نظام توجيه مجال الإنترنت CIDR في شبكات الحاسوب

يعتمد “CIDR” على إخفاء الشبكة الفرعية متغيرة الطول “VLSM” والذي يمكّن مهندسي الشبكات من تقسيم مساحة عنوان “IP” إلى تسلسل هرمي من الشبكات الفرعية بأحجام مختلفة، ممّا يجعل من الممكن إنشاء شبكات فرعية بأعداد مضيف مختلفة دون إضاعة أعداد كبيرة من العناوين.

ما هو نظام توجيه مجال الإنترنت بدون طبقات CIDR

نظام توجيه مجال الإنترنت بدون طبقات “CIDR”: هو المعروف أيضاً باسم “super netting” وهو طريقة لتعيين عناوين بروتوكول الإنترنت “IP” التي تعمل على تحسين كفاءة توزيع العناوين واستبدال النظام السابق استناداً إلى شبكات الفئة A والفئة B والفئة C، وكان الهدف الأولي له هو إبطاء زيادة جداول التوجيه على أجهزة التوجيه عبر الإنترنت وتقليل الاستنفاد السريع لعناوين “IPv4″، ونتيجة لذلك ازداد عدد عناوين الإنترنت المتاحة بشكل كبير.

• “CIDR” هي اختصار لـ “Classless Inter-Domain Routing”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

• “IPv4” هي اختصار لـ “Internet Protocol version 4”.

أساسيات توجيه مجال الإنترنت بدون طبقات CIDR

تضمن التصميم الأصلي لشبكة الإنترنت عدم الكفاءة التي استنزفت مجموعة عناوين “IPv4” غير المعينة بشكل أسرع من اللازم، حيث تضمن التصميم الراقي ما يلي:

• الفئة A، بأكثر من “16 مليون معرف”.

• الفئة B مع “65.535 معرفاً”.

• الفئة C مع “254 معرف مضيف”.

إذا احتاجت إحدى المؤسسات إلى أكثر من “254 جهازاً مضيفاً”، فسيتم تحويلها إلى الفئة B، ومع ذلك فقد يؤدي ذلك إلى إهدار أكثر من “60.000 مضيف” إذا لم تكن الشركة بحاجة إلى استخدامها، وبالتالي تقليل توفر عناوين “IPv4” دون داعٍ، كما تم تقديم “CIDR” من قبل فريق مهام هندسة الإنترنت “IETF” في عام 1993م لإصلاح هذه المشكلة.

تتكون عناوين “CIDR” من مجموعتين من الأرقام أبدي البادئة وهي التمثيل الثنائي لعنوان الشبكة على غرار ما يمكن رؤيته في عنوان “IP” العادي، واللاحقة التي تعلن عن العدد الإجمالي للبتات في العنوان بأكمله، وعلى سبيل المثال قد يبدو تدوين “CIDR” بالشكل التالي “192.168.129.23/17″، حيث يمثل “17” عدد البتات في العنوان، كما تسمح عناوين “IPv4” بحد أقصى “32 بت”.

كما يمكن تطبيق نفس تدوين “CIDR” على عناوين “IPv6“، حيث سيكون الاختلاف الوحيد هو أنّ عناوين “IPv6” يمكن أن تحتوي على ما يصل إلى “128 بت”.

• “IETF” هي اختصار لـ “Internet Engineering Task Force”.

كتل نظام CIDR

كتل “CIDR”: هي مجموعات من العناوين تشترك في نفس البادئة وتحتوي على نفس عدد البتات حيث إن الجمع بين كتل “CIDR” المتعددة المتصلة في كل أكبى، ومشاركة بادئة شبكة مشتركة وهو ما يشكل “super netting”.

يمكن تحديد حجم كتل “CIDR” بطول البادئة، حيث تسمح البادئة القصيرة بمزيد من العناوين وبالتالي تشكل كتلة أكبر بينما تشير البادئة الأطول إلى عناوين أقل وكتلة أصغر، كما يتم التعامل مع الكتل مبدئياُ بواسطة هيئة الإنترنت للأرقام المخصصة “IANA”، و”IANA” مسؤولة عن توزيع مجموعات كبيرة من عناوين “IP” على سجلات الإنترنت الإقليمية “RIRs”، حيث تُستخدم هذه الكتل في مناطق جغرافية كبيرة مثل أمريكا الشمالية وأفريقيا وأوروبا.

بمجرد أن يتلقى “RIR” الكتلة الخاصة به يجب عليه إنشاء كتل أصغر لتعيينها إلى سجلات الإنترنت المحلية “LIRs”، كما قد يستمر تقسيم الكتل أكثر حتى تصل إلى المستخدم النهائي ويعتمد حجم الكتلة المخصصة للمستخدم النهائي على عدد العناوين الفردية التي سيطلبها المستخدم.

كما يتم تعيين كتل لمعظم المستخدمين النهائيين بواسطة مزود خدمة الإنترنت الخاص بهم، ومع ذلك يجب أن تتلقى المنظمات، والتي تستخدم عدة مزودي خدمة إنترنت كتل مستقلة عن الموفر مباشرةً من “RIR” أو “LIR”.

• “IANA” هي اختصار لـ “Internet Assigned Numbers Authority”.

• “RIR” هي اختصار لـ “regional Internet registry”.

• “LIR” هي اختصار لـ “local internet Register”.

• “IANA” هي اختصار لـ “Internet Assigned Numbers Authority”.

تدوين نظام CIDR

يخصص “IP” بعض العناوين لأغراض محددة، وعلى سبيل المثال يتم وضع العديد من النطاقات مثل الفئة “B 192.168.0.0” جانباً على أنّها غير قابلة للتوجيه وتستخدم لتعريف شبكة خاصة، حيث تقوم معظم أجهزة توجيه النطاق العريض المنزلية بتحديد عناوين من شبكة “192.168” للأنظمة داخل المنزل، كما لا يسمح “IP” أيضاً بمعرّفات المضيف لجميع الأصفار ويحتفظ بمعرّف الكل ليكون بمثابة عنوان بث وستنتقل الحزم المرسلة إلى هذا العنوان إلى جميع المضيفين على الشبكة.

في الأصل تم تعيين عناوين “IP” في أربع فئات عناوين رئيسية وهي من A إلى C، حيث خصصت كل فئة جزءاً واحداً من عنوان “IP” لـ “32 بت” لتحديد موجه البوابة لتلك الشبكة، وأول “8 بتات” للفئة A وأول “16 بت” لـ كانت الفئة B وأول “24 بت” من الفئة C، ووحدات البت غير المستخدمة لمعرف الشبكة متاحة لتحديد معرفات المضيف للأنظمة الموجودة على تلك الشبكة.

من المفيد التفكير في التمثيل الثنائي لعناوين الشبكة. بالنسبة إلى “IPv4″، حيث يتم تقسيم العنوان “32 بت” إلى أربع مجموعات كل منها “8 بت” وتسمى رباعي منقط من الأرقام، كما سيبدو الرباعي المنقط بهذا الشكل العشري “192.168.0.0”، ومثل هذا في الصورة الثنائية:

11000000.10101000.00000000.00000000

يمكن تحليل عنوان “IP” في معرّف الشبكة ومعرّف المضيف من خلال تطبيق قناع شبكة على العنوان أي عنوان نقطة أخرى، ومع تلك التي يتم استخدام بت فيها للإشارة إلى جزء الشبكة من العنوان، وعلى سبيل المثال ستتم كتابة الفئة B الكلاسيكية كـ “255.255.0.0”.

إذا تم تقسيم الشبكة إلى شبكات فرعية فإنّه يدل على قناع الشبكة الفرعية والذي يضيف فقط بتات إلى قناع الشبكة، وإذا تم تقسيم “192.168.0.0” إلى شبكتين فرعيتين فإنّ قناع الشبكة الفرعية يصبح أطول قليلاً ويمكن الإشارة إليه بـ “255.255.128.0”.

يشير تدوين “CIDR” بشكل مضغوط إلى قناع الشبكة لعنوان ويضيف على العدد الإجمالي للبتات في العنوان بأكمله باستخدام التدوين المائل، وعلى سبيل المثال “192.168.129.23/17” يشير إلى قناع شبكة “17 بت”، ويمكن لمستخدمي الإنترنت الرجوع إلى شبكة “17” للإشارة إلى حجم الشبكة دون تحديد قناع شبكة فعلي.

كيفية عمل نظام CIDR

تستخدم أجهزة التوجيه التي تستخدم نظام “CIDR” عنوان وجهة لتوجيه الحزمة نحو البوابة والتي يمكنها بعد ذلك الاهتمام بتفريغ العنوان بشكل أكبر بناءً على فهمها لتفاصيل الشبكة الفائقة، وتسمى أيضاً الشبكة الفائقة، حيث إذا كان جهاز التوجيه يعرف مسارات لأجزاء مختلفة من الشبكة الفائقة نفسها فسيستخدم أكثرها تحديداً، أو الذي يحتوي على أطول عنوان للشبكة وفي “IPv6” تحصل كتلة “CIDR” دائماً على “64 بت” لتحديد عناوين الشبكة.

مزايا نظام CIDR

• خفض “CIDR” مشكلة مساحة عنوان “IPv4” الضائعة دون التسبب في حدوث انفجار في عدد الإدخالات في جدول التوجيه.

• يتيح “CIDR” أيضاً إدخال جدول توجيه واحد لشبكة فائقة يمثل تجميعاً للشبكات، والتي يحتاج فقط جهاز التوجيه الأقرب إلى الوجهة إلى معرفة التفاصيل.

• “CIDR” هو الآن نظام التوجيه على الشبكة الأساسية للإنترنت ويستخدمه كل مزود خدمة إنترنت، وهي مدعومة من قبل بروتوكول بوابة الحدود “BGP” وبروتوكول البوابة الخارجية السائد بين المجالات وبروتوكول بوابة فتح أقصر طريق أولاً “OSPF”.

• لا تدعم بروتوكولات البوابة القديمة، مثل بروتوكول البوابة الخارجية وبروتوكول معلومات التوجيه “CIDR”.

ملاحظة:“BGP” هي اختصار لـ “Border Gateway Protocol” و”OSPF” هي اختصار لـ “Open Shortest Path First”.