Классовая адресация IPv4

При разработке базовых стандартов и протоколов, положенных в основу будущей глобальной сети (Интернет), невозможно было представить, какое количество адресов потребуется для работы всех узлов сети. Размер адреса IPv4 был выбран длиной в 32 бита (при этом можно адресовать 232 = 4,3 млрд. устройств). Как показала практика, этой длины адреса для современной сети Интернет недостаточно. В связи с этим при использовании IPv4 очень важным вопросом является оптимизация выдаваемых адресов с точки зрения максимально эффективного использования адресного пространства IPv4.

Хронологически первым методом разделения IP-адресов является так называемая классовая модель IP-адресации, которая частично решила проблему нерационального использования адресного пространства. Согласно этой модели, все пространство IP-адресов делится на 5 классов в зависимости от значения первых четырех битов адреса IPv4. Классам присвоены имена от А до Е.

Первые 3 класса А, В и С используются для индивидуальной (unicast) адресации сетей и узлов, класс D – для многоадресной или групповой (multicast) рассылки, класс Е зарезервирован для экспериментов. Классы А, В и С имеют различную длину сетевой части адреса.

Для сетей класса А под идентификатор сети отводится 1 байт (первый октет), 3 оставшихся байта (3 октета) используются для идентификатора узла, причем старший (левый) бит идентификатора сети всегда равен 0.

Рис. 7.7 Формат адреса IPv4 класса А
Рис. 7.7 Формат адреса IPv4 класса А

Поскольку первый бит идентификатора сети всегда равен нулю, то оставшиеся 7 битов позволяют адресовать 128 (27) различных сетей. Однако ввиду того, что адреса 0.0.0.0 и 127.0.0.0 являются специальными IPv4-адресами, количество доступных сетей класса А равно 126 (27-2). В каждой сети класса А можно адресовать до 16 777 214 (224-2) узлов. Два адреса вычитаются вследствие того, что они используются в специальных целях и не могут быть назначены устройству (первый — адрес сети, последний — широковещательный адрес).

Сети класса В определяются значениями 10 в двух старших битах адреса. Первые 2 байта в адресе используются для идентификатора сети, оставшиеся 2 байта – для идентификатора узла. В результате количество доступных сетей класса В составляет 16 384 (214) с количеством узлов в каждой сети равным 65 534 (216-2).

Рис. 7.8 Формат адреса IPv4 класса В
Рис. 7.8 Формат адреса IPv4 класса В

Для сетей класса С под идентификатор сети отводится 3 байта в то время как под идентификатор узла только 1 байт. Три старших бита первого октета всегда равны 110, позволяя определить, что адрес относится именно к классу С. Таким образом, получаем 2 097 152 (221) сетей, в каждой из которых находится 254 (28-2) узла.

Рис. 7.9 Формат адреса IPv4 класса С
Рис. 7.9 Формат адреса IPv4 класса С

Сети класса D определяются значениями 1110 в первых четырех битах адреса, остальные биты используются для адресации многоадресной группы. Адресное пространство класса D зарезервировано для групповой рассылки и используется для адресации группы узлов. Идентификаторов сетей и узлов в IPv4-адресе класса D не выделяют.

Рис. 7.10 Формат адреса IPv4 класса D
Рис. 7.10 Формат адреса IPv4 класса D

Сети класса Е являются экспериментальными и в настоящее время не используются. Адреса в этом классе определяются значениями 1111 в первых четырех битах.

Рис. 7.11 Формат адреса IPv4 класса E
Рис. 7.11 Формат адреса IPv4 класса E

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *