Пре него што је интернет уопште постојао, постојале су рачунарске мреже. Ове мреже су користиле ИП адресе идентичне онима које се користе данас. Ове мреже су биле међусобно повезане преко АРПАНЕТ-а, који је на крају еволуирао у оно што је сада Интернет. У овим раним данима компјутерског умрежавања, обим и популарност Интернета били су у суштини незамисливи. Многе модерне технологије које узимамо здраво за готово једноставно нису постојале. Због овога и претпоставки тог времена, подељене су огромне групе ИП адреса.
Како је АРПАНЕТ наставио да расте, утврђено је да ће савремени систем за доделу адреса у блиској будућности наићи на проблеме са исцрпљивањем адресног простора. Класно умрежавање био је први покушај да се одложи питање решавања исцрпљености простора. Да бисте разумели шта је класно умрежавање и како функционише, важно је разумети системе који су у његовој основи, пре свега ИПв4 адресе.
Структура ИП адресе
ИП адреса је јединствена адреса Интернет протокола која се користи за усмеравање мрежног саобраћаја преко Интернета. ИПв4 је главна шема адресирања. ИПв4 адресе се генерално приказују у тачкастим квадратима да би биле читљиве људима. На пример, ИП адреса може изгледати овако „192.168.0.1“. Свака ИП адреса има четири одељка, одвојена тачкама, па отуда и термин – тачкасти четвороструки. Међутим, он се такође назива и тачка-децимална нотација.
У стварности, међутим, рачунари заправо не користе овај формат. Као и све чиме се рачунари баве, ИП адресе се користе у бинарном облику. У случају ИПв4 адреса, сваки од четири одељка, познат као октет, представљен је са 8 бинарних цифара. Горња адреса је заиста „11000000.10101000.00000000.00000001“ у бинарном облику.
Једна од кључних ствари у вези са овим је да пошто је сваки октет представљен само са 8 бинарних битова, људи читљиви бројеви морају бити између 0 и 255. То значи да постоји највише 255*255*255*255 или 4,294,967,296 могућих ИП адреса. Иако се четири милијарде могућих ИП адреса вероватно чини много, то је мање од једне ИП адресе по тренутно живој особи. Већина људи у западном свету има више од једног уређаја повезаног на интернет.
Мреже класе А и ране претпоставке
У раним данима компјутерског умрежавања, претпостављало се да неће бити много мрежа. Није било кућних интернет веза, па чак ни кућних рачунара. Велике компаније, образовни институти и владина одељења била су једина места са било каквом мрежом. Претпостављало се да ће све ове мреже вероватно значајно расти. Насупрот томе, укупан број мрежа би остао релативно мали. Ова претпоставка чак није била погрешна са информацијама у то време јер ИБМ ПЦ, први кућни рачунар, још није био објављен.
Компаније као што су Аппле, Форд и АТ&Т добиле су велике групе адреса. Министарство одбране САД је добило више од десетак великих серија адреса. Аппле је добио 17.0.0.0, Форд је добио 19.0.0.0, АТ&Т је добио 12.0.0.0, док је ДОД добио 6.0.0.0, 7.0.0.0, 11.0.0.0 и више. Свака од ових мрежа је доделила сваку ИП адресу која почиње првим бројем (17, 7, 19, итд.) одговарајућим компанијама. То је значило да свака мрежа може да подржи 16.777.216 појединачних ИП адреса. То је такође значило да постоји укупно 255 могућих мрежа.
Ово је био велики проблем, пошто је компјутерско умрежавање расло у популарности, постало је јасно да 255 мрежа неће бити довољно да задовоље потражњу. Срећом, овај проблем је уочен довољно рано да би се развила поправка. Прво решење се звало класно умрежавање и представљено је 1981. Узгред, ово је исте године када је објављен ИБМ ПЦ. Персонални рачунар и кућне интернет везе ускоро би појачале притисак на адресни простор.
Настава
Идеја класног умрежавања је да се ове огромне мреже разбију на много мањих. Оригиналне огромне мреже су прекласификоване у мреже класе А. Створене су и нове класе Б и Ц, док је још један одељак издвојен као резервисан за будућу употребу. Најлакши начин да одвојите класе је да класа А заузима прву половину свих адреса. Класа Б тада узима половину преосталих адреса, а класа Ц добија половину адреса након класе Б. Остатак адресног простора је резервисан.
Практично, ово значи да је свака ИП адреса где је први октет имао број испод 128 мрежа класе А. Мрежа класе Б је свака адреса где је први октет између 128 и 191. Свака мрежа у којој је први октет између 192 и 223 је мрежа класе Ц. И све што почиње са 224 или више је резервисано. У бинарном смислу, свака ИП адреса класе А почиње са 0. Свака адреса класе Б почиње са 10, свака адреса класе Ц почиње са 110, а резервисани простор почиње са 111. Ово омогућава лако одређивање граница сваке мреже.
То значи да је укупан простор за мреже класе А преполовљен са првобитних 256 на 128. Важно је да то такође значи да сада постоје 16.384 мреже класе Б, које подржавају до 65.536 ИП адреса свака, и 2.097.152 мреже класе Ц које подржавају по 256 ИП адреса. Резервисани простор на крају адресног простора је касније подељен на класу Д и класу Е.
Резервисан простор
Број адреса на почетку и на крају сваког часа је резервисан, а резервисани су и неки одељци у средини. Неки, попут 0.0.0.0 до 0.255.255.255, нису посебно коришћени ни за шта, већ су резервисани за будућу употребу. Остали резервисани делови су добили посебну намену. На пример, свака ИП адреса која почиње са 127 се третира као адреса повратне петље. Мрежни саобраћај се никада не преноси и једноставно се враћа до пошиљаоца без слања.
Адресе које почињу са 192 су резервисане, а 192.168 адреса је резервисано за употребу у интерним мрежама, дозвољавајући било којој интерној мрежи да их користи. Ово се користи у скоро свим кућним мрежама, на пример, јер пружа 256 могућих адреса. За веће случајеве употребе, свака адреса која почиње са 172.16 до 172.31 је такође резервисана за интерну употребу као и свака мрежа која почиње са 10.
Ови приватни адресни простори су резервисани само за интерну употребу. Сва мрежна опрема је дизајнирана да спречи да било који саобраћај намењен једној од ових резервисаних адреса прође преко рутера у другу мрежу. Адресе су специфичне за мрежу, што значи да их свако и свако може користити на својим интерним мрежама. Да би ово функционисало, рутер мора имати јавну ИП адресу, пратити који је унутрашњи уређај захтевајући које податке из друге мреже и обезбедите да се одговор врати на десну страну уређај. Ова техника се зове НАТ или превођење мрежних адреса.
Успех и неуспех класног умрежавања
Класно умрежавање омогућава много ефикасније коришћење простора него само додељивање једног 256тх могућег адресног простора било којој компанији која то затражи. Великој већини компанија, владиних служби, итд., није потребно 16.777.216 ИП адреса. Они могу добити много мањи број ИП адреса које им се додељују и раде сасвим добро.
Иако систем класног умрежавања изгледа добро на папиру и свакако је уредан, нажалост, наилази на сличне проблеме у различитим размерама. Већина компанија је такође мања од мреже класе Б и не треба им 65536 могућих ИП адреса. Чак и средином 80-их и раних 90-их, многе компаније су биле превелике за мрежу класе Ц са само 256 ИП адреса. То је значило да су компаније често биле потребне мреже класе Б чак и ако им је било потребно само 300 ИП адреса. Опет, ово је значило да је адресни простор коришћен неефикасно са огромним обимима адреса издатих компанијама које никада не би искористиле све.
Наследници класног умрежавања
Овај проблем је брзо идентификован, па је 1993. године, само 12 година након што је уведено класно умрежавање, замењен. Његова замена названа је безкласно рутирање између домена, или ЦИДР (изражена јабуковача). ЦИДР је омогућио много више могућности конфигурисања у броју издатих адреса. Омогућавање да мреже буду дефинисане сваким бинарним битом, а не сваким октетом. Ово решење се и данас користи, иако је огроман раст уређаја повезаних са интернетом сада потпуно исцрпио ИПв4 адресни простор чак и са овом ефикаснијом техником адресирања.
Решење за то је прелазак на ИПв6 који обезбеђује много већи адресни простор, тачније 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 могућих адреса. То је отприлике 340 трилиона трилиона трилиона, што је много више од 4,3 милијарде чудних ИПв4 адреса. Нажалост, упркос хитности изазваној предстојећим и сада присутним исцрпљивањем ИПв4 адресног простора, подршка за ИПв6 је још увек недоречена. Међутим, то је углавном због застарелог хардвера.
Закључак
Класно умрежавање је био рани покушај да се побољша ефикасност доделе ИП адреса. Био је успешан у одлагању исцрпљивања ИПв4 адресног простора, током 12 година колико је постојао. Заменио га је ЦИДР, који је био успешније дугорочно решење.
Неке заоставштине класног умрежавања живе и даље са многим компанијама које још увек имају класу Б или чак неколико има мреже класе А које су им додељене које никако не могу ефикасно да искористе. Заиста, чак и покушај да се то уради представља донекле безбедносни ризик јер би било која машина која користи једну од тих ИП адреса била јавно адресирана без постављеног заштитног зида. У ЦИДР нотацији мрежа класе А је /8, мрежа класе Б је /16, а мрежа класе Ц је /24.