1.6 Проектирование масштабируемого адресного пространства
Распределение адресного пространства должно быть оптимизировано. Правильное распределение адресных блоков обеспечивает выполнение необходимых условий для создания корпоративных сетей.
Иерархическая структура адресного плана характеризуется:
–Эффективным распределением адресных блоков. Иерархическое распределение адресных блоков позволяет использовать все доступные адреса, не создавая конфликтов и не оставляя части адресных блоков неиспользованными.
–Небольшим числом записей в таблицах маршрутизации. В Интернет и интранет маршрутизаторах применяется механизм иерархического суммирования маршрутов. Благодаря применению данного механизма одна запись в таблице маршрутизации представляет иерархическую совокупность IP адресов. Данный механизм обеспечивает следующие преимущества:
–Более эффективная маршрутизация;
–Использование значительно меньших вычислительных возможностей маршрутизатора;
–Быстрая сходимость сети при изменениях в ее структуре;
–Упрощенный поиск и устранение ошибок.
При иерархическом распределении адресов адресное пространство должно иметь точки суммирования маршрутов в ключевых местах сети. Суммирование маршрутов помогает уменьшить размер таблиц маршрутизации. Также суммирование маршрутов помогает локализовать изменения, происходящие в топологии сети, что позволяет повысить стабильность сети передачи данных. Стабильность сети передачи данных позволяет уменьшить требования по пропускной способности каналов связи для передачи служебной информации, которой обмениваются маршрутизаторы для построения своих таблиц маршрутизации. Также уменьшается загрузка оперативной памяти и процессора маршрутизаторов, которые тратятся на построение таблиц маршрутизации.
В качестве примера рассмотрим распределенную сеть передачи данных (Рисунок 1.20) которая объединяет 50 подразделений, каждое из которых имеет по 200 сетей /24.
Общее количество сетей в рассматриваемой корпоративной сети равно 50*200=10000. При грамотном использовании иерархической структуры распределения адресного пространства маршрутизаторы уровня распределения каждого из подразделений имеют в своих таблицах маршрутизации 200 сетей / 24 которые находятся внутри подразделения и еще 49 сетей 10.x.0.0 /16 которые представляют собой суммарные маршруты на сети других подразделений. Общее количество записей в таблице маршрутизации маршрутизаторов уровня распределения равняется 249.
28
10.1.0.0/16 |
10.3.0.0/16 |
|
Ядро |
|
10.2.0.0/16 |
10.1.1.0 |
10.1.2.0 10.3.1.0 |
10.3.2.0 |
10.2.1.0 |
10.2.2.0 |
Рисунок 1.20 – Иерархическое распределение адресного пространства
Таблицы маршрутизации ядра этой сети содержат только суммарные маршруты до сетей каждого подразделения. Общее число записей таблиц маршрутизации маршрутизаторов ядра равно 50.
Стоит обратить внимание на то, что любые изменения в сетевой структуре отдельного подразделения ни как не влияют на суммарный маршрут до этого подразделения, поэтому эти изменения ни как не могут повлиять на таблицы маршрутизации ни ядра сети, ни какого-либо другого подразделения.
10.1.1.0/24 |
10.2.2.0/24 |
10.3.2.0/24 |
10.1.2.0/24 |
|
Ядро |
|
10.2.1.0/24 |
|
10.3.1.0/24 |
10.1.1.0 |
10.3.2.0 10.2.2.0 |
10.1.2.0 |
10.2.1.0 |
10.3.1.0 |
Рисунок 1.21 – Произвольное распределение адресного пространства
Теперь рассмотрим сеть с тем же количеством сетей без применения иерархического распределения адресного пространства (Рисунок 1.21).
В данной сети нет возможности произвести суммирование маршрутов на маршрутизаторах уровня распределения каждого из подразделений. Следовательно, все частные маршруты попадают в таблицы маршрутизаторов ядра сети, а оттуда в таблицы маршрутизации каждого маршрутизатора корпорации. Общее число записей в таблицах маршрутизации будет равно 50*200=10000.
29
При таком количестве записей в таблицах маршрутизации потребуются значительные вычислительные ресурсы на маршрутизаторах, чтобы вести данные таблицы маршрутизации.
Так как данная сеть передачи данных очень большая то в ней постоянно будут происходить изменения ее внутренней структуры, а информация о каждом изменении структуры должна будет распространиться до каждого маршрутизатора, и тот в свою очередь должен будет ее обработать. Поэтому в такой сети подавляющую часть времени маршрутизаторы будут заниматься построением таблиц маршрутизации, а не передачей пользовательского трафика.
Как видно из примеров применение иерархической структуры распределения адресного пространства значительно повышает надежность сети передачи данных а так же значительно уменьшить финансовые затраты на оборудование сети.
Стоит заметить, что в сетях передачи данных больших корпораций стоит использовать не только иерархическое разделение адресного пространства, но и логическое. Иными словами IP адреса сетей должны делиться и по виду их применения. Например, сети могут разделяться на пользовательские, магистральные, сети управления оборудованием и другие.
Такое функциональное разделение адресного пространства с применением иерархической структуры значительно упростит применение современных технологий в корпоративной сети передачи данных.
30