مسیریابی بدون کلاس بین دامنه‌ای (CIDR) چیست؟

CIDR چیست؟

مسیریابی بدون کلاس بین دامنه‌ای (CIDR) یک روش تخصیص آدرس IP است که کارایی مسیریابی داده‌ها را در اینترنت بهبود می‌بخشد. هر دستگاه، سرور و دستگاه کاربر نهایی که به اینترنت متصل می‌شود، یک شماره منحصربه‌فرد به نام آدرس IP با خود مرتبط دارد. دستگاه‌ها با استفاده از این آدرس‌های IP یکدیگر را پیدا کرده و با هم ارتباط برقرار می‌کنند. سازمان‌ها از CIDR برای تخصیص انعطاف‌پذیر و کارآمد آدرس‌های IP در شبکه‌های خود استفاده می‌کنند.

قالب‌های مختلف آدرس IP کدامند؟

یک آدرس IP دو بخش دارد:

• آدرس شبکه: مجموعه‌ای از ارقام عددی است که به شناسه منحصربه‌فرد شبکه اشاره دارد.
• آدرس میزبان (Host): مجموعه‌ای از اعداد است که شناسه میزبان یا دستگاه منفرد را در شبکه نشان می‌دهد.

تا اوایل دهه ۱۹۹۰، آدرس‌های IP با استفاده از سیستم آدرس‌دهی کلاس‌بندی‌شده تخصیص داده می‌شدند. طول کل آدرس ثابت بود و تعداد بیت‌های تخصیص یافته به بخش‌های شبکه و میزبان نیز ثابت بود.

آدرس‌های کلاس‌بندی‌شده

یک آدرس IPv4 از ۳۲ بیت تشکیل شده است. هر رشته از اعداد که با نقطه از هم جدا شده‌اند، از ۸ بیت تشکیل شده و به صورت عددی بین ۰ تا ۲۵۵ نمایش داده می‌شوند. سازمان‌ها می‌توانستند سه کلاس از آدرس‌های IPv4 را خریداری کنند.

• کلاس A: یک آدرس IPv4 کلاس A دارای ۸ بیت پیشوند شبکه است. به عنوان مثال، به آدرس ۴۴.۰.۰.۱ توجه کنید که در آن ۴۴ آدرس شبکه و ۰.۰.۱ آدرس میزبان است.
• کلاس B: یک آدرس IPv4 کلاس B دارای ۱۶ بیت پیشوند شبکه است. به عنوان مثال، به آدرس ۱۲۸.۱۶.۰.۲ توجه کنید که در آن ۱۲۸.۱۶ آدرس شبکه و ۰.۲ آدرس میزبان است.
• کلاس C: یک آدرس IPv4 کلاس C دارای ۲۴ بیت پیشوند شبکه است. به عنوان مثال، به آدرس ۱۹۲.۱۶۸.۱.۱۰۰ توجه کنید که در آن ۱۹۲.۱۶۸.۱ آدرس شبکه و ۱۰۰ آدرس میزبان است.

آدرس‌های بدون کلاس

آدرس‌های بدون کلاس یا مسیریابی بدون کلاس بین دامنه‌ای (CIDR) از ماسک زیرشبکه با طول متغیر (VLSM) برای تغییر نسبت بین بیت‌های آدرس شبکه و میزبان در یک آدرس IP استفاده می‌کنند. ماسک زیرشبکه مجموعه‌ای از شناسه‌ها است که با تبدیل بخش آدرس میزبان به صفر، مقدار آدرس شبکه را از آدرس IP بازمی‌گرداند.

یک دنباله VLSM به مدیران شبکه اجازه می‌دهد فضای آدرس IP را به زیرشبکه‌هایی با اندازه‌های مختلف تقسیم کنند. هر زیرشبکه می‌تواند تعداد میزبان انعطاف‌پذیر و تعداد محدودی آدرس IP داشته باشد. یک آدرس IP مبتنی بر CIDR یک مقدار پسوند را به یک آدرس IP معمولی اضافه می‌کند که تعداد بیت‌های پیشوند آدرس شبکه را مشخص می‌کند.

به عنوان مثال، ۱۹۲.۰.۲.۰/۲۴ یک آدرس IPv4 CIDR است که در آن ۲۴ بیت اول، یا ۱۹۲.۰.۲، آدرس شبکه است.

محدودیت‌های آدرس‌دهی IP کلاس‌بندی‌شده که CIDR بر آن‌ها غلبه می‌کند، چیستند؟

پیش از مسیریابی بدون کلاس بین دامنه‌ای (CIDR)، آدرس‌های IP کلاس‌بندی‌شده بودند و ناکارآمدی‌هایی ایجاد می‌کردند. در ادامه به برخی از این کاستی‌ها می‌پردازیم.

آدرس‌دهی IP غیرانعطاف‌پذیر

در سیستم آدرس‌دهی کلاس‌بندی‌شده، هر کلاس تعداد ثابتی از دستگاه‌ها را پشتیبانی می‌کرد:

• کلاس A از ۱۶,۷۷۷,۲۱۴ میزبان پشتیبانی می‌کرد.
• کلاس B از ۶۵,۵۳۴ میزبان پشتیبانی می‌کرد.
• کلاس C از ۲۵۴ میزبان پشتیبانی می‌کرد.

چینش کلاس‌بندی‌شده در تخصیص آدرس‌های IP ناکارآمد بود و منجر به هدر رفتن فضاهای آدرس IP می‌شد.

به عنوان مثال، سازمانی با ۳۰۰ دستگاه نمی‌توانست از یک آدرس IP کلاس C استفاده کند که تنها اجازه اتصال ۲۵۴ دستگاه را می‌داد. بنابراین، سازمان مجبور می‌شد برای یک آدرس IP کلاس B درخواست دهد که ۶۵,۵۳۴ آدرس میزبان منحصربه‌فرد را فراهم می‌کرد. با این حال، تنها ۳۰۰ دستگاه متصل می‌شدند که ۶۵,۲۳۴ فضای آدرس IP استفاده نشده باقی می‌ماند.

محدودیت‌ها در طراحی شبکه

IPهای کلاس‌بندی‌شده توانایی شما را در ترکیب شبکه‌ها در صورت نیاز محدود می‌کردند. به عنوان مثال، این آدرس‌های IP در معماری کلاس‌بندی‌شده به شبکه‌های کلاس C مختلفی تعلق دارند:

۱۹۲.۱۶۸.۱.۰

۱۹۲.۱۶۸.۰.۰

به عنوان یک مدیر شبکه، نمی‌توانستید هر دو شبکه را ترکیب کنید زیرا ماسک زیرشبکه کلاس C به صورت ۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۰ ثابت بود.

مزایای CIDR چیست؟

با مسیریابی بدون کلاس بین دامنه‌ای (CIDR)، سازمان شما انعطاف‌پذیری بیشتری در تخصیص آدرس‌های IP و مسیریابی داده‌ها بین دستگاه‌ها دارد.

کاهش هدر رفتن آدرس IP

CIDR هنگام تعیین تخصیص شناسه‌های شبکه و میزبان در یک آدرس IP، انعطاف‌پذیری را فراهم می‌کند. می‌توانید از CIDR برای تخصیص تعداد مورد نیاز آدرس IP برای یک شبکه خاص و کاهش هدر رفت استفاده کنید. علاوه بر این، CIDR ورودی‌های جدول مسیریابی را کاهش داده و مسیریابی بسته‌های داده را ساده می‌کند.

انتقال سریع داده‌ها

CIDR به مسیریاب‌ها اجازه می‌دهد آدرس‌های IP را به طور کارآمدتر در چندین زیرشبکه سازماندهی کنند. زیرشبکه یک شبکه کوچک‌تر است که در درون یک شبکه بزرگ‌تر وجود دارد. به عنوان مثال، تمام دستگاه‌های متصل به یک مسیریاب در یک زیرشبکه قرار دارند و دارای پیشوند آدرس IP یکسانی هستند.

با CIDR، سازمان شما می‌تواند چندین زیرشبکه ایجاد و یکپارچه کند. این امر باعث می‌شود داده‌ها بدون طی کردن مسیرهای غیرضروری به آدرس مقصد برسند.

ایجاد یک ابر خصوصی مجازی (VPC)

ابر خصوصی مجازی (VPC) یک فضای دیجیتال خصوصی است که در فضای ابری میزبانی می‌شود. این امکان را به سازمان شما می‌دهد تا بار کاری را در یک محیط ایزوله و امن فراهم کند. یک VPC هنگام انتقال بسته‌های داده بین دستگاه‌های متصل، از آدرس‌های IP مبتنی بر CIDR استفاده می‌کند.

ایجاد ابرشبکه‌ها (Supernets) با انعطاف‌پذیری

ابرشبکه گروهی از زیرشبکه‌ها با پیشوندهای شبکه مشابه است. CIDR انعطاف‌پذیری در ایجاد ابرشبکه‌ها را فراهم می‌کند که در معماری ماسک‌گذاری مرسوم امکان‌پذیر نیست. به عنوان مثال، سازمان شما می‌تواند آدرس‌های IP را با استفاده از نمادی مانند این در یک بلوک شبکه واحد ترکیب کند:

۱۹۲.۱۶۸.۱ /۲۳

۱۹۲.۱۶۸.۰ /۲۳

این نماد یک ماسک زیرشبکه ۲۵۵.۲۵۵.۲۵۴.۰ را به آدرس IP اعمال می‌کند که ۲۳ بیت اول را به عنوان آدرس شبکه بازمی‌گرداند. مسیریاب تنها به یک ورودی جدول مسیریابی برای مدیریت بسته‌های داده بین دستگاه‌های موجود در زیرشبکه‌ها نیاز دارد.

CIDR چگونه کار می‌کند؟

مسیریابی بدون کلاس بین دامنه‌ای (CIDR) به مسیریاب‌های شبکه اجازه می‌دهد بسته‌های داده را بر اساس زیرشبکه مشخص شده به دستگاه مربوطه مسیریابی کنند. به جای طبقه‌بندی آدرس IP بر اساس کلاس‌ها، مسیریاب‌ها آدرس شبکه و میزبان را همانطور که توسط پسوند CIDR مشخص شده است، بازیابی می‌کنند.

برای درک نحوه کار CIDR، درک بلوک‌های CIDR و نماد CIDR مهم است.

بلوک‌های CIDR

یک بلوک CIDR مجموعه‌ای از آدرس‌های IP است که پیشوند شبکه و تعداد بیت‌های یکسانی را به اشتراک می‌گذارند. یک بلوک بزرگ از آدرس‌های IP بیشتر و پسوند کوچک‌تر تشکیل شده است.

مرجع شماره‌های اختصاص یافته اینترنت (IANA) بلوک‌های بزرگ CIDR را به ثبت‌کننده‌های اینترنت منطقه‌ای (RIR) اختصاص می‌دهد. سپس، RIRها بلوک‌های کوچک‌تر را به ثبت‌کننده‌های اینترنت محلی (LIR) اختصاص می‌دهند که آن‌ها نیز به نوبه خود آن‌ها را به سازمان‌ها اختصاص می‌دهند. در همین حال، کاربران خصوصی برای بلوک‌های CIDR از ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت خود درخواست می‌کنند.

نماد CIDR

نماد CIDR یک آدرس IP و یک پسوند را نمایش می‌دهد که بیت‌های شناسه شبکه را در قالبی مشخص نشان می‌دهد. به عنوان مثال، می‌توانید ۱۹۲.۱۶۸.۱.۰ را با یک شناسه شبکه ۲۲ بیتی به صورت ۱۹۲.۱۶۸.۱.۰/۲۲ بیان کنید.

CIDR چگونه در IPv6 استفاده می‌شود؟

IPv6 یک سیستم آدرس‌دهی شبکه است که برای جایگزینی IPv4 طراحی شده است. IPv6 از یک شناسه منحصربه‌فرد ۱۲۸ بیتی استفاده می‌کند که به آن اجازه می‌دهد آدرس‌های IP بیشتری نسبت به IPv4 داشته باشد.

یک آدرس IPv6 از ۸ مقدار هگزادسیمال جدا شده با دو نقطه تشکیل شده است. IPv6 فضای آدرس بسیار بزرگ‌تری را برای جای دادن تعداد فزاینده دستگاه‌هایی که امروزه به اینترنت متصل می‌شوند، فراهم می‌کند.

تحت مسیریابی بدون کلاس بین دامنه‌ای (CIDR)، آدرس‌های IPv6 می‌توانند با پیشوندهایی با طول بیت دلخواه، مشابه آدرس‌های IPv4، تجمیع شوند. به عنوان مثال، ۲۰۰۱:0db8::/32 یک آدرس IPv6 CIDR است که در آن ۳۲ بیت اول، یا ۲۰۰۱:db8، آدرس شبکه است.