Pirms interneta vispār nebija, pastāvēja datortīkli. Šie tīkli izmantoja IP adreses, kas bija identiskas mūsdienās izmantotajām. Šie tīkli tika savstarpēji savienoti, izmantojot ARPANET, kas galu galā attīstījās par pašreizējo internetu. Šajos datortīklu agrīnajos laikos interneta mērogs un popularitāte būtībā bija neiedomājami. Daudzas mūsdienu tehnoloģijas, kuras mēs uzskatām par pašsaprotamām, vienkārši nepastāvēja. Šī un tā laika pieņēmumu dēļ tika izdalītas lielas IP adrešu partijas.
ARPANET turpinot augt, tika noteikts, ka mūsdienu adrešu izsniegšanas sistēmai tuvākajā nākotnē radīsies problēmas ar adrešu telpas izsīkumu. Klasiska tīklošanās bija pirmais mēģinājums aizkavēt jautājumu par telpas izsmelšanu. Lai saprastu, kas ir klasiskā tīklošana un kā tā darbojas, ir svarīgi saprast sistēmas, kas ir tās pamatā, galvenokārt IPv4 adreses.
IP adreses struktūra
IP adrese ir unikāla interneta protokola adrese, ko izmanto, lai novirzītu tīkla trafiku internetā. IPv4 ir galvenā adresācijas shēma. IPv4 adreses parasti tiek parādītas punktētu četrzīmju apzīmējumā, lai tās būtu saprotamas cilvēkiem. Piemēram, IP adrese var izskatīties šādi “192.168.0.1”. Katrai IP adresei ir četras sadaļas, kas atdalītas ar punktiem, tāpēc termins - punktēts četrstūris. Tomēr to sauc arī par punktu decimālo apzīmējumu.
Tomēr patiesībā datori šo formātu neizmanto. Tāpat kā viss, ar ko datori nodarbojas, IP adreses tiek izmantotas binārā formātā. IPv4 adrešu gadījumā katra no četrām sadaļām, kas pazīstama kā oktets, ir attēlota ar 8 bināriem cipariem. Iepriekš minētā adrese patiešām ir “11000000.10101000.00000000.00000001” binārā formā.
Viena no galvenajām lietām šajā jautājumā ir tāda, ka, tā kā katru oktetu attēlo tikai 8 bināri biti, cilvēkiem lasāmajiem skaitļiem ir jābūt no 0 līdz 255. Tas nozīmē, ka ir ne vairāk kā 255*255*255*255 vai 4 294 967 296 iespējamās IP adreses. Lai gan četri miljardi iespējamo IP adrešu, iespējams, šķiet daudz, tas ir mazāk nekā viena IP adrese uz vienu pašlaik dzīvu cilvēku. Lielākajai daļai cilvēku rietumu pasaulē ir vairāk nekā viena ierīce, kas savienota ar internetu.
A klases tīkli un agrīnie pieņēmumi
Datortīklu izveides sākumā tika pieņemts, ka tīklu nebūs daudz. Nebija mājas interneta pieslēguma un pat mājas datoru. Lielie uzņēmumi, izglītības iestādes un valdības departamenti bija vienīgās vietas ar jebkādiem tīkliem. Tika pieņemts, ka visi šie tīkli ievērojami pieaugs. Turpretim kopējais tīklu skaits paliktu salīdzinoši neliels. Šis pieņēmums pat nebija maldināts ar informāciju tajā laikā, jo IBM PC, pirmais mājas dators, vēl nebija izlaists.
Tādiem uzņēmumiem kā Apple, Ford un AT&T ir lielas adrešu partijas. ASV DOD saņēma vairāk nekā duci lielu adrešu partiju. Apple ieguva 17.0.0.0, Ford ieguva 19.0.0.0, AT&T ieguva 12.0.0.0, savukārt DOD ieguva 6.0.0.0, 7.0.0.0, 11.0.0.0 un citus. Katrs no šiem tīkliem attiecīgajiem uzņēmumiem piešķīra katru IP adresi, kas sākas ar pirmo numuru (17, 7, 19 utt.). Tas nozīmēja, ka katrs tīkls varētu atbalstīt 16 777 216 atsevišķas IP adreses. Tas arī nozīmēja, ka kopumā bija 255 iespējamie tīkli.
Tā bija lielākā problēma, jo, pieaugot datortīklu popularitātei, kļuva skaidrs, ka pieprasījuma apmierināšanai nepietiks ar 255 tīkliem. Par laimi šī problēma tika pamanīta pietiekami agri, lai varētu izstrādāt labojumu. Pirmo labojumu sauca par klasisko tīklu, un tas tika ieviests 1981. gadā. Starp citu, šis ir tas pats gads, kad tika izlaists IBM dators. Personālais dators un mājas interneta pieslēgumi drīz vien palielinās spiedienu uz adrešu telpu.
Klases
Klasiskā tīkla ideja ir sadalīt šos masīvos tīklus daudzos mazākos. Sākotnējie milzīgie tīkli tika pārklasificēti par A klases tīkliem. Tika izveidotas arī jaunās B un C klases, savukārt vēl viena sadaļa tika rezervēta turpmākai lietošanai. Vienkāršākais veids, kā atdalīt klases, ir tas, ka A klase aizņem visu adrešu pirmo pusi. Pēc tam B klase iegūst pusi no atlikušajām adresēm, un C klase iegūst pusi no adresēm pēc B klases. Pārējā adreses telpa ir rezervēta.
Praktiski tas nozīmē, ka jebkura IP adrese, kurā pirmā okteta skaitlis ir mazāks par 128, ir A klases tīkls. B klases tīkls ir jebkura adrese, kuras pirmais oktets ir no 128 līdz 191. Jebkurš tīkls, kurā pirmais oktets ir no 192 līdz 223, ir C klases tīkls. Un viss, kas sākas ar 224 vai augstāku, ir rezervēts. Binārā izteiksmē katra A klases IP adrese sākas ar 0. Katra B klases adrese sākas ar 10, katra C klases adrese sākas ar 110, un rezervētā vieta sākas ar 111. Tas ļauj viegli noteikt katra tīkla robežas.
Tas nozīmē, ka kopējā platība A klases tīkliem ir uz pusi samazināta no sākotnējiem 256 līdz 128. Svarīgi, ka tas nozīmē arī to, ka tagad ir 16 384 B klases tīkli, kas katrā atbalsta līdz 65 536 IP adresēm, un 2 097 152 C klases tīkli, kas katrā atbalsta 256 IP adreses. Rezervētā vieta adreses telpas beigās vēlāk tika sadalīta D klasē un E klasē.
Rezervēta vieta
Vairākas adreses katras nodarbības sākumā un beigās tika rezervētas, un arī dažas sadaļas vidū tika rezervētas. Daži, piemēram, no 0.0.0.0 līdz 0.255.255.255, netika īpaši izmantoti nekam, tā vietā tika rezervēti izmantošanai nākotnē. Citām rezervētajām sadaļām tika piešķirts īpašs mērķis. Piemēram, jebkura IP adrese, kas sākas ar 127, tiek uzskatīta par atgriezeniskās saites adresi. Tīkla trafiks nekad netiek pārsūtīts un vienkārši atgriežas atpakaļ pie sūtītāja, nenosūtot.
Adreses, kas sākas ar 192, tika rezervētas, bet 192 168 adreses tika rezervētas lietošanai iekšējos tīklos, ļaujot to izmantot jebkuram iekšējam tīklam. Tas tiek izmantots, piemēram, gandrīz visos mājas tīklos, jo tas nodrošina 256 iespējamās adreses. Lielākiem lietošanas gadījumiem jebkura adrese, kas sākas ar 172.16 līdz 172.31, tiek rezervēta arī iekšējai lietošanai, tāpat kā jebkurš tīkls, kas sākas ar 10.
Šīs privātās adrešu telpas ir rezervētas tikai iekšējai lietošanai. Visas tīkla iekārtas ir izstrādātas, lai novērstu trafika, kas paredzēta vienai no šīm rezervētajām adresēm, nokļūšanu garām maršrutētājam uz citu tīklu. Adreses ir noteiktas tīklam, kas nozīmē, ka ikviens un ikviens var tās izmantot savos iekšējos tīklos. Lai tas darbotos, maršrutētājam ir jābūt publiskai IP adresei, sekojiet līdzi, kura iekšējā ierīce ir pieprasot, kādus datus no cita tīkla, un nodrošināt, ka atbilde tiek atgriezta labajā pusē ierīci. Šo paņēmienu sauc par NAT vai tīkla adrešu tulkošanu.
Klasiskā tīkla izveides panākumi un neveiksmes
Klasiskā tīkla izveide ļauj daudz efektīvāk izmantot telpu, nekā tikai piešķirot vienu 256th no iespējamās adrešu telpas jebkuram uzņēmumam, kas to pieprasa. Lielākajai daļai uzņēmumu, valdības departamentu utt. nav vajadzīgas 16 777 216 IP adreses. Viņi var iegūt daudz mazāku skaitu viņiem piešķirto IP adrešu, un tas darbojas lieliski.
Lai gan klasiskā tīkla sistēma izskatās labi uz papīra un noteikti ir glīta, diemžēl tā saskaras ar līdzīgām problēmām citā mērogā. Lielākā daļa uzņēmumu ir arī mazāki par B klases tīklu, un tiem nav vajadzīgas 65536 iespējamās IP adreses. Pat 80. gadu vidū un 90. gadu sākumā daudzi uzņēmumi bija pārāk lieli C klases tīklam ar tikai 256 IP adresēm. Tas nozīmēja, ka uzņēmumiem bieži bija nepieciešami B klases tīkli, pat ja tiem bija vajadzīgas tikai 300 IP adreses. Tas atkal nozīmēja, ka adrešu telpa tika izmantota neefektīvi, jo daudzas adreses tika izsniegtas uzņēmumiem, kuri nekad to visu neizmantotu.
Klasiskā tīkla pēcteči
Šī problēma tika ātri identificēta, un tāpēc 1993. gadā, tikai 12 gadus pēc klasiskās tīkla ieviešanas, tā tika aizstāta. Tā aizstāšana tika saukta par bezšķirīgu starpdomēnu maršrutēšanu vai CIDR (izteikts sidrs). CIDR ļāva daudz vairāk konfigurēt izsniegto adrešu skaitu. Atļaujot tīklus definēt katram binārajam bitam, nevis katram oktetam. Šis risinājums tiek izmantots arī šodien, lai gan internetam pieslēgto ierīču milzīgais pieaugums tagad ir pilnībā izsmēlis IPv4 adrešu telpu pat ar šo efektīvāko adresācijas paņēmienu.
Risinājums tam ir pāreja uz IPv6, kas nodrošina daudz lielāku adrešu telpu, precīzāk, 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 iespējamās adreses. Tas ir aptuveni 340 triljoni triljoni triljoni, kas ir daudz vairāk nekā 4,3 miljardi nepāra IPv4 adrešu. Diemžēl, neskatoties uz steidzamību, ko izraisa gaidāmā un tagad esošā IPv4 adrešu telpas izsīkšana, IPv6 atbalsts joprojām ir īss. Tomēr tas galvenokārt ir saistīts ar mantoto aparatūru.
Secinājums
Klasiskā tīkla izveide bija agrīns mēģinājums uzlabot IP adrešu piešķiršanas efektivitāti. Tas veiksmīgi aizkavēja IPv4 adrešu telpas izsmelšanu 12 gadus, kad tas bija spēkā. To aizstāja CIDR, kas bija veiksmīgāks ilgtermiņa risinājums.
Daži klasiskās tīklu mantojumi turpina pastāvēt, un daudziem uzņēmumiem joprojām ir B klase vai pat dažiem uzņēmumiem ir piešķirti A klases tīkli, kurus tie, iespējams, nevar efektīvi izmantot. Pat mēģinājums to darīt rada zināmu drošības risku, jo jebkura iekārta, kas izmanto kādu no šīm IP adresēm, būtu publiski adresēta bez ugunsmūra. CIDR apzīmējumā A klases tīkls ir /8, B klases tīkls ir /16 un C klases tīkls ir /24.