e.g. home network (/56 = 256 /64 blocks)
|||| |||| |||| 52   /52 block = 4096 /64 blocks
|||| |||| |||48   Typical assignment for larger sites (/48 = 65536 /64 blocks)
|||| |||| ||44
|||| |||| |40
|||| |||| 36   possible future local Internet registry (LIR) extra-small allocations
|||| |||32   LIR minimum allocations
|||| ||28   LIR medium allocations
|||| |24   LIR large allocations
|||| 20   LIR extra large allocations
|||16
||12   Regional Internet registry (RIR) allocations from IANA
|8
4

Előtagok összesítése

A CIDR finomszemcsés útválasztási előtag-aggregációt biztosít . Például, ha a hálózati előtagok első 20 bitje megegyezik, akkor tizenhat összefüggő / 24 hálózatot lehet összesíteni és egy nagyobb hálózatra hirdetni egyetlen / 20 útválasztási táblázat bejegyzésként. Ez csökkenti a meghirdetett útvonalak számát.

Lásd még

• Internet protokoll csomag

Hivatkozások

További irodalom

• Osztálytalan IN-ADDR.ARPA delegáció . 1998. március. Doi : 10.17487/RFC2317 . RFC 2317 .
• CIDR és klasszikus útválasztás . 1995. augusztus. Doi : 10.17487/RFC1817 . RFC 1817 .

Külső linkek

• CIDR jelentés (naponta frissül)