تجزئة الشبكة
تجزئة الشبكة أو تجزئة فضاء العناوين هي عملية رياضية تُقسّم فضاء عناوين خاص ببروتوكول تشبيك إلى فضاءَي عناوين أو أكثر، متساوية الحجم وأصغر من فضاء العناوين الأصلي وقابلة للتمايز رياضياً. يكون لكل فضاء عناوين جزئي ناتج عنوان مميز وقناع شبكة يمثلان كامل الفضاء الجزئي. وتستخدم العناوين المأخوذة من الأفضية الجزئية لعنونة شبكات مختلفة.
تحصل التجزئة كاستجابة لمتطلبات تصميم الشبكة التي قد تكون الحاجة إلى عدد أو حجم محدد من الشبكات الجزئية أو كليهما معاً أو الحاجة إلى شبكات جزئية بطول محدد للقناع. يدعم الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت شكلين من أشكال التجزئة هما التجزئة المبنية على العنونة القياسية والتجزئة المبنية على العنونة غير القياسية، أمّا الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت فيدعم التجزئة المبنية على العنونة غير القياسية فقط.
تشكل عملية التجزئة آلية رئيسية يعتمد عليها التوجيه غير القياسي بين النطاقات ()، واستخدام الأقنعة مختلفة الطول ()، ويؤدي تجزئة فضاء العناوين بشكل غير صحيح أو استخدام الأفضية الجزئية بشكل غير مناسب إلى ظهور مشاكل في الشبكة ترتبط بالعنونة وبالتوجيه.
تجزئة فضاء العناوين هي عملية رياضية يتم فيها تقسيم فضاء عناوين إلى فضاءَين أو أكثر ذوي أحجام أصغر من الفضاء الأصلي. يجري التمييز بين أفضية العنونة الجزئية الناتجة رياضياً باستعمال عدد خاص يُسمّى قناع الشبكات الجزئية. إن مفهوم التجزئة مدعوم في الإصدارين الرابع والسادس من بروتوكول الإنترنت.
بشكل عام، تتكون بنية عناوين المضيفين من قسمين، هما مُعرّف الشبكة ومُعرّف المضيف ، ويقاس طول المُعرفين بالبت. يكون مُعرّف الشبكة مُشتركاً بين جميع العناوين التي تنتمي إلى نفس الفضاء، أما مُعرّف المضيف، فهو يستخدم لتمييز المضيفين، وتختلف قيمته من مضيف إلى آخر، ويُحدد طوله عدد العناوين الموجودة ضمن الفضاء، فإذا كان طول مُعرّف المضيف هو (formula_1) بت، فإن عدد العناوين الموجودة في الفضاء سيكون (formula_2)، أمّا عدد العناوين المتاحة لعنونة المضيفين فقد يكون (formula_3)، لأن أصغر عنوان في الفضاء يكون محجوزاً دائماً ليمثّل كامل الفضاء، أما أكبر عنوان فيه فيمثل عنوان البث العام الخاص بالفضاء، إن كان البث العام مدعوماً، وإلا فإنّ عدد العناوين الموجودة في الفضاء يكون (formula_4) عنواناً.
عند تجزئة الشبكة يتم اقتطاع جزء من مُعرّف المضيف، وتشكيل قسم جديد هو مُعرّف الشبكة الجزئيّة ، في حين يبقى طول مُعرّف الشبكة ثابتاً. من أجل كل فضاء جزئي ناتج عن التجزئة، يكون هذا القسم مشتركاً بين جميع العناوين فيه، ويحدد طوله عدد الشبكات الجزئية الناتجة عن التجزئة، فإذا تمّ اقتطاع (formula_5) بت من مُعرّف المضيف، فإنّ طول معرّف المضيف الجديد سيكون (formula_6)، ويكون عدد الشبكات الجزئية الناتجة هو (formula_7) شبكة جزئية، يغطي كل منها فضاء يضمّ (formula_8) عنواناً.
في العنونة القياسية الخاصة بالإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت، يكون الحد الفاصل بين مُعرّف الشبكة ومُعرّف المضيف عند المراتب التي تشكّل حدود البايتات في العنوان، ويحصل المشترك على بادئة قياسية بطول (1) أو(2) أو(3) بايت، تُمثّل فضاء عنونة جزئي من صنف ما يتحدد بطول البادئة، التي نتجت عن عملية تجزئة سابقة لفضاء العناوين الكلي من قبل الجهة المانحة، ويمكن أن يقوم مدير الشبكة بتجزئة الفضاء مجدداً حسب الحاجة. أمّا في العنونة غير القياسية، ويشمل ذلك الإصدارين الرابع والسادس، فإن الحد الفاصل بين مُعرّف الشبكة ومُعرّف المضيف، يمكن أن يكون في أي مرتبة ضمن العنوان، ولكن ليس هناك قواعد أصناف تحدد طولها، ويجرى توليد البادئة بحسب هرمية خاصّة تعتمد على موقع المشترك، وتُمثّل البادئة فضاءً جزئياً مُقتطعاً من فضاء العناوين الكلي، ويُمكن إعادة تجزئته مُجدداً حسب الحاجة.
تشرف هيئة عناوين وأرقام الإنترنت على عملية منح بادئات الإصدارين الرابع والسادس من بروتوكول الإنترنت.
كانت تجزئة الشبكة إحدى الآليات الأساسية التي اعتمدت عليها شبكة الإنترنت أثناء نموها وتطورها لتصل إلى شكلها الحالي. لقد كان الشكل البدائي للإنترنت مُكوّناً من مستويين، الأول هو مستوى شبكة كاتي نت ، وهي شبكة تبديل رزم تربط بين عدد من الشبكات المختلفة، والثاني هو مستوى الشبكات التي يراد ربط بعضها ببعض، والتي يكون لكل منها عنوان شبكة مميز - يجب الانتباه إلى أن هذا التوصيف لا يعني أن طوبولوجيا الإنترنت الأولى كانت هرمية- لكن المقصود بما سبق هو أن الرؤية الأوليّة لبنية نظام العنونة في الشبكة كانت هرمية.
في ملاحظات التجارب على الإنترنت رقم 46 (INE 46) المنشورة في العام 1978م، أشار ديفيد كلارك إلى بنية عنوان الإنترنت المستعملة، وإلى المشاكل المتوقعة لذلك. كان طول العنوان هو (32) بت، وهو مقسم إلى قسمين، قسم خاص بالشبكة طوله (8) بت، ويسمح بوجود (256) شبكة مختلفة فقط، وقسم خاص بالمضيفين، طوله (24) بت ويُستعمل للعنونة المحليّة، إنّ عدد شبكاتٍ كهذا كان كافياً في ذلك الوقت، ولكنّه لم يكن مناسباً للتوسع المتوقع للشبكة، وقد اقترح كلارك البدء بالإعداد لتلك المرحلة، وقدم بعض الحلول لذلك.
بعد ذلك، طُوّر الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت في العام 1981م، ووصف في الوثيقة (RFC 791)، وفيه جرى اعتماد طول العنوان ليكون (32) بت، وقُسّم فضاء العنونة رياضياً إلى ثلاثة أصناف قياسية تستخدم لعنونة المضيفين، هي الأصناف (A) و(B) و(C)، وحُدد قناع خاص لكلٍ منها. يُستخدم القناع لتحديد طول مُعرّف الشبكة وطول مُعرّف المُضيف. ووصفت هذه الأصناف بأنّها قياسيّة لأنه يكفي معرفة الصنف الذي ينتمي إليه العنوان لتحديد طول مُعرّف الشبكة وطول مُعرّف المضيف.
يحدد طول مُعرّف الشبكة عدد أفضية العناوين في كل صنف، ويحدد طول مُعرّف المضيف عدد العناوين الموجودة في كل فضاء، وبما أن المُعرّفات في الأصناف القياسية ثابتة الطول دائماً من أجل كل صنف، فإنّ عدد الأفضية وحجمها ثابتان أيضاً. إنّ فضاء عناوين شبكات الصنف (A) هو الأكبر، وهناك (256) فضاءً يحتوي كل منها على أكثر من (16) مليوناً من العناوين، يليه بالحجم فضاء عناوين الصنف (B)، الذي يحتوي (65536) عنواناً، وأخيراً فضاء عناوين الصنف (C) الذي يضمّ (256) عنواناً.
لاحقاً في العام 1985م، تمّ تطوير آلية تجزئة الشبكات، ووصفت في وثيقة طلب التعليقات (RFC 950). وكان الهدف من ذلك إضافة مستوى جديد للتعامل مع أفضية العناوين القياسية، بحيث أصبح من الممكن تقسيم فضاء الصنف نفسه، إلى عدد من الأفضية الجزئيّة، التي يمكن تميّزُها رياضياً واستخدامُها في عنونة شبكات مختلفة. لقد ساهم ذلك في تقنين استهلاك فضاء العناوين، والحد من الهدر فيه، ولكنه خلق مشكلة جديدة هي العدد الكبير من الشبكات الناتجة وأحجام جداول توجيه المُوافقة. لعلاج هذه المشكلة، طُرح حلّ تجميع الشبكات الذي قدّم آلية لتجميع عناوين بعض أو كل الأفضية الناتجة عن التجزئة لإنتاج عنوان واحد يمثل فضاءً أكبر يشمل الأفضية الجزئية، ويمكن بعدها استخدامُه في الموجهات لتوجيه الرزم باتجاه الشبكات المعنونة بعناوين من هذه الأفضية، أضافت هذه التقنية بعض القيود على آليات منح العناوين، ولكنّها قدّمت حلاً لمشكلة الأحجام الكبيرة لجداول التوجيه، وأصبح بالإمكان اختزال جداول التوجيه الكبيرة ،عن طريق تجميع المسارات ، وبالتالي بات بالإمكان تجزئة الشبكات بدون القلق من الزيادة المُفرطة في حجم جداول التوجيه.
في العام 1993م، وبعد 12 عاماً على استخدم أفضية العنونة القياسيّة، طُرحت الوثيقة (RFC 1519)، التي قدمت مفهوماً جديداً هو التوجيه غير القياسي بين النطاقات كآليّة لتوجيه رزم البيانات بين الشبكات اعتماداً على نمط عنونة جديد غير قياسي، إنّ التوجيه غير القياسي بين النطاقات هو حلّ متوسط الأمد يخلق توازناً بين طرفي المُشكلة، فهو يُعالج مشكلة استهلاك فضاء العنونة من خلال طرح مفهوم العنونة غير القياسية، وفي نفس الوقت يحلّ مشكلة زيادة أحجام جداول التوجيه باعتماد آلية التوجيه غير القياسي بين النطاقات، لاحقاً عُدّل المعيار الأصلي، وطرحت وثيقة طلب تعليقات جديدة تناولت نفس الموضوع تحت الرقم الرمزي (RFC 4632). تُقدّم وثيقة طلب التعليقات مقارنة لإنجاز عملية التجزئة اعتماداً على العنونتين القياسيّة وغير القياسيّة، وتعرض مجموعة من الجداول يُمكن استخدامُها لإنجاز العمليتين.
إنّ أصل المشكلة يكمن في بنية عنوان الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت نفسه، فهي غير مناسبة لعنونة شبكات بيانات بهذا الحجم، وعلى الرغم من أن التوجيه غير القياسي بين النطاقات قدم حلاً أمدّ بعمر الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت بشكل غير متوقع لأكثر من 25 عاماً إضافية، فإنّ الحل النهائي للمشكلة يكمن في الاعتماد بشكل نهائي على إصدار آخر من بروتوكول الإنترنت هو الإصدار السادس الذي طُرح للمرة الأولى في شهر ديسمبر من العام 1995م.
يدعم الإصدار السادس مفهوم تجزئة الشبكة أيضاً، ولكن ليس لغرض تقنين استهلاك العناوين، بل كأداة بيد مُدير الشبكة، وقد اقترحت الوثيقة (RFC 3587) بنية مميزة لعنوان الإصدار السادس لكي يدعم تجزئة الشبكة، وفيه يَمْنح مزود الخدمة الشبكات المُتصلة بادئات بطول (48) بت، ثُمّ يختار مدير كل شبكة قسم الشبكة الجزئية، ويكون الذي يكون بطول (16) بت، ويترك ذلك (64) بت متاحة لعنونة المضيفين، ويكون بذلك متوافقاً مع آلية توليد المُعرّف الفريد المُوسّع (EUI-64)، لكن الوثيقة (RFC 6177) التي نشرت لاحقاً أكدت على أن البنية السابقة اختيارية، وشددت على عدم وجود طول محدد قياسي للبادئة، وبأنّ التوجه العام هو منح الشبكات المتصلة فضاء عناوين يمكن تجزئته، بدون وضع قيود صارمة على ذلك.
تقوم هيئة تعيين أرقام الإنترنت بمنح بادئات بطول (23) بت إلى مكاتب تسجيل الإنترنت الإقليمية، وبدورها تقوم سجلات الإنترنت الإقليميّة بتجزئة البادئات التي تمنح لها وتنتج بادئات جزئية طولها (32) بت تُمنح لمزودات الخدمة المحلية، التي تُجزّئ البادئات المُمنوحة لها وتنتج بادئات جزئية بطول (48) بت يجري منحها إلى المستخدمين، وعادة ما يقوم مدراء الشبكات بتجزئة البادئة الممنوحة وإنتاج بادئات جزئية بطول (64) بت، بحيث يُترك (64) بت ليكون متاحاً لعنونة المضيفين، وبذلك تكون العناوين الناشئة عن التجزئة مُتوافقة مع آلية توليد المُعرّف الفريد المُوسّع.
نظام العد هو نظام كتابة لترميز مجموعة غير منتهية من الأعداد باستخدام مجموعة محددة من الأرقام بطريقة مُتسّقة. يُسمى عدد عناصر مجموعة الأرقام أساس العد ، ويمكن باستخدام عناصر المجموعة وأساسها توليد عدد غير منتهي من الأعداد.
تعتمد أنظمة العد المُستعملة في شبكات البيانات على التدوين ذي المراتب ، وفيه يتكون العدد من مجموعة من الأرقام المُتتابعة التي تشغل مراتبَ مميّزة بفهارس فريدة، وتتحدد القيمة المُقابلة لكل رقم بفهرس المرتبة التي يشغلُها. مثلأ في نظام العد العشري، العدد (115)، يحتوي على ثلاثة أرقام، الأول هو الرقم (5) ويقع في المرتبة الأولى، وفهرسها (0)، والثاني والثالث هما الرقم (1)، ويقعان في المرتبتين ذوات الفهارس (1) و(2) على الترتيب. بحسب نظام العد، فإنّ القيمة المُقابلة للرقم (1) في المرتبة (1) هي القيمة (10)، والقيمة المقابلة للرقم (1) في المرتبة (2) هي (100)، أي أن قيمة الرقمين (1)، في العدد (115) تحددت بحسب فهرس المرتبة التي يشغلها الرقم.
يُستعمل نظاما العدّ الثنائي والعشري لتمثيل عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت، ونظاما العد الثنائي والست عشري لتمثيل عناوين الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت.
نظام العد الثنائي هو نظام عد ثابت الأساس ذو مراتب، أرقامه هي (0) و(1) وأساسه هو (2). يضاف الرقم (2) إلى أسفل ويمين العدد أو يُسبق بالبادئة (0b) أو (0B)، للدلالة على أن العدد مكتُوب بنظام العدّ الثنائي. مثلاً الإشارة إلى أن العدد (101) هو عدد ثنائي تتم بالشكل التالي: ("101") أو ("0b101").
يُمكن تمثيل القيم البوليانية وفق أي آلية تمثيل تضم حالتين فقط مع إمكانيّة الانتقال فيما بينهما، مثلاً قد تكون الحالات هي "{ON,OFF}" أو "{TRUE,FALSE}" أو "{YES,NO}" أو غيرها، لكن استعمال (0) و (1) هو الأكثر شيوعاً والأسهل استخداماً.
يُمثّل أي عدد بنظام العدّ الثنائي بواسطة عدد من الأرقام التي تكتب بشكل متتالي، ويمثل كل رقم مرتبة لها فهرس مُميز. تبدأ فهرسة المراتب من الصفر، وتزداد قيمة الفهرس بمقدار (1) من أجل كل رقم إلى اليسار، فيكون فهرس المرتبة الثانية هو (1) والثالث هو (2) وهكذا. أمّا لتمثيل الأعداد ذات الفاصلة المتحركة، فتستخدم فهارس المراتب السالبة، فتنقص قيمة فهرس المرتبة بمقدار (1) عند الاتجاه يميناً، ويكون فهرس المرتبة الأولى إلى يمين الفاصلة هو (1-) ثُمّ (2-) وهكذا.
يُنقل أي عدد مُمثل بنظام العد الثنائي إلى أنظمة عد أخرى مثل العشري أو الست عشري، أو بالعكس باتباع آليات رياضية محددة لكل عملية نقل.
نظام العد العشري هو نظام عد ثابت الأساس ذو مراتب، أرقامه من المجموعة "{0,1,2,3,4,5,6,8,8,9}" وأساسه هو (10). إنّ نظام العد العشري هو أكثر الأنظمة شيوعاً واستخداماً، وتعتمد قيمة العدد فيه على القيمة المقابلة للأرقام وعلى فهرس مرتبته. للإشارة إلى أن عدد ما ممثل بنظام العد العشري يضاف الرقم (10) إلى يمين وأسفل العدد أو يُسبق باللاحقة (0d). مثلاً، للدلالة على أن العدد (101) مكتوب بنظام العد العشري يكتب ("101") أو ("0d101").
يتكوّن كل عدد من مجموعة من الأرقام المتتالية التي تشغل عدداً من المراتب المُفهرسة،وتبدأ فهرسة المراتب من الرقم الموجود في أقصى اليسار إذا كان العدد صحيحاً أو من أول رقم موجود إلى يسار الفاصلة المتحركة بخلاف ذلك. يكون فهرس المرتبة الأولى هو الصفر، وتسمى الآحاد ثُمّ تزداد قيمة الفهرس بمقدار (1) مع كل رقم إلى اليسار، فتسمى المرتبة ذات الفهرس (1) بالعشرات، وذات الفهرس (2) بالمئات، و(3) بالآلاف، و(4) بعشرات الآلاف، و(5) بمئات الآلاف ،و (6 بالملايين ثُمّ آحاد الملايين وهكذا. يمكن تمثيل أجزاء الأعداد ذات الفاصلة المتحركة أيضاً باستخدام الفهارس السالبة، فيكون فهرس العدد الأول الموجود يمين الفاصلة هو (1-)، والثاني هو (2-) وهكذا.
نظام العد الست عشري هو نظام عد ثابت الأساس ذو مراتب، أرقامه من مكونة من مجموعتين من الرموز هما "{0,1,3,4,5,6,7,8,9}" أولاً، ثُمّ "{A,B,C,D,E,F}" ثانياً، أساسُه هو (16). استخدم نظام العد الست عشري قي شبكات البيانات لأنه يوفر طريقة سهلة وسريعة لقراءة وكتابة تتابعات طويلة من الأصفار والوحدان، حيث تُمثّل كل 4 بتات برقم واحد فقط، ويسمح ذلك بخفض عدد الأرقام اللازمة لتمثيل عنوان الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت من 128 بتاً في نظام العد الثنائي إلى 32 رقماً فقط عند استخدام نظام العد الست عشري.
للإشارة إلى أن العدد مكتوب بنظام العد الست عشري، تضاف البادئة (0x) إلى يسار العدد أو اللاحقة (h) إلى يمينه، أو يضاف العدد (16) إلى أسفل ويسار العدد. مثلاً للدلالة على أن العدد (101) مكتوب بنظام العد الست عشري يُكتب ("ox101") أو ("101h") أو ("101").
العطف المنطقي هو عملية ثنائية منطقية بين قيمتين منطقيتين تُسميان المَدخَلَين، ينتج عنها قيمة منطقية ثالثة تُسمّى الخرج. تفترض العملية أن قيمة الخرج ستكون ("TRUE")، إذا وفقط إذا، كانت قيمة المدخلين معاً هي ("TRUE"). يُشار إلى العملية بالرمز (".AND.")، وتُوضع قيمة المدخل الأول قبل الرمز والثانية بعده.
لإجراء عملية العطف المنطقي على عددين رياضيين، يجب أن يتم تمثيل الأعداد بنظام العد الثنائي أولاً، ثُمّ يجري تنفيذ العملية بحسب جدول الحقيقة الخاص بها على أزواج من القيم المنطقية، يضم كل زوج رقمين لهما نفس المرتبة، مأخوذين من العدد الأول والثاني على الترتيب، أي يتشكل الزوج الأول من الرقم في المرتبة ذات الفهرس (0) في العدد الأول، والرقم في المرتبة ذات الفهرس (0) في العدد الثاني، ويتشكل الزوج الثاني من الرقم في المرتبة ذات الفهرس (1) في العدد الأول، والرقم في المرتبة ذات الفهرس (1) في العدد الثاني، وهكذا. أخيراً، يُعاد تمثيل الناتج بنظام العدّ الأصلي. مثلاً لإجراء عملية الضرب المنطقي بين العددين (143) و(254) تتبع الخطوات التالية:
يُكتب عنوان الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت باستخدام التدوين العشري المنقط وهو طريقة لتمثيل البيانات تعتمد على نظام العد العشري. بحسب طريقة التدوين، يتكون العدد من أربع مراتب متتالية، يشغل كل منها عدد صحيح عشري، ويفصل بين كل مرتبتين مُتجاورين نقطة (.)، يُمكن أن يأخذ كل عدد أي قيمة صحيحة من المجال "[255,0]"، وسبب اختيار هذه القيم هو طريقة تمثيلها في نظام العد الثنائي، حيث تمثل بالشكل ("00000000") و("11111111") على الترتيب. يمكن كتابة العنوان أيضاً بالشكل الثنائي المقابل، ويتكون عندها من (32) بت، مقسمة إلى أربع مجموعات، يسمى كل منها، مرتبة أو خانة ثُمانيّة أو بايت. إمّا أن تُكتب كل مراتب العدد بالنظام الثنائي فقط أو بالعشري فقط، ولا يجوز خلط الاثنين معاً. مثلاً: ("10.0.0.1") هو عنوان بروتوكول إنترنت من الإصدار الرابع مكتوب بنظام العد العشري المُنقط، ومقابله الثنائي هو ("0001010.00000000.00000000.00000001").
قناع الشبكة في الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت هو عدد ثنائي، طوله (32) بت، مُكوّن من تتابع غير مُتقطع من الوحدان، يليه تتابع غير متقطع من الأصفار، ويستخدّم لتحديد طول مُعرّف الشبكة في عنوان بروتوكول الإنترنت، يُرفق كل عنوان بقناع شبكة، ويمكن أن يُمثّل قناع الشبكة بالنظام العشري المُنقّط، فمثلاً القناع ("255.255.0.0") هو مثال لقناع شبكة للإصدار الرابع، ومقابله الثنائي هو ("11111111.11111111.00000000.00000000"). يُمكن الاستفادة من خاصية التتابع غير المتقطع للوحدان أولاً ثم للأصفار ثانياً، بالإضافة لثبات طول القناع لتمثيله بشكل أكثر بساطة، يُسمّى تدوين البادئة ، وفيه يكتب عدد الوحدان في القناع فقط، بعد محرف الشريطة المائلة (/)، مثلاً إنّ القناع في المثال السابق يُمكن أن يُكتب (16/) وذلك لأنه يحتوي على (16) واحداً متتالياً، وبما أن طول القناع في الإصدار الرابع ثابت دوماً، وهو (32) بت، فهذا يعني أن القسم المُتبقي، وطوله (16) بت أيضاً، هو تتابع الأصفار.
يكتب عنوان الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت باستخدام نظامي العد الثنائي أو الست عشري، وهو بطول (128) بت، أو (32) مرتبة ستة عشرية. من غير المستحب تمثيل العنوان بنظام العد الثنائي بسبب طوله مما يجعلُه صعباً للقراءة أو للكتابة. أمّا عند تمثيل العنوان بنظام العد الست عشري، فإنّ العدد يُقسّم إلى ثماني مجموعات متتالية، في كل منها أربع مراتب، ويفصل بين كل مجموعتين متتاليتين الرمز (::)، تقع المرتبة الأعلى قيمةً في أقصى يسار العدد والأقل قيمةً في أقصى يمينه. على سبيل المثال، العنوان ("1111::2222::3333::4444::AAAA::BBBB::CCCC::DDDD") هو عنوان من الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت. هناك آليات إضافية لاختصار العنوان المكتوب بنظام العد الست عشري، لتسهيل قراءته أو كتابته.
بشكل مشابه للإصدار الرابع، يستخدم قناع الشبكة في الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت لتحديد طول مُعرّف الشبكة في العنوان، وقناع الإصدار السادس هو عدد ثنائي طوله (128) بت مُكوّن من تتابع مستمر من الوحدان يليه تتابع مستمر من الأصفار، لكنّه لا يُكتب إلا بتدوين البادئة، حيث يكتب عدد الوحدان فيه بعد محرف الشريط المائلة (/). مثلاً اللاحقة ("64/") تعني قناعاً مكوّن من (64) رقم (1) متتالي، يليه (64) صفراً متتالياً.
تتكون عملية تجزئة فضاء العناوين من مرحلتين فرعيتين، الأولى هي تحديد بنية عنوان الشبكات الجزئية الناتجة، ويعني ذلك تحديد طول مُعرّف الشبكة الجزئية وطول مُعرّف المضيف، وذلك بحسب الحاجة التي دعت إلى إنجاز التجزئة، والثانية هي كتابة عناوين الشبكات الجزئية الناتجة عن البنية المحددة بالخطوة الأولى.
يجب التمييز بين مُعرّف الشبكة الجزئية ، وعنوان الشبكة الجزئية ، فالأول هو عدد من البتات التي يجري اقتطاعها من قسم المضيف لتشكل قسم الشبكة الجزئية، أما الثاني فهو عنوان بروتوكول إنترنت يُميّز فضاء عناوين جزئي ناتج عن عملية التجزئة ويلحق به قناع شبكة لتحديد طول قسم المضيف.
من حيث المبدأ، لا تختلف مراحل عملية التجزئة إذا كان فضاء العنوان قياسياً أو غير قياسي. لتجزئة الفضاء القياسي يجري الانطلاق من صنف العنوان الذي يُحدّد طول قسم الشبكة، أمّا لتجزئة الفضاء غير القياسي فيجري الانطلاق من طول البادئة، وفي كلتا الحالتين يجب حساب طول مُعرّف الشبكة الجزئيّة وطول مُعرّف المضيف. عند تجزئة فضاء قياسي، يبدأ مُعرّف الشبكة الجزئية من مواقع محددة، يُحددها صنف العنوان، أمّا عند تجزئة فضاء غير قياسي فمن الممكن أن يبدأ المُعرف في أي موقع من العنوان، بما يتناسب مع طول البادئة.
تنفذ عملية تجزئة فضاء العناوين استجابة لمُتطلبات تخص العنونة، ويمكن تلخيصها بما يلي:
تجري جميع العمليّات الخاصّة بالتجزئة بحسب نظام العد الثنائي، ثم يجري تحويل عناوين الشبكات الجزئية الناتجة إلى الصيغ المُناسبة. تخضع عمليّة التجزئة في جميع الحالات للقواعد التالية:
في هذه الحالة، يكون طول العنوان الإجمالي () وعدد أفضية العناوين الجزئية المطلوبة، وليكن مثلاً ()، معلومين. إذا كانت العنونة قياسيّة، فإنّ صنف العنوان يكون معلوماً، أما في حال كانت العنونة غير قياسيّة، فإن طول البادئة () هو الذي يكون معلوماً.
انطلاقاً من الفرض، لحساب باقي مُحددات التجزئة، تتبع الخطوات التالية:
في هذه الحالة، يكون طول العنوان الإجمالي () وحجم فضاء العناوين الجزئي المطلوب، وليكن () عنواناً، معلومين. إذا كانت العنونة قياسية، فإن صنف العنوان يكون معلوماً، أما في حال كانت العنونة غير قياسية، فإن طول البادئة () هو الذي يكون معلوماً. لإنجاز التجزئة يجب حساب طول لمعرف الشبكات الجزئية الذي يتوافق الفرض، ثم حساب طول مُعرّف المضيف الموافق، وكتابة عناوين الشبكات الجزئية. قد يكون هناك عدة أطوال لمعرف الشبكات الجزئية متوافقة مع الفرض.
انطلاقاً من الفرض، لحساب باقي مُحددات التجزئة، تتبع الخطوات التالية:
في هذه الحالة، يكون طول العنوان الإجمالي ()، وحجم فضاء العناوين الجزئي المطلوب، وليكن () عنواناً، وعدد أفضية العنونة المطلوبة، وليكن () فضاءً، معلومين جميعاً. إذا كانت العنونة قياسية، فإنّ صنف العنوان يكون معلوماً، أمّا في حال كانت العنونة غير قياسية، فإن طول البادئة () هو الذي يكون معلوماً. لإنجاز التجزئة يجب حساب طول لمعرف الشبكات الجزئية الذي يتوافق الفرض، ثم حساب طول مُعرّف المضيف الموافق، وكتابة عناوين الشبكات الجزئية. قد يكون هناك عدة أطوال لمعرف الشبكات الجزئية متوافقة مع الفرض.
انطلاقاً من الفرض، لحساب باقي مُحددات التجزئة، تتبع الخطوات التالية:
في هذه الحالة، يكون طول العنوان الإجمالي وعدد الوحدان في قناع الشبكات الجزئية معلومان، وهما على التوالي () بت و () واحد. إذا كانت العنونة قياسية، فإنّ صنف العنوان يكون معلوماً، أمّا في حال كانت العنونة غير قياسية، فإن طول البادئة الممنوحة () يكون معلوماً. لإنجاز التجزئة يجب حساب طول مُعرّف الشبكات الجزئية الذي يتوافق الفرض، ثُمّ حساب طول مُعرّف المضيف الموافق، وكتابة عناوين الشبكات الجزئية.
انطلاقاً من الفرض، لحساب باقي مُحددات التجزئة، تتبع الخطوات التالية:
تجزئة فضاء عناوين قياسي هي تقسيم فضاء عناوين لصنف قياسي من أصناف الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت إلى فضاءي عناوين أو أكثر، وهناك ثلاث أصناف قياسية تستخدم لعنونة المضيفين هي الصنف (A) والصنف (B) والصنف (C). لإنجاز التجزئة يتم اقتطاع عدد محدد من البتات المتتالية في معرّف المضيف بدءاً البتات الأكثر أهمية فيه، وإنشاء قسم جديد هو مُعرّف الشبكة الجزئية.
يتكون عنوان بروتوكول الإنترنت من أربع خانات ثمانيّة أو بايتات، لها مراتب، من الأقل أهمية التي تأخذ المرتبة صفر، إلى الأكثر أهمية التي تأخذ المرتبة (3). إنّ طول مُعرّف المضيف في فضاء عناوين الصنف (A) هو (24) بت، وهو يمتد على ثلاث بايتات هي البايتات ذات المراتب (0) و (1) و(2)، وعند اقتطاع معُرّف الشبكة الجزئية، فإنه يبدأ الامتداد من البت الأكثر أهمية داخل البايت ذو المرتبة (2)، ويبقى محصوراً في داخل البايت إذا كان طول المُعرّف أقل أو يساوي (8) بت، أو قد يمتد على البايتين ذوي المرتبة (2) و (1) إذا كان طول قسم الشبكة الجزئية أكبر تماماً من (8) ولكنه أصغر أو يساوي (16)، أو قد يمتد على البايتات الثلاثة ذوات المراتب (2) و(1) و(0) إذا كان طول قسم الشبكة الجزئية أكبر تماماً (24) بت.
أمّا عند إقتطاع مُعرّف الشبكة الجزئية من مُعرّف المُضيف في فضاء عناوين من الصنف (B)، والذي يبلغ طول مُعرّف المضيف فيه (16) بتاً ويمتد على البايتات ذات المراتب (0) و(1)، فإن مُعرّف الشبكة الجزئية ينمو ابتداءاُ من البت الأكثر أهمية في البايت ذو المرتبة (1)، ويظل محصوراً فيه إذا كان طول مُعرّف الشبكة الجزئية أقل أو يساوي (8) بت، أو قد يمتد ضمن البايتين (1) و(0) إذا كان طوله أكبر من (8) بت. أمّا عند اقتطاع مُعرّف الشبكة الجزئية من مُعرف مضيف من الصنف (C)، فإنه يمتد حصراً ضمن البايت ذو المرتبة (0) بدءاً من البت الأكثر أهمية فيه.
إنّ اختيار طول معرّف الشبكة الجزئية عند تجزئة فضاء عناوين من الصنف (A) ليكون (8) بت، ينتج أفضية جزئية مكافئة من حيث الحجم لأفضية الصنف (B) القياسية، وإذا اختير الطول ليكون (16) بت، فإن الأفضية الجزئية الناتجة ستكون مكافئة من حيث الحجم لأفضية الصنف (C) القياسية. بشكل مشابه، إن اختيار طول معرّف الشبكة الجزئية عند تجزئة فضاء عناوين من الصنف (B) ليكون (8) بت، ينتج أفضية جزئية مُكافئة من حيث الحجم لأفضية الصنف (C) القياسية.
في الصنف (A)، يكون طول معرف الشبكة (7) بت، بالإضافة إلى وجود بت واحد محجوز، في حين يكون طول مُعرّف المُضيف هو (24) بت. لتجزئة فضاء عناوين من هذا الصنف، يتم اقتطاع عدد من البتات من مُعرّف المضيف، بدءاً من المرتبة الأكثر أهمية، ويُسمّى المُعرّف الناتج بقسم الشبكة الجزئية. يختلف طول المعرّف الجديد بحسب متطلبات التجزئة، وحدّه الأدنى هو (1) بت، ويعني ذلك تجزئة فضاء العناوين إلى فضاءَين جزئيين فقط، أما حدّه الأعلى فهو (22) بت، ويعني ذلك تجزئة الفضاء إلى (2) فضاء جزئي في كل منها 4 عناوين، اثنان منها فقط يصلحان لعنونة المضيفين.
من الممكن نظريّاً اختيار طول لمُعرّف الشبكة الجزئية ليكون (23) أو (24) بت، لكن ذلك يُنتج أفضية عناوين جُزئيّة تحتوي عنوانين في الحالة الأولى ولا تحتوي على أي عنوان في الحالة الثانية، وفي كلتا الحالتين لا يوجد عناوين صالحة لعنونة المضيفين. عمليّاً، ليس هناك استخدامات لأفضية جزئيّة بهذه الأحجام في الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت.
يجب التمييز بين حجم فضاء العناوين الجزئي الناتج عن التجزئة، وهو عدد العناوين الإجمالي التي يحتويها الفضاء، وبين عدد عناوين الفضاء التي تصلح لعنونة المُضيفين. في أفضية عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت يكون عدد العناوين التي تصلح لعنونة المضيفين دائماً أقل بعنوانين من عدد عناوين الفضاء الإجمالي. والسبب في ذلك أن أكبر وأصغر عنوان من حيث القيمة يكونان محجوزين لاستخدامات أُخرى، فيُستخدم أصغر عنوان ليمثل كامل الفضاء الجزئي، ولا يجوز استعماله لعنونة المضيفين. أمّا أكبر عنوان في الفضاء الجزئي، فهو يُستخدم كعنوان بث عام لجميع المضيفين الذين يستضيفون عناوين من ذلك الفضاء، ونتيجة لذلك، لا يُمكن استخدامه لعنونة المُضيفين.
ضمن الحدود السابقة، هناك حالتين مميزتين، فإذا كان طول مُعرف الشبكة الجزئية (8) بت، فإن طول مُعرّف المضيف سيكون (16) بت، ويعني ذلك أن التجزئة تنتج أفضية عناوين جزئية في كل منها (2=65536) عنواناً، وهي أفضية مُكافئة من حيث الحجم للصنف القياسي (B). أمّا إذا كان طول معرف الشبكة الجزئية هو (16) بت فإنّ طول مُعرّف المُضيف سيكون (8) بت، ويعني ذلك أن التجزئة تنتج أفضية عناوين جزئية في كل منها (2=256) عنواناً، وهي أفضية مُكافئة من حيث الحجم للصنف القياسي (C).
مع إمكانية تغيير طول معرف الشبكة الجزئية ضمن مجال الإعداد الصحيحة "[22,1]"، يمكن تمييز الحالات التالية:
في الصنف (B)، يكون طول معرف الشبكة (14) بت، بالإضافة إلى وجود بتين محجوزين، في حين يكون طول معرف المُضيف هو (16) بت. لتجزئة فضاء عناوين من هذا الصنف، يتمّ اقتطاع عدد من البتات من مُعرّف المُضيف، بدءاً من المرتبة الأكثر أهمية، ويُسمّى المُعرّف الناتج بقسم الشبكة الجزئيّة. يختلف طول المُعرّف الجديد بحسب متطلبات التجزئة، وحدّه الأدنى هو (1) بت، ويعني ذلك تجزئة فضاء العناوين إلى فضاءَين جزئيين فقط، أمّا حدّه الأعلى فهو (14) بت، ويعني ذلك تجزئة الفضاء إلى ("2=16384") فضاء جزئي في كل منها (4) عناوين، اثنان منها فقط يصلحان لعنونة المُضيفين.
ضمن الحدود السابقة، هناك حالة مميزة، فعندما كان طول مُعرف الشبكة الجزئية (8) بت، فإن طول مُعرّف المضيف سيكون (8) بت، ويعني ذلك أن التجزئة تنتج أفضية عناوين جزئية في كل منها (2=256) عنواناً، وهي أفضية مُكافئة من حيث الحجم للصنف القياسي (C).
مع إمكانية تغيير طول معرف الشبكة الجزئية ضمن مجال الإعداد الصحيحة "[14,1]"، يمكن تمييز الحالات التالية:
تحدد متطلبات التجزئة أيضاً شروطاً إضافية على طول مُعرّف الشبكة الجزئية أو على طول مُعرّف المضيف أو على الاثنين معاً. نتيجة لما سبق، قد توجد عدة أطوال ممكنة لمُعرّف الشبكة الجزئية تتوافق من متطلبات التجزئة، ويعود اختيار القيمة المناسبة عندها لمدير الشبكة.
في الصنف (C)، يكون طول معرف الشبكة (21) بت، بالإضافة إلى وجود ثلاث بتات محجوزة، في حين يكون طول معرف المضيف هو (8) بت. لتجزئة فضاء عناوين من هذا الصنف، يتم اقتطاع عدد من البتات من مُعرّف المُضيف، بدءاً من المرتبة الأكثر أهمية، ويسمى المعرف الناتج بقسم الشبكة الجزئيّة. يختلف طول المعرّف الجديد بحسب متطلبات التجزئة، وحدّه الأدنى هو (1) بت، ويعني ذلك تجزئة فضاء العناوين إلى فضاءَين جزئيين فقط، أمّا حدّه الأعلى فهو (6) بت، ويعني ذلك تجزئة الفضاء إلى ("2=64") أفضية جزئية في كل منها (4) عناوين، اثنان منها فقط تصلح لعنونة المضيفين.
يجب الإنتباه إلى أنه من الممكن نظرياً اختيار معرف شبكة جزئية بطول (7) أو (8) بت، في الحالة الأولى، ينتج عن التجزئة أفضية عناوين جزئية تحتوي عنوانين فقط، هما عنوان الشبكة وعنوان البث العام، ولا يكون هناك أي عنوان آخر لعنونة المضيفين، أمّا في الحالة الثانية فإنّ أفضية العنونة الناتجة لا تحتوي إلا على عنوان واحد فقط هو عنوان الشبكة، وفي كلتا الحالتين لا يُمكن عنونة المُضيفين. لذلك، عمليّاً، يتغير طول معرف الشبكة الجزئية ضمن مجال الأعداد الصحيحة "[6,1]".
قد تحدد شروط التجزئة مُتطلبات إضافيّة تحدّ من المجال الذي يتغير ضمنه طول مُعرّف الشبكة الجزئية، ويجب الالتزام باختيار قيمة صحيحة لطول المعرّف من ذلك المجال تحديداً، وإذا تمّ اختيار قيمة ما لطول المُعرّف بحيث تكون أدنى من القيم المحصورة بالمجال فإن عدد الشبكات الجزئيّة الناتجة لن يكون كافياً لتحقيق متطلبات التجزئة، أمّا إذا تم اختيار قيمة لطول المعرف بحيث تكون أكبر من القيم المحصورة بالمجال فإنّ عدد العناوين داخل كل فضاء جزئي لن يكون كافياً لتحقيق متطلبات التجزئة.
التجزئة متعددة المستويات هي تقسيم فضاء عناوين ما أكثر من مرة اعتماداً على مُعرفات شبكة جزئية مختلفة الطول لإنتاج أفضية عناوين جزئية ذات أحجام مختلفة، ويمكن استخدام التجزئة المتعددة على فضاء عناوين قياسي أو على بادئة غير قياسية. يتطلب استخدام التجزئة المتعددة تخطيطاً مسبقاً ومهارات رياضية، ويتيح عند استخدامه بشكل سليم خيارات أكثر مرونة في تجزئة الشبكة من التجزئة أحادية المستوى .
إذا تمت التجزئة متعددة المستويات على صنف عنوان قياسي للإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت، فستنتج أفضية جزئية مختلفة الأحجام يكون لها أقنعة شبكات جزئية مُختلفة الطول ، يستخدم هذا الإصطلاح عادة للإشارة إلى استعمال شبكات جزئية ذات أحجام مختلفة، وبالتالي ذات أطوال أقنعة مختلفة، في عنونة نطاقات البث العام.
إنّ تراكب أفضية العناوين هو مشكلة شائعة عند استعمال الأقنعة مختلفة الطول، وهو خطأ في العنونة، ناجم عن تجزئة شبكة غير صحيحة، وفيه يكون جزء من فضاء العناوين الأصلي مشتركاً بين فضاءَين جزئيين، ويسبب ذلك مشكلة عند التوجيه. بالإضافة لذلك، يكون استعمال بروتوكول توجيه غير قياسي مُتطلباً أساسياً عند استعمال الأقنعة مختلفة الطول، فبدون الإعلان عن أقنعة الشبكات لا يكون بإمكان الموجهات تمييز حدود أفضية العناوين ولا أحجامها.
ينتج عن استعمال الأقنعة مختلفة الطول زيادة في عدد الشبكات الجزئية، ويسبب ذلك زيادة في أحجام جدول التوجيه في الموجهات، حيث يضاف بند في الجدول من أجل كل شبكة جزئية. يتيح التوجيه غير القياسي بين النطاقات (CIDR) إمكانية لتجميع عناوين عدد من الأفضية الجزئية لتشكيل عنوان وحيد يمثل فضاء واحداً يشمل جميع الأفضية الجزئية، ويحلّ محلها في جدول التوجيه، ولكن استعمال تقنية كهذه يتطلب تصميماً دقيقاً ومسبقاً للشبكة.
تجزئة فضاء عناوين غير قياسية هي تقسيم فضاء عناوين غير قياسي إلى فضاءي عناوين أو أكثر أصغر بالحجم. تعتمد هذه التجزئة على العنونة غير القياسية حيث لا يوجد أصناف قياسيّة ولا أقنعة شبكة قياسيّة، ولا يوجد أيضاً طول ثابت لمُعرّف الشبكة، ويتمّ تحصيص فضاء العناوين الإجمالي بحسب الحاجة، ويمكن أن يبدأ معرّف الشبكة الجزئية في أي موقع في العنوان. تقوم الجهات الناظمة لعملية التحصيص مثل هيئة منح عناوين وأرقام الإنترنت أو سجلات الإنترنت الإقليمية بعرض بادئات ذات أطوال مختلفة على المستخدمين أو على المواقع الطرفية، تصفّ كل بادئة فضاء عناوين ذو حجم مختلف، ويختار المستخدم حجم فضاء العناوين بحسب حاجته.
يمكن للمستخدمين بعد ذلك تجزئة فضاء العناوين الممنوح لهم حسب حاجتهم، وذلك لإنتاج أفضية عناوين جزئية أصغر، ويحدد المستخدم طول مُعرّف المضيف وطول معرّف الشبكة الجزئية بناءاً على عدد عناوين المضيفين المرغوب في كل فضاء أو على عدد الأفضية الجزئية الإجمالي أو على الاثنين معاً، وتجري تجزئة الشبكة بشكل مُشابه لتجزئة الشبكة القياسية، فالاختلاف الأساسي بين التجزئة القياسية وغير القياسية هو في الطريقة التي يتم على أساسها منح فضاء العناوين للمستخدمين وليس في آليّة التجزئة.
يُقسّم مجال فضاء العناوين في الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت إلى مجموعة من الأفضية الجزئية بحسب الغرض من الاستخدام، أهمها فضاء العناوين الفريدة عالمياً وفضاء العناوين الفريدة محلياً وفضاء عناوين البث المجموعاتي وفضاء العناوين المحلية. تُقسّم هذه الأفضية على أساس رياضي، فمثلاً تنتمي جميع العناوين التي تبدأ بالبادئة ("FF::/8") إلى فضاء عناوين البث المجموعاتي، أمّا فضاء العناوين الفريدة عالمياً فيُحدد بالبادئة ("3/::2000").
تبدأ عملية منح العناوين الفريدة عالمياً على أساس جغرافي، وفق طريقة تسمح باستعمال تقنيات التوجيه غير القياسي بين النطاقات لاختزال عناوين الأفضية، والغرض من ذلك استقرار جداول التوجيه على المستوى العالمي، تقوم هيئة تعيين أرقام الإنترنت بتخصيص أفضية عناوين لسجلات الإنترنت الإقليمية، عن طريق منحها بادئات بطول (23) بت. بعد ذلك، يقوم كل سجل إنترنت إقليمي بتجزئة فضاء العناوين إلى أفضية عناوين جزئية تمنح لمزودات الخدمة، وقد تحصل عملية المنح على أكثر من مستوى، مثل منح فضاء عناوين لمزود خدمة وطني ليقوم بتجزئته إلى أفضية أصغر تمنح لمزودات الخدمة المحلية.
يحصل المُشتركون على أفضية عناوين جزئية من مزودات الخدمة المحلية، وتكون البادئة عادة بطول (48) بت، في الغالب الأعم يقتطع مديرو الشبكات قسماً يبلغ طوله (16) بت من مُعرف المضيف، ويُنشؤون قسماً جديداً هو مُعرّف الشبكة الجزئية الذي يُضاف إلى البادئة فيصبح طولها النهائي (64) بت، ويترك ذلك (64) بت لمُعرّف المضيف، وهو طول ملائم لآلية توليد المُعرّف الفريد المُوسّع (EUI-64).
إن التجزئة في الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت تتشابه من حيث الآلية الرياضية مع التجزية في الإصدار الرابع، لكنها تختلف من حيث الغاية، فهي تهدف إلى تنظيم استعمال فضاء العناوين بطريقة متوافقة مع آلية التوجيه، ولا تستخدم لتحديد حجم محدد من أفضية العناوين كما في الحالة في الإصدار الرابع، فعدد العناوين المتاحة في شبكة جزئية واحد من الإصدار السادس طول بادئتها (64) بت، يبلغ المليارات، وهو بحد ذاته، أكبر من كامل فضاء عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت.
يتكون عنوان الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت من (128) بت، ويكتب بنظام العد الست عشري على شكل عدد مكوّن من (32) مرتبة ست عشرية، ويجري تجميع هذه المراتب ضمن مجموعات رباعية عددها (8) يضم كل منها (4) مراتب ست عشرية أو (16) بت.(EUI-64). عند تجزئة فضاء عناوين من الإصدار السادس، يجري اقتطاع قسم من مُعرّف المضيف وإنشاء قسم جديد هو معرف الشبكة الجزئية، يمكن بحسب موقع نهاية مُعرّف الشبكة الجزئية ضمن العنوان التمييز بين الحالات التالية:
تجزئة فضاء عناوين قياسي للإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت
الصنف (A)
الصنف (B)
الصنف (C)
استعمال الأقنعة مختلفة الطول (VLSM)
التجزئة غير القياسية لفضاء عناوين للإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت
تراكب أفضية العناوين هو وجود مجموعة عناوين مشتركة في فضاءي عناوين أو أكثر قيد الاستخدام. إن تراكب الأفضية هي ظاهرة غير مرغوبة تحصل نتيحة خطأ في تصميم الشبكة، وهي شائعة عند استعمال الأقنعة مختلفة الطول (VLSM). على الرغم من أن التراكب هو نتيجة خطأ في العنونة، فإنّ المشكلة المترتبة على ذلك تظهر في التوجيه، حيث لا يمكن بلوغ مجموعة واحدة أو أكثر من المجموعات المتراكبة.
من الأمثلة على ظاهرة تراكب أفضية العناوين استعمال فضاءي الإصدار الرابع ("10.1.2.0/23") و ("10.1.3.248/30") لعنونة مضيفين في نفس الشبكة. يحتوي الفضاء الأول على (512) عنوان ويمتد الفضاء الأول بين العنوانين ("10.1.2.0") و ("10.1.3.255') في حين يحتوي الفضاء الثاني على (4) عناوين فقط ويمتد بين العنوانين ("10.1.3.248") و ("10.1.3.252")، إنّ الفضاء الثاني محتوى بالكامل ضمن الفضاء الأول.
يمكن استخدام نفس فضاء العناوين أو جزء منه أكثر من مرة في نفس الشبكة باستعمال تقنية ترجمة عنوان الشبكة (NAT)، وغالباً ما تستخدم أفضية العناوين الخاصة من أجل ذلك.
تحتاج بعض بروتوكولات الربط، مثل بروتوكول الربط بين نقطتين، إلى أفضية عناوين صغيرة جداً، تحتوي على عنوانين فقط، لكن تجزئة فضاء عناوين للإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت محدود بطول أصغري لمُعرّف المضيف هو (2) بت، ويعني ذلك وجود (4) عناوين في الفضاء الجزئي الناتج، يكون اثنان منها محجوزين لعنوان الشبكة وعنوان البث العام فيها، ويظل اثنان متاحين لعنونة المضيفين. إذا تمّت التجزئة على أساس معرف مضيف بطول (1) بت فقط، وتكون الأفضية الجزئية الناتجة محددة بقناع الشبكة ("31/")، فإنّ عدد العناوين في الفضاء هو (2) فقط، وهما محجوزان سلفاً، أي لا يوجد أي عنوان متاح لعنونة المضيفين.
إنّ التقسيم السابق يعني هدر ما قيمته (50%) تقريباً من عدد العناوين المتاحة للمضيفين لصالح قضايا تتعلق بالتوجيه. فمثلاً إذا تمت تجزئة فضاء عناوين قياسي من الصنف (C) بحسب القناع ("30/")، فسينتج ذلك (64) شبكة جزئية في كل منها (4) عناوين فقط، اثنان منها متاحان للعنونة، أي ما مجمله (128) عنواناً فقط، في مقابل (254) عنواناً متاحاً للمضيفين في الفضاء القياسي قبل التجزئة.
اقترحت وثيقة طلب التعليقات (RFC 3021) حلاً لهذه المشكلة من خلال إيجاد آلية لاستعمال الأفضية ذات الأقنعة ("31/")، حيث يُستخدم عنوانا الشبكة والبث العام كعنواني مضيفين، ولكنّها اشترطت استخدام بروتوكول الربط بين نقطتين لنجاح ذلك.
ينتج عن تجزئة فضاء عناوين ما فضاءي عناوين جزئيين أو أكثر، ويجب أن يملك كل موجه في جدول توجيهه مساراً واحدًا على الأقل نحو كل شبكة مُستعملة في العنونة، ويسبب زيادة عدد الشبكات بسبب عملية التجزئة زيادة في عدد البنود في جدول التوجيه، وتصبح القضية إشكالية في الشبكات الكبيرة مثل شبكة الإنترنت، حيث يمكن أن تنمو أحجام جداول التوجيه بشكل خارج عن السيطرة.
أشارت وثيقة طلب التعليقات (RFC 1338) إلى مشكلة نمو حجم جداول التوجيه في سياق عرضها لثلاث مشاكل مُرتبطة بالعنونة والتوجيه في شبكة الإنترنت، ووصفت فيها المشكلة كما يلي:
تابعت وثائق طلب التعليقات هذه المشكلة، ووردت هذه المشكلة أيضاً في الوثيقتين (RFC 1519) و (RFC 4632) بشكل مُعدّل حيث أضيفت كلمة معدات الحاسب إلى البرمجيات والأشخاص، وقد توقعت هذه الوثائق نمواً أسياً في أحجام جداول التوجيه إذا استمرت إضافة البنود إليها بالشكل السابق، وتظهر الإحصائيات الخاصة بتوسّع شبكة الإنترنت في الفترة بين (1989-2007)م وفي الفترة بين (2008-2017)م ازدياداً أسيّاً في عدد البنود الفريدة في جدول توجيه بروتوكول البوابة الحدودية بشكلٍ متوافق التوقعات التي وضعت في العامين 1992م و1993م.
يسمح استعمال التوجيه غير القياسي بين النطاقات باستعمال آلية لتجميع بنود جدول التوجيه التي تخص شبكات جزئية ناتجة عن شبكة أصلية واحدة، وينتج عن ذلك بند واحد يمثل فضاءً يشمل كل الأفضية الجزئية، وتسمى العملية تجميع المسارات ، ينتج عنها انخفاض ملحوظ في حجم جداول التوجيه، لكنها تتطلب تصميماً مُحكماً للشبكة، فالاستخدام غير الملائم لها يؤدي إلى حصول تجميع غير مناسب وهو إحدى المشاكل الخاصة بالتوجيه.
تجميع المسارات هو آلية رياضية لاختزال عدد من المسارات نحو أفضية جزئية ناتجة عن تجزئة فضاء أصلي واحد، وإنتاج مسار واحد يشمل المسارات نحو تلك الأفضية. تستعمل هذه الآلية لإنقاص حجم جداول التوجيه وبالتالي توفير وقت المعالجة، وتقليل استهلاك عرض النطاق عند إرسال تحديثات، وأيضاً للحفاظ على ثبات جداول التوجيه، فعند استخدام هذه الآلية لا تؤثر عدم صلاحية مسار يصل لشبكة جزئية ما على المسار المُختزل الناتج عن عملية التجميع، والموجود في جدول التوجيه.
يتطلب إنجاز تجميع المسارات بشكل صحيح تخطيطاً مسبقاً لعملية العنونة، بحيث يتم توزيع الأفضية الجزئية بطريقة تسمح باختزالها لاحقاً عند إنجاز التوجيه. ويسبب غياب التخطيط أو إنجاز عملية التجميع بشكل غير متوافق مع طوبولوجيا الشبكة مُشكلة التجميع غير المُناسب، وفيها يتم توليد مسار مُختزل لا يمثل كل المسارات نحو الأفضية الجزئية، أو توليد مسار مختزل يمثل بالإضافة للمسارات المطلوبة عدداً من المسارات الإضافية الأخرى، وتُسبب هذه الحالات جميعاً مشاكل مُرتبطة بالتوجيه، وبشكلٍ أساسي تعذّر الوصول إلى شبكة جزئية أو أكثر.