Распределение адресов в частных IP-сетях
Address Allocation for Private Internets
Этот документ относится к числу обобщений реального опыта (Best Current Practices) сообщества Internet и приглашает к дополнительному обсуждению вопроса с целью дальнейшего развития. Документ может распространяться свободно.
В контексте данного документа предприятие рассматривается как автономная сеть на базе стека протоколов ТСР/IР. В таком случае распределение адресов является внутренним делом предприятия.
Документ рассматривает вопросы распределения адресов в частных IP-сетях. Корректное распределение адресов обеспечивает полную связность на сетевом уровне между всеми хостами предприятия, а также между публичными (общедоступными) хостами разных предприятий. Использование в сети предприятия частных (private) адресов может привести к необходимости смены адресов хостов и сетей, если сеть станет публичной 1 .
По мере распространения технологий TCP/IP (включая и сети, не входящие в Internet), все большее число предприятий начинает использовать эту технологию и связанную с ней адресацию в корпоративных сетях, которые зачастую даже не связаны с другими сетями или Internet.
Скорость роста сети Internet превосходит все ожидания. Экспоненциальное увеличение числа хостов в сети порождает новые потребности и связанные с ними проблемы. Одной из таких проблем является нехватка адресов для обеспечения уникальности адреса каждому хосту, подключенному к Internet. Другой, связанной с этим проблемой, является усложнение маршрутизации. Ведутся работы по поиску решения этих проблем на длительный срок. Одним из способов решения этой проблемы является пересмотр процедуры распределения адресов и ее влияния на сложность маршрутизации в Internet.
Для упрощения маршрутизации провайдерам Internet выделяются блоки адресов, из которых они потом выделяют адреса своим заказчикам. В результате такого распределения адресов маршруты к множеству заказчиков можно агрегировать (объединять) и для других (внешних) провайдеров такие маршруты будут выглядеть как единый маршрут RFC1518, RFC1519. Для того, чтобы объединение маршрутов было достаточно эффективным, провайдеры Internet стимулируют своих заказчиков к переходу на адреса из выделенных провайдеру блоков (с таким переходом связана смена адресов в компьютерах заказчиков). Смена адресов может потребоваться множеству пользователей Internet
Текущие размеры сети Internet и темпы ее роста не позволяют надеяться, что организациям, использующим в частных (изолированных) сетях адреса, не полученные официально от уполномоченного регистратора, могут быть сохранены при подключении корпоративной сети к Internet. Напротив, можно с уверенностью говорит, что при подключении такой организации к сети Internet в этой сети придется менять адреса IP для всех хостов, связанных с Internet
Обычно уникальный адрес присваивается каждому хосту, который использует ТСР/IР. Для того чтобы продлить срок существования IPv4, процедуры выделения адресов существенно ужесточены и сейчас не каждая организация может получить в свое распоряжение дополнительные адреса RFC1466.
Хосты в сетях, использующих IP можно разделить на три категории:
1. Хосты, которым не требуется доступ в Internet или связь с другими сетями; хосты этой категории могут использовать IP-адреса, которые являются уникальными в масштабах данной сети, но могут совпадать с адресами хостов в других сетях.
2. Хосты, которым требуется доступ к ограниченному числу внешних служб (например, электронная почта, FTP, новости, удаленный доступ), который может быть организован с использованием промежуточных шлюзов (например, шлюзов прикладного уровня). Для многих хостов этой категории неограниченный внешний доступ (на базе IP) может оказаться ненужным и даже нежелательным по соображениям безопасности. Подобно хостам первой категории такие хосты могут использовать IP-адреса, которые уникальны в масштабе предприятия, но могут совпадать с адресами хостов в других сетях.
3. Хосты, которым требуется на сетевом уровне доступ за пределы сети предприятия (обеспечивается по протоколу IP); адреса таких хостов должны быть уникальными в глобальном масштабе.
Будем говорить об адресах хостов первых двух категорий как о частных (private), а адреса третьей категории будем называть публичными (public).
Многим приложениям не требуется доступ во внешние сети (за пределы сети предприятия) для большинства хостов. В крупных предприятиях можно выделить часть хостов, использующих TCP/IP, но не требующих доступа за пределы предприятия на сетевом уровне.
Примерами ситуаций, когда внешний доступ не требуется, могут служить:
* Крупный аэропорт, использующий в залах прибытия и отправления терминалы, подключенные по TCP/IP. Таким терминалам крайне редко требуется доступ во внешние сети.
* Крупные организации (например, банки или торговые фирмы) часто используют ТСР/IР в своих сетях. Большому слу локальных станций (кассовые машины, банкоматы и т. п.) крайне редко используют доступ во внешние сети.
* Для обеспечения безопасности многие предприятия используют шлюзы прикладного уровня для соединения своих сетей с Internet Внутренняя сеть обычно не имеет прямого доступа в Internet, и связана с одним или несколькими шлюзами, доступными из сети Internet. В таких случаях внутренняя сеть может использовать IP-адреса, которые не являются уникальными.
* Для интерфейсов маршрутизаторов, обращенных внутрь корпоративной сети не требуется обеспечивать прямой доступ из внешних сетей.
Служба распределения номеров IANA (Internet Assigned Numbers Authority) зарезервировала для частных сетей три блока адресов:
10.0.0.0 — 10.255.255.255 (префикс 10/8)
172.16.0.0 — 172.31.255.255 (префикс 172.16/12)
192.168.0.0 — 192.168.255.255 (префикс 192.168/16)
Будем называть первый блок 24-битовым, второй — 20-битовым, а третий — 16-битовым. Отметим, что первый блок представляет собой ни что иное, как одну сеть класса А, второй блок — 16 последовательных сетей класса В, а третий блок — 256 последовательных сетей класса С.
Любое предприятие может использовать IP-адреса из этих блоков без согласования с IANA или Internet-регистраторами. В результате, эти адреса используются на множестве предприятий. Таким образом, уникальность адресов сохраняется только в масштабе или нескольких предприятий, согласованно использующих общий блок адресов. В такой сети каждый хост может обмениваться информацией с любым другим хостом частной сети.
Если предприятию требуются уникальные адреса для связи с внешними сетями, такие адреса следует получать обычным путем через регистраторов Internet. Такие адреса никогда не будут входить ни в один из указанных выше блоков частных адресов.
Перед распределением адресов из частного и публичного блоков следует определить, какие из хостов сети должны иметь связь с внешними системами на сетевом уровне в настоящее время и в будущем — для таких хостов следует использовать публичные адреса. Остальным хостам можно присваивать адреса из частных блоков — это не помешает им взаимодействовать со всеми хостами корпоративной сети, независимо от того, какие адреса имеют эти хосты (частные или публичные). Однако прямой доступ во внешние сети для хостов с адресами из частного блока невозможен. Для организации доступа таких хостов во внешние шлюзы придется использовать специальные шлюзы 2 (например, шлюзы прикладного уровня).
Хосты с публичными адресами могут иметь прямую связь с внешними сетями и Internet. Хосты с публичными адресами могут обмениваться данными со всеми хостами корпоративной сети (независимо от типа адресов этих хостов), а также с публичными хостами других сетей. Публичные хосты, однако, не могут иметь прямого доступа к хостам других сетей, использующим частные адреса.
Перемещение хоста из частной сети в публичную (и обратное) связано со сменой IP-адреса, соответствующих записей DNS и изменением конфигурационных файлов на других хостах, которые идентифицируют хосты по их IP-адресам. Поскольку частные адреса не имеют глобального значения, маршрутная информация о частных сетях не должна выходить за пределы этих сетей, а пакеты с частными адресами отправителей или получателей не должны передаваться через межсетевые каналы. Предполагается, что маршрутизаторы в публичных сетях (особенно маршрутизаторы провайдеров Internet) будут отбрасывать маршрутную информацию из частных сетей. Если маршрутизатор публичной сети получает такую информацию, ее отбрасывание не должно трактоваться как ошибка протокола маршрутизации.
Непрямые ссылки на адреса из частных блоков должны сохраняться внутри предприятия. Примерами таких записей могут служить RR-записи DNS, и другая информация со ссылками на внутренние частные адреса. Провайдеры Internet должны принимать меры против публичного распространения такой информации.
