Yönlendirme protokolleri IP adreslerini iki şekilde değerlendirebilir. Daha eski yönlendirme protokolleri IP adreslerini genelde sınıflı olarak değerlendirirken, sonradan geliştirilen yönlendirme protokolleri, sınıflı protokollerin getirdiği kısıtlamaları aşmak için adresleri sınıfsız olarak değerlendirmişlerdir.
3.3.1. IP adresi sınıfları
IP adreslemesi ilk oluşturulduğunda çeşitli büyüklüklerdeki şebekelerde kullanıma uygunluklarına göre sınıflara ayrılmış ve bu sınıflara göre alt şebeke maskeleri belirlenmiştir. Bu sınıflandırma yapılırken adreslerin ilk oktetlerine dikkat edilmiş ve Tablo 3.2deki ilk oktet kuralı uygulanmıştır. [2]
Tablo 3.2: İlk oktet kuralı
İlk oktet bit dizilimi Adres sınıfı İlk oktetin alabileceği değerler
0 A 0-127
10 B 128-191
110 C 192-223
1110 D 224-239
1111 E 240-255
Bu kurala göre oluşturulan sınıflardan ilk üçü internette adresleme için kullanılabilir olarak belirlenmiştir. D sınıfı adresler özel uygulamaların multicast olarak paket göndermeleri için ayrılmıştır. E sınıfı adresler ise test amaçları için ayrılmıştır. Bu iki sınıf internet üzerinde adresleme için kullanılmazlar. Bu kurala göre adresleme için kullanılan sınıflara belirli alt şebeke maskeleri atanmış ve her IP şebekesinin tek bir fiziksel şebekede kullanılması gerekmiştir. Tablo 3.3te adresleme için kullanılan adresler ve alt şebeke maskeleri gösterilmiştir.
Tablo 3.3: Adresleme için kullanılabilir şebeke numaraları
A Sınıfı B Sınıfı C Sınıfı İlk oktet değerleri 1 - 126 128 - 191 192 – 223
Kullanılabilir şebeke numaraları 1.0.0.0 - 126.0.0.0
128.1.0.0 – 191.254.0.0
192.0.1.0 – 223.255.254.0 Alt şebeke maskesi 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 Bu sınıftaki şebekelerin sayısı 27 - 2 214 - 2 221 – 2
Şebeke başına adres sayısı 224 - 2 216 - 2 28 - 2
Görüldüğü gibi ilk oktet kuralına göre bu sınıflara dahil olan bazı şebeke numaraları da kullanılabilir şebekeler arasında yer almaz. Örneğin 0.0.0.0 şebekesi başlangıçta broadcast adresi olarak kullanılmak için düşünülmüştür, 127.0.0.0 şebekesi ise halen cihazların kendilerini tanımlamak için (loopback adresi) kullanılmaktadır. Bunlar dışında 128.0.0.0, 191.255.0.0, 192.0.0.0 ve 223.255.255.0 şebekeleri de ayrılmış şebeke numaralarıdır ve kullanılmamaktadır. [6]
IP bloğu almak isteyen bir firmaya bu sınıflandırmaya göre adresler verildiğinde çeşitli sorunlar ortaya çıkmaktadır. Böyle bir durumda 50 adrese ihtiyacı olan bir firma için C sınıfı bir blok ayırmak, 800 kadar adrese ihtiyacı olan bir firmaya B sınıfı bir blok veya birkaç C sınıfı bloğu ayırmak gerekiyordu. Ancak 800 IP adresine ihtiyacı olan bir firmaya bir B sınıfı blok ayrılırsa bu bloktaki 65534 kullanılabilir adresten 64734 tanesi kullanılmayacaktır. Aynı firmaya 4 tane C sınıfı blok ayrıldığında yeterli sayıda IP adresi verilmiş olacak ancak bu kez de firma içinde birden fazla şebeke kullanılacak ve yönlendirme gereksinimi ortaya çıkacaktır. Daha da önemli olan sorun, internet üzerinde bu firma için yönlendirme tablolarına 4 satır yazılması olacaktır. Bu da yönlendirme tablolarının çok fazla büyümesi demektir.
Internet zamanla geliştikçe sınıflı adresleme kullanımı sınırlar hale geldi. Yönlendirmeyi sağlayan cihazlardaki yönlendirme tabloları sınır değerlere kadar büyüdüğü halde aslında dağıtılan adreslerin pek azı kullanılıyordu. Bu da hem adres yetersizliğine hem de yavaş yönlendirmeye neden oluyordu.
3.3.2. CIDR
Önceki bölümde bahsedilen sorunlara çözüm olarak Sınıfsız - Alanlar Arası Yönlendirme (CIDR – Classless InterDomain Routing) kavramı geliştirilmiştir. CIDR kullanıldığında bir firmaya ihtiyacını karşılayacak sayıda sınıflı adres bloğu verilir ancak bu adresler sınıflar için belirlenmiş alt şebeke maskeleri yerine, verilen blokların hepsini tek bir şebeke olarak ifade edecek bir alt şebeke maskesi ile kullanılır. Böylece verilen bloklar hem firma içinde tek blok gibi kullanılabilir, hem de internette yönlendirme tabloları üzerinde tek bir özetleme ile belirtilebilir. CIDR kullanılarak internet yönlendirme tabloları önemli ölçüde küçültülmüştür. Bu da yönlendiriciler üzerindeki işlemci ve hafıza yükünü azaltmış, ayrıca yönlendirme işleminin de daha hızlı gerçekleşmesini sağlamıştır.
Önceki örnekteki 800 adrese ihtiyacı olan firmaya dönersek, CIDR kullanıldığında bu firmaya yine 4 tane C sınıfı blok ayrılır. Ancak varsayılan 255.255.255.0 (/24 ön ekli) alt şebeke maskesi yerine 255.255.252.0 (/22 ön ekli) alt şebeke maskesi kullanılır. Verilen blokların 200.10.20.0 – 200.10.21.0 – 200.10.22.0 ve 200.10.23.0 olduğunu düşünürsek, bu blokların 200.10.20.0/22 şeklinde tek blok olarak özetlenebileceğini görebiliriz. Özet blok 200.10.20.1 ile 200.10.23.254 arasındaki kullanılabilir adresleri kapsamaktadır. Bu, C sınıfı blokların adreslerini karşılamanın yanında boşa gidecek bazı şebeke ve broadcast adreslerinin de cihaz adreslemesinde kullanımına imkan verir. Görüldüğü gibi internetteki herhangi bir yönlendiricinin bu özet bloğa ait yönlendirme bilgisini bilmesi, firmanın kullandığı herhangi bir IP adresine erişim için yeterlidir.
CIDR kullanımının yararlarını aşağıdaki gibi özetlemek mümkündür: - Yönlendirme tablolarının önemli ölçüde küçülmesi
- Şebekedeki trafiğin ve cihazlardaki işlemci ve hafıza yükünün azalması
- Şebekelere adres dağıtılırken sınıflı adreslemeye göre çok daha esnek olunabilmesi
3.3.3. Sınıflı Yönlendirme Protokolleri
Sınıflı yönlendirme protokolleri güncelleme paketlerinde alt şebeke maskesi bilgisini göndermezler ve IP adreslerini sınıflı olarak değerlendirirler. Bu özellikleri yüzünden şebeke tasarımında kısıtlamalar getirirler. RIPv1 ve IGRP protokolleri sınıflı yönlendirme protokollerine örnektir.
Sınıflı yönlendirme protokollerinde,
- Şebeke sınırlarında otomatik özetleme yapılır.
- Farklı ana şebekeler arasında yönlendirme bilgileri iletilirken şebekenin sınıflı hali ile özetlenerek güncelleme yollanır.
- Aynı ana şebeke içinde (sınıflı bir blok içinde) yönlendirme güncellemeleri alt şebeke maskesi gönderilmeden yapılır.
- Bir ana şebeke içinde kullanılan alt şebeke maskesinin sabit olduğu varsayılır.
Sınıflı yönlendirme protokolleri kullanıldığında, alt şebeke maskesi güncellemelere dahil olmadığından çeşitli sorunlar meydana gelebilir. Bunlardan biri Şekil 3.5’te gösterilmiştir.
Şekil 3.5: Sınıflı yönlendirme protokollerinde ortaya çıkabilecek sorunlar Burada görüldüğü gibi 10.0.0.0 ana şebekesine dahil 10.1.1.0/24 alt şebekesi, B yönlendiricisi tarafından 192.168.1.0 ana şebekesine ait bir bağlantı üzerinden C yönlendircisine duyurulmaktadır. Ancak daha önce belirtilen kurallara uygun olarak, farklı bir ana şebeke üzerinden duyurulduğu için, 10.0.0.0 olarak sınıflı bazda özetlenerek ve alt şebeke maskesi olmadan özetlenmiştir. Aynı şekilde E yönlendiricisi de 10.2.3.0/24 alt şebekesini farklı bir ana şebeke üzerinden (172.16.0.0) özetleyerek C yönlendiricisine duyurmaktadır. Bu durumda C yönlendiricisi, 10.0.0.0 şebekesine B üzerinden de E üzerinden de ulaşabileceğini düşünür. C yönlendiricisine 10.1.1.23 adresine gönderilmesi gereken paketler
geldiğinde ise bu bilgiye dayanarak B ve E yönlendiricilerine bağlantıları üzerinde yük dağılımı uygulayacaktır. Bunun anlamı ise, bir paketi B yönlendiricisine gönderirken, hemen sonraki paketi E yönlendiricisine yollaması ve paketlerin yarısının gitmesi gereken hedefe ulaşmamasıdır.
Sınıflı yönlendirme protokolü kullanılacak bir şebekede adresleme yapılırken sorun çıkmaması için dikkatli olunmalıdır. Yukarıdaki gibi bir sonuç oluşmaması için, şebekede bir ana şebekenin alt şebekelerinden adresler verilen kısımları birbirine bağlı olmalı, aralarına başka bir ana şebekeye ait bağlantılar girmemelidir. Bu durumda, sınırlarda özetleme yapılsa da yönlendirmede bir sorun ortaya çıkmayacaktır.
Sınıflı bir yönlendirme protokolü kullanıldığında, sorun çıkmaması için gerekli tasarım ilkelerine dikkat edilse de, tüm şebeke üzerinde alt şebeke maskelerinin sabit olmasının gerekmesi adreslerin verimsiz kullanılmasına yol açar. Eğer şebekenin bir bölümündeki 200 cihaz adreslenirken /24 ön ekli alt şebeke maskesi kullanılırsa, tüm şebekedeki bölümler ve bağlantılarda bu maske kullanılmak zorundadır. Oysa iki yönlendirici arasındaki noktadan noktaya bir bağlantı için sadece 2 IP adresi yeterli olacaktır. Böyle bir bağlantıya /24 ön ekli adresler verildiğinde bloktaki 254 adresin 252 tanesi boşa gitmiş olacaktır.
3.3.4. Sınıfsız Yönlendirme Protokolleri
Sınıfsız yönlendirme protokolleri, sınıflı yönlendirme protokollerinin getirdiği kısıtlamaları aşmak için geliştirilmiştir. RIPv2, OSPF, IS-IS ve EIGRP sınıfsız yönlendirme protokollerine örnektir. Özellikleri aşağıda belirtilmiştir:
- Yönlendirme güncellemeleri ile alt şebeke maskesi bilgisi de gönderilir.
- Aynı ana şebekeye ait alt şebekelerde farklı alt şebeke maskeleri kullanılabilir, buna Değişken Uzunluklu Alt Şebeke Maskesi (VLSM – Variable-Length Subnet Mask) denir.
- CIDR kullanımına imkan verirler.
- Bir ana şebeke içinde de özetleme yapılabilir. Bu şebeke yöneticisinin elle ayarlaması gereken bir işlemdir.