На самом деле класс В также слишком велик для большинства организаций. Исследования показали, что более чем в половине случаев сети класса В включают в себя менее 50 хостов. Всем этим компаниям хватило бы и сетей класса С, но почему-то все уверены, что в один прекрасный день маленькое предприятие разрастется настолько, что сеть выйдет за пределы 8-битного адресного пространства хостов. Сейчас, оглядываясь назад, кажется, что лучше было бы использовать в классе С 10-битную адресацию (до 1022 хостов в сети). Возможно, в этом случае многие организации приняли бы разумное решение устанавливать сети класса С, а не В. Таких сетей могло бы быть полмиллиона, а не 16 384, как в случае класса В.
В создавшейся ситуации нельзя обвинять разработчиков интернета за то, что они не увеличили (или не уменьшили) адресное пространство сетей класса В. Когда принималось решение о создании трех классов сетей, интернет был инструментом научно-исследовательских организаций США (и еще нескольких компаний и военных организаций). Никто не предполагал, что интернет станет коммерческой системой коммуникации общего пользования, соперничающей с телефонной сетью. Несомненно, в тот момент кто-то сказал: «В США около 2000 колледжей и университетов. Даже если все они подключатся к интернету и к ним присоединятся университеты из других стран, мы никогда не превысим число 16 000, потому что высших учебных заведений по всему миру не так уж много. Зато мы будем кодировать номер хоста целым числом байтов, что ускорит процесс обработки пакетов» (в то время это выполнялось исключительно программными средствами). Быть может, однажды кто-то воскликнет, обвиняя разработчиков телефонной сети: «Вот идиоты! Почему они не включили номер планеты в телефонный номер?» Когда телефонные сети создавались, никто не думал, что это понадобится.
Для решения этих проблем были созданы подсети, обеспечивающие гибкий механизм выделения блоков адресов для отдельных организаций. Позднее в употребление вошла новая схема, позволяющая уменьшить размер таблиц маршрутизации — CIDR. Сейчас биты, указывающие на класс сети (A, B или C), не используются, хотя ссылки на них в литературе все еще встречаются, и довольно часто.
Отказ от классов усложнил процесс маршрутизации. В старой классовой системе маршрутизация происходила следующим образом. По прибытии пакета на маршрутизатор копия IP-адреса, извлеченного из пакета и сдвинутого вправо на 28 бит, давала 4-битный номер класса. Затем с помощью 16-стороннего ветвления пакеты рассортировывались на A, B, C (а также D и E): восемь были зарезервированы для А, четыре для В, два для С. Затем при помощи маскировки по коду каждого класса определялся 8-, 16 или 32-битный сетевой номер, который и записывался с выравниванием по правым разрядам в 32-битное слово. Сетевой номер отыскивался в таблице А, В или С, причем для А и В применялась индексация, а для С — хеш-функция. По найденной записи определялась выходная линия, и по ней пакет отправлялся далее. Этот метод гораздо проще, чем нахождение наиболее длинного совпадающего префикса, при котором простой поиск по таблице невозможен, так как префиксы IP-адресов могут иметь произвольную длину.
Адреса класса D и сейчас применяются в интернете для многоадресной рассылки. Вообще-то правильнее было бы сказать, что они начинают использоваться для этих целей, так как до недавнего времени многоадресная рассылка не была распространена в интернете.
Некоторые адреса имеют особое назначение (илл. 5.55). IP-адрес 0.0.0.0 — наименьший адрес — используется хостом только при включении. Он означает «эта сеть» или «этот хост». IP-адреса с нулевым номером сети обозначают текущую сеть. Такие адреса позволяют устройствам обращаться к хостам собственной сети, не зная ее номера (но они должны знать маску сети, чтобы знать количество используемых нулей). Адрес, состоящий только из единиц, или 255.255.255.255 — наибольший адрес — обозначает все хосты в указанной сети.
Илл. 5.55. Специальные IP-адреса
Он обеспечивает широковещание в пределах текущей (обычно локальной) сети. Адреса, в которых указана сеть, но в поле номера хоста одни единицы, обеспечивают широковещание в пределах любой удаленной LAN, соединенной с интернетом. Однако многие сетевые администраторы отключают эту возможность по соображениям безопасности. Наконец, все адреса вида 127.xx.yy.zz зарезервированы для тестирования обратной петли. Пакеты, переданные на этот адрес, не попадают на линию, а обрабатываются локально как входные. В результате они могут быть отправленными на хост, даже если отправитель не знает его номера, что полезно для тестирования.
NAT — трансляция сетевого адреса
IP-адреса являются дефицитным ресурсом. У провайдера может быть /16-адрес (бывший класс В), дающий возможность подключить 65 534 хоста. Если клиентов становится больше, возникают проблемы. Так, количество 32-разрядных адресов составляет только 232, и все они закончились.
