Fix hosszúságú alhálózati maszk (fixed-length subnet mask, FLSM): a fogalom magyarázata és jelentése

Az IP-címzés alapjai és az alhálózatok szükségessége

A modern digitális világ alapköve a hálózati kommunikáció, amelynek gerincét az IP-címek alkotják. Minden internetre vagy helyi hálózatra csatlakozó eszköz – legyen az számítógép, okostelefon, szerver vagy router – egyedi azonosítót kap az IP (Internet Protocol) cím formájában. Ezek a címek teszik lehetővé, hogy az adatok pontosan eljussanak a feladótól a címzettig a hálózatok szövevényes labirintusában.

Az IP-címek azonban nem pusztán egyedi azonosítók; strukturáltan épülnek fel, két fő részből állnak: egy hálózati azonosítóból és egy hoszt azonosítóból. A hálózati azonosító azt a specifikus hálózatot jelöli, amelyhez az eszköz tartozik, míg a hoszt azonosító magát az eszközt azonosítja az adott hálózaton belül. Képzeljünk el egy postacímet: az utca és a házszám a hálózatot jelöli, míg a lakás száma a konkrét hosztot.

Ezen két rész elkülönítéséhez van szükség az alhálózati maszkra. Az alhálózati maszk egy 32 bites szám (IPv4 esetén), amelyet az IP-címmel együtt használnak a hálózati és a hoszt rész meghatározására. Bináris formában ábrázolva a maszk elején lévő egyesek sorozata jelöli a hálózati részt, míg az azt követő nullák sora a hoszt részt. Ez a bináris logika teszi lehetővé, hogy a hálózati eszközök, mint például a routerek, hatékonyan irányítsák az adatforgalmat a megfelelő hálózatokba és alhálózatokba.

Miért van szükség a hálózatok felosztására, vagyis az alhálózatok létrehozására? Számos oka van, amelyek mind a hatékonyságot, a biztonságot és a kezelhetőséget szolgálják:

• A Broadcast tartományok csökkentése: Egy nagy hálózaton belül a broadcast üzenetek (amelyeket minden eszköz megkap) jelentős forgalmat generálhatnak, lassítva a hálózatot. Az alhálózatok kisebb broadcast tartományokat hoznak létre, minimalizálva a felesleges adatforgalmat.
• Biztonság növelése: Az alhálózatok szegmentálják a hálózatot, lehetővé téve a hozzáférés-vezérlési listák (ACL-ek) alkalmazását a különböző szegmensek között. Ez megakadályozhatja, hogy egy esetleges biztonsági rés az egész hálózatot kompromittálja.
• Hálózati teljesítmény javítása: A kisebb hálózatok kevesebb eszközt jelentenek, így a routereknek kevesebb útválasztási táblázatot kell karbantartaniuk, és gyorsabban képesek döntéseket hozni az adatcsomagok továbbításáról.
• IP-címek hatékonyabb kihasználása: Bár az FLSM, mint látni fogjuk, nem mindig optimális e szempontból, az alhálózatok általánosságban lehetővé teszik a rendelkezésre álló IP-címterek jobb szervezését és felhasználását.
• Egyszerűbb adminisztráció: A logikusan felosztott hálózatok könnyebben tervezhetők, kezelhetők és hibaelháríthatók. Különböző osztályok vagy részlegek saját alhálózatokat kaphatnak, megkönnyítve a felelősségi körök elosztását.

Az alhálózati maszk tehát kulcsfontosságú eszköz a hálózati tervezésben, lehetővé téve az IP-címterek logikus és hatékony felosztását. Az alábbiakban részletesen megvizsgáljuk a fix hosszúságú alhálózati maszk (FLSM) koncepcióját, előnyeit és hátrányait, valamint azt, hogy miként illeszkedik a hálózati címzés fejlődésének történetébe.

A fix hosszúságú alhálózati maszk (FLSM) fogalma és működése

A fix hosszúságú alhálózati maszk (Fixed-Length Subnet Mask, FLSM) a hálózati címzés egyik legegyszerűbb és legkorábbi formája, amelyben egy adott hálózaton belül minden alhálózat azonos méretű, azaz azonos számú hosztcímet képes befogadni. Ez azt jelenti, hogy minden alhálózat ugyanazt az alhálózati maszkot használja, függetlenül attól, hogy valójában hány eszköz csatlakozik hozzá.

Az FLSM a osztályalapú címzés (Classful Addressing) időszakában vált dominánssá, amikor az IP-címeket A, B és C osztályokba sorolták, és minden osztályhoz egy előre meghatározott, fix alhálózati maszk tartozott. Például egy A osztályú hálózat alapértelmezett maszkja 255.0.0.0 volt, egy B osztályúé 255.255.0.0, míg egy C osztályúé 255.255.255.0. Amikor egy osztályalapú hálózatot alhálózatokra osztottak FLSM-mel, a kijelölt alhálózati maszkot alkalmazták az összes létrehozott alhálózatra.

Hogyan működik az FLSM a gyakorlatban?

Vegyünk egy példát egy C osztályú hálózatra, mondjuk a 192.168.1.0/24 IP-címtartományt. Az alapértelmezett alhálózati maszk itt 255.255.255.0, ami binárisan 11111111.11111111.11111111.00000000, vagyis 24 bit a hálózati részre és 8 bit a hoszt részre. Ez 2⁸-2 = 254 használható hosztcímet jelent (az összes címből kettőt levonva: a hálózati címet és a broadcast címet).

Ha ezt a hálózatot FLSM-mel akarjuk alhálózatokra osztani, például úgy, hogy minden alhálózat 30 hosztot tudjon kezelni, akkor ki kell számítanunk, hány bitre van szükség a hoszt részhez. Mivel 2⁵ = 32, és 2⁴ = 16, a 30 hoszthoz legalább 5 bit szükséges (2⁵-2 = 30 használható cím). Ez azt jelenti, hogy a 32 bites IP-címből 5 bitet a hoszt részre tartunk fenn, a maradék 27 bitet pedig a hálózati és alhálózati részre.

Az új alhálózati maszk tehát 27 bit hosszú lesz: 11111111.11111111.11111111.11100000, ami decimálisan 255.255.255.224. Ezzel a maszkkal minden alhálózat 32 címből álló blokkot kap, amelyből 30 használható hosztcím. A lényeg az FLSM-nél, hogy ez a 255.255.255.224 maszk minden egyes alhálózatra vonatkozni fog, függetlenül attól, hogy az adott alhálózatban 10, 20 vagy éppen 30 eszköz van. Minden alhálózat azonos méretű lesz.

Az alhálózatok számának meghatározása a hálózati azonosítóhoz hozzáadott bitek számával történik. Ha a 24 bites alapértelmezett maszkról 27 bitesre váltunk, akkor 3 bitet „kölcsönöztünk” a hoszt részből az alhálózati részhez (27 – 24 = 3). Ezzel 2³ = 8 alhálózatot tudunk létrehozni.

Nézzük meg a 192.168.1.0/24 hálózat felosztását 255.255.255.224 (/27) maszkkal:

Mint látható, minden alhálózat pontosan ugyanazt a 32 címből álló blokkot kapja, és ugyanazt a 255.255.255.224 maszkot használja. Ez az egyszerűség és kiszámíthatóság az FLSM egyik fő jellemzője.

A fix hosszúságú alhálózati maszk (FLSM) egy alapvető hálózati tervezési paradigma, amely minden alhálózaton azonos méretű címteret biztosít, ezzel egyszerűséget kínálva a konfigurációban, de gyakran jelentős IP-cím pazarláshoz vezetve.

Az FLSM előnyei és hátrányai a hálózati tervezésben

Bár az FLSM egy régebbi koncepció, fontos megérteni, milyen előnyei és hátrányai vannak, mivel bizonyos esetekben még ma is releváns lehet, vagy legalábbis segít megérteni a modern hálózati címzési módszerek fejlődését.

Előnyök:

1. Egyszerűség és könnyű érthetőség:

   Az FLSM a legközvetlenebb megközelítés az alhálózatok létrehozására. Mivel minden alhálózat azonos méretű és ugyanazt a maszkot használja, a hálózati tervezés és a címkiosztás rendkívül egyszerűvé válik. Nincs szükség bonyolult számításokra vagy speciális optimalizációkra a különböző méretű alhálózatok kezelésére. Ez a hálózati adminisztrátorok számára, különösen a kisebb vagy kevésbé összetett hálózatokban, jelentősen leegyszerűsíti a munkát.

   A hálózati eszközök konfigurációja is egyszerűbb, mivel a routerek és kapcsolók számára elegendő egyetlen maszkot ismerni a teljes hálózat kezeléséhez. A hibaelhárítás során is könnyebb azonosítani a problémákat, mivel a címzés logikája egyértelmű és konzisztens.

2. Kiszámíthatóság:

   Az FLSM-mel létrehozott hálózatok nagyon kiszámíthatóak. Pontosan tudjuk, hány alhálózat hozható létre, és minden alhálózat hány hosztot képes befogadni. Ez a kiszámíthatóság segíti a jövőbeli tervezést, bár rugalmatlansága miatt ez a „tervezés” gyakran a pazarlás elfogadását jelenti.

3. Kompatibilitás régebbi rendszerekkel:

   Mivel az FLSM az osztályalapú címzés idejéből származik, kiválóan kompatibilis a régebbi hálózati protokollokkal és eszközökkel, amelyek esetleg nem támogatják a Variable Length Subnet Mask (VLSM) összetettebb logikáját. Bár ma már ritkán találkozunk ilyen korlátozásokkal, bizonyos speciális vagy örökölt rendszerek esetén ez még mindig szempont lehet.

4. Egyszerű útválasztási táblázatok:

   Az FLSM-alapú hálózatokban az útválasztási táblázatok viszonylag egyszerűek maradnak, mivel minden alhálózat azonos maszkot használ. Ez kevesebb bejegyzést és gyorsabb útválasztási döntéseket eredményezhet, bár a modern routerek teljesítménye mellett ez az előny ma már elhanyagolható.

Hátrányok:

1. IP-cím pazarlás (a legjelentősebb hátrány):

   Ez az FLSM legnagyobb és leggyakrabban emlegetett hátránya. Mivel minden alhálózat fix méretű, függetlenül a tényleges igényektől, gyakran előfordul, hogy sok IP-cím kihasználatlanul marad. Például, ha egy alhálózatot úgy terveztek, hogy 30 hosztot támogasson (32 címből álló blokk), de valójában csak 5 eszköz csatlakozik hozzá, akkor a fennmaradó 25 cím (30-5) teljesen kihasználatlan marad. Nagyobb hálózatok esetén ez a pazarlás jelentős méreteket ölthet, különösen az IPv4 címek szűkössége miatt.

   Ez a probléma különösen élesen jelentkezik, amikor heterogén igényű alhálózatokat kell létrehozni. Egy nagy vállalatnak lehetnek alhálózatai, ahol több száz eszköz van (pl. felhasználói munkaállomások), és lehetnek olyanok is, ahol csak néhány (pl. szerverek, nyomtatók vagy point-to-point router linkek). FLSM esetén minden alhálózatnak a legnagyobb alhálózat méretéhez kell igazodnia, vagy több kisebb, de még mindig pazarló alhálózatot kell létrehozni.

2. Rugalmatlanság és skálázhatósági korlátok:

   Az FLSM rugalmatlan, mivel nem teszi lehetővé a hálózat dinamikus növekedését vagy zsugorodását a tényleges igényeknek megfelelően. Ha egy alhálózat eléri a maximális kapacitását, új alhálózatot kell létrehozni, ami újabb pazarlást eredményezhet. Ez a rugalmatlanság megnehezíti a hálózatok skálázását és a jövőbeli igények kielégítését, különösen a gyorsan fejlődő környezetekben.

3. Hálózati hatékonyság csökkenése:

   Bár az útválasztási táblázatok egyszerűbbek lehetnek, a nagyobb broadcast tartományok (mivel az alhálózatok nagyobbak, mint amire szükség lenne) és a felesleges IP-címek kezelése összességében csökkentheti a hálózati hatékonyságot, és növelheti a hálózati eszközök terhelését.

4. Nehézségek az IP-címterek optimalizálásában:

   Az FLSM nem teszi lehetővé az IP-címterek finomhangolását és optimalizálását. Mivel minden alhálózat fix méretű, nincs lehetőség arra, hogy a rendelkezésre álló címeket pontosan a szükséges méretű blokkokra osszuk. Ez különösen problémás az IPv4 címek korlátozott száma miatt, ami a Variable Length Subnet Mask (VLSM) és a Classless Inter-Domain Routing (CIDR) kifejlesztéséhez vezetett.

Összességében az FLSM egyszerűsége jelentős előny volt egy korábbi időszakban, amikor az IP-címek még bőségesebben álltak rendelkezésre, és a hálózatok kevésbé voltak összetettek. Azonban a modern hálózati környezetben, ahol az IP-címek értékes erőforrások, és a hálózatok mérete és komplexitása exponenciálisan nőtt, az FLSM hátrányai messze felülmúlják az előnyeit. Ezért a legtöbb mai hálózati tervezés a VLSM és a CIDR elveire épül.

Az FLSM a hálózati címzés történetében: Az osztályalapú címzés korszaka

Az FLSM története szorosan összefonódik az internet kezdeti időszakával és az úgynevezett osztályalapú címzés (Classful Addressing) korszakával. Az 1980-as évek elején, amikor az IP-protokoll még gyerekcipőben járt, az IP-címeket öt fő osztályba sorolták: A, B, C, D és E. Ebből az A, B és C osztályokat használták a hosztok és hálózatok azonosítására.

Az Osztályalapú Címzés Rendszere:

• A osztály:

  Ezek a hálózatok a legnagyobbak voltak, és az első bitjük mindig 0 volt. Az első oktett a hálózati azonosítót, a maradék három oktett (24 bit) pedig a hoszt azonosítót jelölte. Az alapértelmezett alhálózati maszkjuk 255.0.0.0 volt, vagyis /8-as maszk. Ez hatalmas, 2²⁴-2, azaz több mint 16 millió hosztot támogathatott egyetlen hálózaton. Például a 10.0.0.0/8 egy tipikus A osztályú magánhálózat.

• B osztály:

  Ezek a hálózatok a második legnagyobbak voltak, és az első két bitjük mindig 10 volt. Az első két oktett (16 bit) a hálózati azonosítót, a maradék két oktett (16 bit) pedig a hoszt azonosítót jelölte. Az alapértelmezett alhálózati maszkjuk 255.255.0.0 volt, vagyis /16-os maszk. Ez 2¹⁶-2, azaz több mint 65 000 hosztot támogathatott. Például a 172.16.0.0/16 egy B osztályú magánhálózat.

• C osztály:

  Ezek a hálózatok a legkisebbek voltak, és az első három bitjük mindig 110 volt. Az első három oktett (24 bit) a hálózati azonosítót, az utolsó oktett (8 bit) pedig a hoszt azonosítót jelölte. Az alapértelmezett alhálózati maszkjuk 255.255.255.0 volt, vagyis /24-es maszk. Ez 2⁸-2, azaz 254 hosztot támogathatott. Például a 192.168.1.0/24 egy C osztályú magánhálózat.

• D és E osztály:

  A D osztályú címeket multicast célokra tartották fenn, míg az E osztályú címeket kísérleti célokra. Ezeket nem használták hosztok és hálózatok azonosítására.

Az osztályalapú rendszerben az alhálózati maszk implicit módon volt meghatározva az IP-cím első bitjei alapján. Ez azt jelentette, hogy a routereknek nem kellett explicit módon megkapniuk az alhálózati maszkot az útválasztási információk részeként. Egyszerűen megnézték az IP-cím első bitjeit, és abból tudták, melyik osztályba tartozik, és így mi az alapértelmezett hálózati maszkja. Ezt nevezték fix hosszúságú alhálózati maszk (FLSM) megközelítésnek, mivel az osztályhoz rendelt maszk rögzített volt.

A probléma felmerülése: Az IP-címek kimerülése

Az osztályalapú címzés kezdetben egyszerűsége miatt hatékonynak tűnt, de hamar kiderült, hogy nem skálázható megfelelően az internet robbanásszerű növekedésével. A fő problémák a következők voltak:

• IP-cím pazarlás:

  Ez volt a legégetőbb probléma. Egy B osztályú hálózat (65 534 hoszt) túl nagy volt a legtöbb szervezet számára, míg egy C osztályú hálózat (254 hoszt) gyakran túl kicsi. Ha egy szervezetnek például 500 hosztja volt, nem kaphatott két C osztályú hálózatot, mert azokat nem lehetett egyetlen logikai egységként kezelni az osztályalapú útválasztásban. Helyette egy B osztályú hálózatot kellett igényelnie, amiből több mint 65 000 címből 65 000 címet pazarló módon használtak fel.

  Hasonlóképpen, ha egy C osztályú hálózatot FLSM-mel alhálózatokra osztottak, minden alhálózat azonos méretű maradt, és ha egy alhálózaton csak néhány eszköz volt, a többi cím elveszett.

• Útválasztási táblázatok robbanásszerű növekedése:

  Ahogy egyre több szervezet igényelt IP-címblokkokat, az internet útválasztási táblázatai (amelyek minden egyes hálózatot tartalmaztak) exponenciálisan nőttek. Ez túl nagy terhelést jelentett a routerek memóriájára és feldolgozási kapacitására, lassítva az útválasztási folyamatot.

• A címek gyors kimerülése:

  A pazarlás és a nem hatékony kiosztás miatt az IPv4 címek kimerülése sokkal gyorsabban előrehaladt, mint azt eredetileg várták. Világossá vált, hogy a rendszer fenntarthatatlan.

Ezen problémák orvoslására két kulcsfontosságú technológia került bevezetésre, amelyek gyökeresen megváltoztatták az IP-címzés világát, és elhagyták az FLSM dominanciáját: a Variable Length Subnet Mask (VLSM) és a Classless Inter-Domain Routing (CIDR). Ezek a fejlesztések tették lehetővé a címek sokkal hatékonyabb felhasználását és a hálózatok rugalmasabb tervezését.

FLSM vs. VLSM: A rugalmasság forradalma

Az FLSM korlátainak felismerése vezetett a Variable Length Subnet Mask (VLSM), azaz a változó hosszúságú alhálózati maszk koncepciójának bevezetéséhez. A VLSM forradalmasította a hálózati tervezést azáltal, hogy lehetővé tette a hálózati adminisztrátorok számára, hogy különböző méretű alhálózatokat hozzanak létre ugyanazon a főhálózaton belül. Ez a rugalmasság jelentősen hozzájárult az IP-címek hatékonyabb kihasználásához és a hálózati skálázhatóság javításához.

Mi az a VLSM és hogyan különbözik az FLSM-től?

Míg az FLSM megköveteli, hogy minden alhálózat ugyanazt az alhálózati maszkot használja, addig a VLSM lehetővé teszi, hogy az alhálózatokhoz különböző hosszúságú alhálózati maszkok tartozzanak, az adott alhálózat hosztigényeinek megfelelően. Ez azt jelenti, hogy egy nagy alhálózatot (pl. 254 hoszt) fel lehet osztani kisebb alhálózatokra (pl. 30 hosztos, 14 hosztos, vagy akár 2 hosztos point-to-point linkekre), anélkül, hogy a fennmaradó címeket elpazarolnánk.

Visszatérve a korábbi példára: a 192.168.1.0/24 hálózatban FLSM-mel, ha minden alhálózatot /27-es (30 hosztos) méretűre vágtunk, akkor ha volt egy alhálózat, aminek csak 5 hosztra volt szüksége, 25 cím elveszett. VLSM-mel azonban egy 5 hosztos alhálózatot meg lehetne tervezni egy /28-as maszkkal (14 hoszt), vagy akár egy /29-es maszkkal (6 hoszt), sokkal kevesebb pazarlással.

A VLSM alapvető változást hozott a routerek működésében is. Míg az osztályalapú FLSM-nél a routerek az IP-cím osztályából következtettek a maszkra, addig a VLSM bevezetésével a routereknek explicit módon meg kell kapniuk az alhálózati maszkot az útválasztási frissítések részeként. Ez a „maszkkal együtt” történő útválasztás a Classless Inter-Domain Routing (CIDR) alapja, amely végleg felváltotta az osztályalapú útválasztást.

Az FLSM és VLSM összehasonlítása:

Mikor használjuk még az FLSM-et?

Bár a VLSM a modern hálózati tervezés standardja, és a legtöbb esetben előnyösebb, vannak olyan specifikus szituációk, ahol az FLSM még mindig megfontolandó lehet:

• Nagyon kis, egyszerű hálózatok:

  Egy otthoni hálózat vagy egy nagyon kis irodai hálózat (néhány tucat eszközzel), ahol a címkiosztás egyszerűsége elsődleges, és az IP-cím pazarlás nem jelent problémát (pl. privát IP-címterek használatakor), az FLSM megfelelő lehet. A 192.168.1.0/24 hálózat használata a 255.255.255.0 maszkkal valójában egy FLSM megközelítés.

• Oktatási célok:

  Az FLSM-et gyakran tanítják bevezető szinten a hálózati kurzusokon, mert segít megérteni az alhálózatok alapvető logikáját, mielőtt áttérnének a VLSM bonyolultabb koncepciójára.

• Örökölt rendszerek:

  Nagyon ritkán, de előfordulhat, hogy egy régi, elavult hardverrel vagy szoftverrel rendelkező rendszer csak az osztályalapú útválasztást támogatja, és így FLSM-et igényel. Ez azonban egyre kevésbé releváns probléma.

A VLSM bevezetése a CIDR (Classless Inter-Domain Routing) koncepciójával együtt alapjaiban változtatta meg az internet működését, lehetővé téve a címek hatékonyabb aggregációját és az útválasztási táblázatok méretének kordában tartását. Ma már szinte minden nyilvános és nagyméretű magánhálózat a VLSM és a CIDR elvei szerint épül fel, maximalizálva az IP-címek kihasználtságát és a hálózati rugalmasságot.

Gyakorlati alkalmazások és hálózati tervezés FLSM-mel (és miért ritka ma már)

Bár az FLSM, mint már említettük, ma már ritkán az elsődleges választás a hálózati tervezésben, a koncepció megértése alapvető fontosságú a hálózatok fejlődésének és a modern címzési módszerek (VLSM, CIDR) előnyeinek teljes körű felfogásához. Ezen túlmenően, bizonyos nagyon specifikus és korlátozott esetekben még mindig felmerülhet a használata.

Hálózati tervezés FLSM-mel: Egy lépésről lépésre példa

Tegyük fel, hogy egy kisvállalatnak van egy 192.168.10.0/24 hálózata, és azt szeretnék felosztani alhálózatokra, ahol minden alhálózat 60 hosztot tud befogadni. FLSM-et kell használniuk (valamilyen oknál fogva, például régi hardver vagy egyszerűségre való törekvés miatt).

1. Határozzuk meg a szükséges hosztok számát alhálózatonként:

   A feladat szerint 60 hosztra van szükség alhálózatonként.

2. Számítsuk ki a hoszt bitek számát:

   Meg kell találni a legkisebb 2 hatványt, ami nagyobb vagy egyenlő (60 + 2) címmel (a +2 a hálózati és broadcast cím miatt van).

   • 2⁵ = 32 (túl kevés)
   • 2⁶ = 64 (elegendő)

   Tehát 6 bitre van szükség a hoszt részhez.

3. Számítsuk ki az új alhálózati maszkot:

   Egy IPv4 cím 32 bitből áll. Ha 6 bitet a hoszt részre tartunk fenn, akkor a hálózati rész 32 – 6 = 26 bit lesz.

   Az alapértelmezett hálózatunk /24-es volt. Most /26-os maszkkal fogunk dolgozni.

   Binárisan a /26-os maszk: 11111111.11111111.11111111.11000000

   Decimálisan ez 255.255.255.192. Ez lesz a fix hosszúságú alhálózati maszk minden alhálózaton.

4. Számítsuk ki a létrehozható alhálózatok számát:

   Az eredeti maszk /24 volt, az új maszk /26. Ez azt jelenti, hogy 2 bitet „kölcsönöztünk” a hoszt részből a hálózati részhez (26 – 24 = 2).

   A létrehozható alhálózatok száma: 2² = 4 alhálózat.

5. Soroljuk fel az alhálózatokat:

   Minden alhálózat 2⁶ = 64 címet foglal el. A blokkméret 256 – 192 = 64.

   Alhálózat száma	Hálózati cím	Első használható IP	Utolsó használható IP	Broadcast cím	Alhálózati maszk
   1	192.168.10.0	192.168.10.1	192.168.10.62	192.168.10.63	255.255.255.192
   2	192.168.10.64	192.168.10.65	192.168.10.126	192.168.10.127	255.255.255.192
   3	192.168.10.128	192.168.10.129	192.168.10.190	192.168.10.191	255.255.255.192
   4	192.168.10.192	192.168.10.193	192.168.10.254	192.168.10.255	255.255.255.192

   Ebben a példában, ha egy alhálózatnak csak 10 hosztra van szüksége, akkor is 64 címet „foglal le”, amiből 52 cím (62-10) kihasználatlan marad. Ez az IP-cím pazarlás.

Routerek és kapcsolók konfigurációja FLSM-mel

A routerek és kapcsolók konfigurációja FLSM-mel viszonylag egyszerű. Minden interfészen, amely egy adott alhálózathoz tartozik, be kell állítani az IP-címet és a hozzá tartozó alhálózati maszkot. Mivel az FLSM-nél minden alhálózat ugyanazt a maszkot használja, a konfiguráció konzisztens marad.

Példa Cisco IOS konfigurációra:

    Router>enable
    Router#configure terminal
    Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
    Router(config)#interface GigabitEthernet0/0
    Router(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.192
    Router(config-if)#no shutdown
    Router(config-if)#exit
    Router(config)#interface GigabitEthernet0/1
    Router(config-if)#ip address 192.168.10.65 255.255.255.192
    Router(config-if)#no shutdown
    Router(config-if)#exit
    Router(config)#end
    Router#write memory
    

Itt a router GigabitEthernet0/0 interfésze az első alhálózathoz (192.168.10.0/26), a GigabitEthernet0/1 interfésze pedig a második alhálózathoz (192.168.10.64/26) tartozik, és mindkettő ugyanazt a 255.255.255.192 maszkot használja.

Mikor van még létjogosultsága az FLSM-nek (és mikor nem)?

Az FLSM létjogosultsága drámaian csökkent a VLSM és a CIDR elterjedésével. Az IPv4 címek szűkössége miatt a pazarlás elfogadhatatlan a legtöbb modern hálózatban. Azonban:

• Kis, statikus hálózatok:

  Egy otthoni hálózat, egy kis iroda vagy egy laboratóriumi környezet, ahol a hálózat mérete stabil, és az IP-címek (különösen a privát címek) nem kritikus erőforrások, az FLSM egyszerűsége még mindig vonzó lehet. A 192.168.1.0/24 és 255.255.255.0 maszk használata a leggyakoribb példa erre.

• Oktatás és alapok elsajátítása:

  Mint említettük, az FLSM kiváló kiindulópont az alhálózati maszkolás alapjainak megértéséhez, mielőtt a diákok áttérnének a bonyolultabb VLSM-re.

• Örökölt rendszerek és kompatibilitás:

  Rendkívül ritkán, de ha egy régi eszköz vagy szoftver csak osztályalapú útválasztást támogat, akkor FLSM lehet a kényszerű megoldás. Ez azonban egyre inkább kuriózumnak számít.

A legtöbb vállalati, adatközponti vagy internetszolgáltatói hálózatban az FLSM már nem használatos. A dinamikus, skálázható és erőforrás-hatékony hálózati környezetek megkövetelik a VLSM és a CIDR által nyújtott rugalmasságot és címoptimalizálást.

Kapcsolódó fogalmak és az FLSM szerepe a hálózati protokollokban

Az alhálózati maszkok, beleértve az FLSM-et is, szerves részét képezik a hálózati protokollok működésének. A routerek és más hálózati eszközök az alhálózati maszk segítségével határozzák meg, hogy egy IP-cím ugyanazon a hálózaton vagy alhálózaton belül van-e, vagy egy másik hálózatra kell továbbítani az adatcsomagot.

A hálózati protokollok és az alhálózati maszk

Az IP-címzés és az alhálózati maszkolás alapvető a legtöbb útválasztási protokoll számára. Az útválasztási protokollok, mint például a RIP (Routing Information Protocol), az OSPF (Open Shortest Path First) vagy az EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol), feladata, hogy a hálózatban lévő routerek információt cseréljenek egymással a hálózati topológiáról és a célhálózatokhoz vezető legjobb útvonalakról.

Az osztályalapú útválasztási protokollok (pl. RIPv1) az FLSM koncepciójára épültek. Ezek a protokollok feltételezték, hogy minden hálózatban azonos, osztályalapú maszkot használnak, és nem küldték el az alhálózati maszkot az útválasztási frissítések részeként. Ez azt jelentette, hogy ha egy hálózatot alhálózatokra osztottak, de az alhálózatokhoz nem az osztályalapú maszkot használták (pl. egy B osztályú hálózatot /24-es maszkkal alhálózatosítottak), akkor a RIPv1 nem tudta megfelelően útválasztani az adatcsomagokat. Ez volt az egyik fő oka annak, hogy a VLSM-et támogató, osztályfüggetlen útválasztási protokollokra volt szükség.

A modern útválasztási protokollok (pl. RIPv2, OSPF, EIGRP, BGP) már osztályfüggetlenek (classless). Ez azt jelenti, hogy az útválasztási frissítések során az IP-címekkel együtt a hozzájuk tartozó alhálózati maszkot is továbbítják. Ez teszi lehetővé a VLSM és a CIDR használatát, és biztosítja a rugalmasabb és hatékonyabb útválasztást a mai összetett hálózatokban. Az FLSM-et használó hálózatok természetesen továbbra is működnek ezekkel a protokollokkal, de a protokollok képességeinek csak egy részét használják ki.

Supernetting (Szuperhálózatok) és az FLSM

Érdemes megemlíteni a supernetting (szuperhálózatok) fogalmát, amely az alhálózati maszkolás ellentéte. Míg az alhálózatosítás egy nagy hálózatot oszt kisebbekre, addig a supernetting több kisebb hálózatot egyesít egyetlen, nagyobb hálózati blokká, egy rövidebb alhálózati maszk használatával. Ez a technika szintén a CIDR része, és az útválasztási táblázatok méretének csökkentését szolgálja az interneten (routing aggregation).

Az FLSM korában a supernetting koncepciója nem volt releváns az útválasztási protokollok osztályalapú működése miatt. Mivel a routerek az IP-cím osztályából következtettek a maszkra, nem tudták kezelni azokat a címeket, amelyek osztályhatárokon átíveltek. A CIDR és a VLSM bevezetése tette lehetővé a supernettinget is, mivel a maszk explicit továbbítása feloldotta ezt a korlátozást.

IPv6 és a fix maszkok kontextusa

Az IPv6, az IP-protokoll következő generációja, alapjaiban különbözik az IPv4-től, és ennek megfelelően az alhálózati maszkolás koncepciója is átalakult. Az IPv6 címek 128 bitesek, és a címek szűkössége már nem probléma. Az IPv6-ban a hálózati rész jellemzően 64 bit hosszú, amelyet egy /64-es maszk jelöl (pl. 2001:0db8:85a3:0000::/64). Ez a 64 bites hoszt rész hatalmas, 2⁶⁴ címet tesz lehetővé, ami gyakorlatilag végtelen számú eszközt jelent egyetlen alhálózaton.

Bár az IPv6-ban is lehetőség van az alhálózatok továbbosztására (például egy /48-as prefixet /64-es alhálózatokra osztani), a /64-es maszk egyfajta de facto fix maszk lett a legtöbb felhasználói alhálózat számára. Ez a fix hosszúságú megközelítés az IPv6-ban a címek bősége miatt nem okoz pazarlást, és egyszerűsíti a hálózati tervezést és az automatikus címkonfigurációt (SLAAC – Stateless Address Autoconfiguration). Az IPv6-ban tehát visszatérünk egyfajta „fix hosszúságú” szemlélethez, de teljesen más okokból és sokkal nagyobb címtérrel, elkerülve az IPv4 FLSM korának problémáit.

Az FLSM megértése tehát nemcsak a hálózati címzés történelmi fejlődésének megértéséhez járul hozzá, hanem segít értékelni a modern hálózati technológiák, mint a VLSM, CIDR és az IPv6 által nyújtott előnyöket is. Megmutatja, hogyan oldotta meg a hálózati közösség az IP-címek kimerülésének és a hálózati skálázhatóság problémáit a hálózati címzés rugalmasabbá tételével.