تجزيء الشبكات
في عام 1985 عرّفت RFC950 [١] إجراء قياسي لدعم عملية تجزيء الشبكات من شبكة وحيدة تتبع أحد الصفوف أ، ب، ت إلى شبكات أصغر. وقد طرح هذا المبدأ للتغلب على بعض المشاكل التي كانت بعض أجزاء شبكة الإنترنت قد بدأت تواجهها مع التمثيل الصفي الثنائي الطبقة.
من هذه المشاكل :
- الحجم المتزايد ل جداول الإرسال.
- طلب الشركات للعديد من العناوين الشبكية الأمر الذي يشكل تهديداً لمحدودية فضاء العناوين الشبكية.
كلا هاتين المشكلتين تم القضاء عليهما من خلال إضافة طبقة جديدة لعناوين الـ IP هي رقم الشبكة الجزئية.
الشكل التالي يوضح المبدأ الأساس لتجزيء الشبكات:
- استطاع تجزيء الشبكات حل المشكلة المتعلقة بجداول الإرسال المتزايدة الحجم من خلال التأكيد على كون بنية الشبكات الجزئية المكونة للشبكة غير مرئية خارج نطاق العنوان الشبكي المخصص لمؤسسة ما. حيث أن الإرسال من الإنترنت إلى عنوان IP محدد يبقى نفسه بغض النظر عن الشبكة الجزئية التي ينتمي لها الجهاز المطلوب التخاطب معه. ذلك لأن كل الشبكات الجزئية لها نفس السابقة الشبكية (العنوان الشبكي) لكنها تختلف في رقم الشبكة الجزئية. وتكون وظيفة المسيرات المسؤولة عن الشبكات الجزئية التمييز بين هذه الشبكات. وهكذا تكون جميع الشبكات الجزئية لشبكة معينة ممثلة في مدخل واحد من مداخل جدول الإرسال. (أي يمكن للمسؤول عن تصميم الشبكات الجزئية لشبكة معينة القيام بما يحلو له دون التأثير على جداول الإرسال الخاصة بالإنترنت).
- استطاع تجزيء الشبكات حل المشكلة المتعلقة بالعدد الكبير من العناوين الشبكية المخصصة لشركة معينة من خلال السماح لكل شركة بالحصول على عنوان شبكي واحد (أو عدد قليل من العناوين على الأكثر) من فضاء العناوين المتاحة في نظام IPv4. ويكون للشركة بعد ذلك حرية التصرف بكيفية تقسيم هذا العنوان الشبكي حسب الحاجة، وبذلك استطاعت الشركات من توظيف المزيد من الشبكات الجزئية دون الحاجة لإضافة عنوان شبكي جديد.
العنوان الشبكي الموسع
تستخدم مسيرات الإنترنت العنوان الشبكي فقط للجهاز الوجهة لنقل المعطيات إلى بيئة الشبكات الجزئية. وتقوم المسيرات داخل هذه البيئة باستخدام العنوان الشبكي الموسع لنقل المعطيات بين كل من الشبكات الجزئية، يتكون العنوان الشبكي الموسع من السابقة الشبكية (العنوان الشبكي) ورقم الشبكة الجزئية. مخطط توضيحي
- ويُمثّل عندها قناع الشبكة الجزئية على كامل العنوان الشبكي الموسع.
اعتبارات تصميم الشبكات الجزئية
- الخطوة الأولى في عملية التخطيط لتصميم الشبكات الجزئية هي أخذ العدد الأكبر من الشبكات الجزئية المطلوبة وإيجاد العدد الأقرب من قوى العدد 2 بحيث يكون أكبر من العدد المطلوب من الشبكات الجزئية، على سبيل المثال إذا احتاجت الشركة إلى 9 شبكات جزئية فهي بحاجة 24 = 16 أي إلى أربع خانات ثنائية من فضاء العناوين المخصص للمستضيف.
- يجب أن يأخذ المسؤول عن الشبكة بعين الاعتبار إمكانية زيادة عدد الشبكات الجزئية في المستقبل. على سبيل المثال : إذا كانت 15 شبكة جزئية كافية في الوقت الراهن، قد لا تكون كافية بعد عامين لذلك يفضل حجز خانة ثنائية إضافية من فضاء العناوين المخصص للمستضيف مما يوفر إمكانية استخدام 32 شبكة جزئية كحد أقصى.
- يجب التأكد أيضا من أن الشبكة الجزئية تحوي عدد كافي من المستضيفين.
- أخيراً يتم إجراء نظرة شاملة للتأكد من كون العنوان الشبكي الخاص بالشركة يحوي عدد كافي من الخانات الثنائية لتنفيذ الخطة الموضوعة لتجزيء الشبكة.
مثال على تجزيء الشبكات
ليكن لدينا شركة لديها العنوان الشبكي التالي :24/193.1.1.0 وتريد أن تعرف 6 شبكات جزئية. بحيث تحوي الشبكة الجزئية الواحدة على 25 مستضيف.
الخطوة الأولى لتعريف قناع الشبكة الجزئية هو تحديد عدد الخانات الثنائية المطلوبة لتعريف 6 شبكات جزئية. ونلاحظ أن العدد الأقرب من قوى العدد 2 والأكبر من 6 هو 8 = 23 إذا نحن بحاجة إلى 3 خانات ثنائية لتمثيل الشبكات الجزئية. و على اعتبار أن العنوان الشبكي المقدم للشركة هو من الصف ت فالعنوان الشبكي إذاً يُمثّل على 3 ثمانيات أي 24 خانة ثنائية، يضاف لها 3 خانات لتمثيل الشبكات الجزئية فيصبح العنوان الشبكي ممثلا على 27 خانة تمثل طول العنوان الشبكي الموسع. ويكون قناع الشبكة الجزئية 255.255.255.224
المخطط التالي يوضح ما سبق : مخطط توضيحي
نلاحظ انه يبقى لدينا 5 خانات ثنائية لتمثيل عنوان المستضيف أي 32، وعلى اعتبار أن عنواني المستضيف المقابلين لكون جميع الخانات الثنائية أصفار أو وحدان محجوزان لعنوان الشبكة (الجميع أصفار) وعملية الإرسال المتعدد (الجميع وحدان) [٢], يبقى لدينا 30 عنوان لكل شبكة جزئية وهو أكبر من العدد المطلوب (25) لكل شبكة ومنه يمكن تمثيل الشبكات الجزئية المطلوبة.
- نلاحظ أننا حصلنا على إمكانية تمثيل 8 شبكات جزئية ترقم من 0 (000) وحتى 7 (111) تمثل على 3 خانات ثنائية.
يمكن للمسؤول عن الشبكة إن يختار من بينها أي 6 أرقام لتمثيل العنوان الشبكي للشبكات الجزئية بما في ذلك العنوانين (000) و(111) تبعاً لـ RFC 1878 [٣]
قناع الشبكة الجزئية المتعدد الأطوال
في عام 1987 حددت 1009 RFC [٤] كيف يمكن لشبكة مجزئة أن تحتوي على أكثر من قناع شبكة جزئية. هناك عدة فوائد من إسناد أكثر من قناع شبكة جزئية لعنوان IP لشبكة معينة (أي تجزيء الشبكات الجزئية إلى شبكات جزئية أخرى) :
- إن وجود أكثر من قناع شبكة جزئية يسمح باستخدام أكثر فعالية للعنوان الشبكي المخصص للشركة.
- إن وجود أكثر من قناع شبكة يسمح بتقليل الضغط الناجم عن تبادل المعطيات في الشبكة العامة من خلال حصره في الشبكات الجزئية المستهدفة حيث تصبح البنية الداخلية للشبكات الجزئية الصغيرة غير مرئية بالنسبة للشبكات الجزئية في الطبقة الأعلى.
متطلبات تنفيذ تجزيء الشبكات الجزئية إلى شبكات جزئية أصغر
- يجب على بروتكولات التسيير أن تحمل معلومات العنوان الشبكي الموسع (طول قناع الشبكة الجزئية) من أجل كل مستوى من مستويات الشبكات الجزئية المكونة للشبكة المستهدفة.
- كل المسيرات يجب إن تعتمد على خوارزمية ثابتة في نقل المعطيات وهي "خوارزمية التطابق الأكبر".
- يجب الاعتناء بتصميم الشبكات وذلك لتقليل حجم جداول الإرسال للمسيرات الداخلية وبذلك تزداد فعالية نقل المعطيات.
مثال على تجزيء الشبكات الجزئية
ليكن لدينا العنوان الشبكي التالي 24/201.45.222.0 والذي يعود للصف ت. سنقوم الآن بعملية تجزيء ثلاثية الطبقات كما في الشكل التالي
- المرحلة الأولى نقسم العنوان الشبكي الأصلي إلى شبكتين تاركين 7 خانات ثنائية للمستضيف والعنوانين هما : 25/201.45.222.0 والثاني 25/201.45.222.128 كل من الشبكتين يمكن له أن يحوي 126 مستضيف.
- نأخذ الشبكة الثانية ونجزئها إلى شبكتين فيبقى لدينا 6 خانات ثنائية لعنوان المستضيف يمكن أن تمثل 62 مستضيف، الشبكتين الناتجتين هما 26/201.45.222.128 و 26/201.45.222.192.
- نأخذ الشبكة الثانية ونجزئها إلى أربع شبكات بأخذ خانتين ثنائيتين إضافيتين من عنوان المستضيف فيبقى من 4 خانات ثنائية لعنوان المستضيف يمكن أن تمثل 14 مستضيف.
