Документ Microsoft Word
Задание 1. Определить, находятся ли два узла A и B в одной подсети или в разных подсетях.
IP-адрес компьютера А: 94.235.16.59;
IP-адрес компьютера В: 94.235.23.240;
Маска подсети: 255.255.240.0
Выполнение задания.
Переводим IP-адреса компьютеров и маски в десятичный код:
IP-адрес 94.235.16.59 = 01011110.11101011.00010000.00111011
Маска подсети: 255.255.240.0=11111111.11111111. 11110000.00000000
IP-адрес 94.235.23.240 = 01011110.11101011.00010111.11110000
Маска подсети: 255.255.240.0=11111111.11111111. 11110000.00000000
Выполняем операцию логического умножения AND над IP‑адресом и маской каждого компьютера и двоичный результат переводим в десятичный вид:
Вывод: номера подсетей двух IP-адресов совпадают, значит компьютеры А и В находятся в одной подсети. Следовательно, между ними возможно установить прямое соединение без применения шлюзов.
IP-адрес компьютера А: 131.189.15.6;
IP-адрес компьютера В: 131.173.216.56;
Маска подсети: 255.248.0.0.
Маска подсети: 255.248.0.0=11111111.11111000.00000000.00000000
IP-адрес 131.173.216.56 = 10000011.10101101.11011000
Маска подсети: 255.248.0.0=11111111.11111000.00000000.00000000
Вывод: номера подсетей двух IP-адресов не совпадают, значит компьютеры А и В не находятся в одной подсети. Следовательно, между ними не возможно установить прямое соединение без применения шлюзов.
IP-адрес компьютера А: 215.125.159.36;
IP-адрес компьютера В: 215.125.153.56;
Маска подсети: 255.255.224.0.
Маска подсети: 255.255.224.0=11111111.11111111.11100000.00000000
IP-адрес 215.125.153.56= 11010111.01111101.10011001.01110000
Маска подсети: 255.255.224.0=11111111.11111111.11100000.00000000
Вывод: номера подсетей двух IP-адресов совпадают, значит компьютеры А и В находятся в одной подсети. Следовательно, между ними возможно установить прямое соединение без применения шлюзов.
Задание 2. Определить количество и диапазон адресов узлов в подсети, если известны номер подсети и маска подсети.
Номер подсети: 192.168.1.0
маска подсети: 255.255.255.0
Переводим номер и маску подсети в двоичный вид:
Номер подсети: 192.168.1.0 = 11000000.10101000.00000001.00000000
маска подсети: 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
По маске определяем количество бит, предназначенных для адресации узлов (их значение равно нулю). Обозначим их буквой К. Общее количество адресов равно 2 К . Но из этого числа следует исключить комбинации, состоящие из всех нулей или всех единиц, так как данные адреса являются особыми. Следовательно, общее количество узлов подсети будет равно 2 К – 2.
В рассматриваемом примере K = 8, 2 К – 2 = 254 адреса.
Чтобы найти диапазон IP-адресов нужно найти начальный и конечный IP-адреса подсети. Для этого выделям в номере подсети те биты, которые в маске подсети равны единице. Это разряды, отвечающие за номер подсети. Они будут совпадать для всех узлов данной подсети, включая начальный и конечный:
Номер подсети: 192.168.1.0 = 11000000.10101000.00000001.00000000
маска подсети: 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
Чтобы получить начальный IP-адрес подсети нужно невыделенные биты в номере подсети заполнить нулями, за исключением крайнего правого бита, который должен быть равен единице. Полученный адрес будет первым из допустимых адресов данной подсети:
Номер подсети: 192.168.1.1 = 11000000.10101000.00000001.00000001
маска подсети: 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
Чтобы получить конечный IP-адрес подсети нужно невыделенные биты в номере подсети заполнить единицами, за исключением крайнего правого бита, который должен быть равен нулю. Полученный адрес будет последним из допустимых адресов данной подсети:
Номер подсети: 192.168.1.254 = 11000000.10101000.00000001.11111110
маска подсети: 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
Ответ: Для подсети 192.168.1.0 с маской 255.255.255.0:
количество возможных адресов: 254,
диапазон возможных адресов: 192.168.1.1 – 192.168.1.254.
Номер подсети: 110.56.0.0 = 01101110.00111000.00000000.00000000
маска подсети: 255.248.0.0 = 11111111.11111000.00000000.00000000
Номер подсети: 110.56.0.0 = 01101110.00111000.00000000.00000000
маска подсети: 255.248.0.0 = 11111111.11111000.00000000.00000000
К=19, 2 К – 2 = 524286 адресов
Номер подсети: 110.56.0.0 = 01101110.00111000.00000000.00000000
маска подсети: 255.248.0.0 = 11111111.11111000.00000000.00000000
Номер подсети: 110.56.0.1 = 01101110.00111000.00000000.00000001
маска подсети: 255.248.0.0 = 11111111.11111000.00000000.00000000
Номер подсети: 110.63.255.254=01101110.00111111.11111111.11111110
маска подсети: 255.248.0.0 = 11111111.11111000.00000000.00000000
Ответ: Для подсети 110.56.0.0с маской 255.248.0.0:
количество возможных адресов: 524286,
диапазон возможных адресов: 110.56.0.1 – 110.63.255.254.
Номер подсети: 88.217.0.0=01011000.11011001.00000000.00000000
маска подсети: 255.255.128.0 =11111111.11111111.10000000.00000000
Номер подсети: 88.217.0.0= 01011000.11011001.00000000.00000000
маска подсети: 255.255.128.0 =11111111.11111111.10000000.00000000
К=15, 2 К – 2 = 32766 адресов
Номер подсети: 88.217.0.0= 01011000.11011001.00000000.00000000
маска подсети: 255.255.128.0 =11111111.11111111.10000000.00000000
Номер подсети: 88.217.0.1= 01011000.11011001.00000000.00000001
маска подсети: 255.255.128.0 =11111111.11111111.10000000.00000000
Номер подсети: 88.217.127.254= 01011000.11011001.01111111.11111110
маска подсети: 255.255.128.0 = 11111111.11111111.10000000.00000000
Ответ: Для подсети 88.217.0.0 с маской 255.255.128.0:
количество возможных адресов: 32766,
диапазон возможных адресов: 88.217.0.1 – 88.217.127.254.
Задание 3. Определить маску подсети, соответствующую указанному диапазону IP-адресов.
Маска подсети: 01110111.00100110.000000000.00000000 = 119.38.0.0
Маска подсети: 01001011.01100000.00000000.00000000 = 75.96.0.0
Маска подсети: 00110000. 11000000.00000000.00000000=48.192.0.0
Задание 4. Организации выделена сеть класса В: 185.210.0.0/16. Определить маски и количество возможных адресов новых подсетей в каждом из следующих вариантов разделения на подсети:
Число подсетей – 256, число узлов – не менее 250.
Число подсетей – 16, число узлов – не менее 4000.
Число подсетей – 5, число узлов – не менее 4000. В этом варианте укажите не менее двух способов решения.
Класс В (маска содержит 16 единиц – 255.255.0.0). 16 бит, т.е. сеть может включать (2^16 — 2)= 65534 узлов
Информ технологии
Задание 1. Определить, находятся ли два узла A и B в одной подсети или в разных подсетях.
| IP-адрес: 94.235.16.59 = | 01011110. 11101011. 00010000. 00111011 |
| Маска подсети: 255.255.240.0 = | 11111111. 11111111. 11110000. 00000000 |
| IP-адрес: 94.235.23.240 = | 01011110. 11101011. 00010111. 11110000 |
| Маска подсети: 255.255.240.0 = | 11111111. 11111111. 11110000. 00000000 |
Получаем номер подсети, выполняя операцию AND над IP-адресом и маской подсети.
| AND | 01011110. 11101011. 00010000. 00111011 | |||
| 11111111. 11111111. 11110000. 00000000 | ||||
| 01011110. 11101011. 00010000. 00000000 | ||||
| 94 | 235 | 16 | 0 | |
| AND | 01011110. 11101011. 00010111. 11110000 | |||
| 11111111. 11111111. 11110000. 00000000 | ||||
| 01011110. 11101011. 00010000. 00000000 | ||||
| 94 | 235 | 16 | 0 | |
Ответ: номера подсетей двух IP-адресов совпадают, значит компьютеры А и В находятся в одной подсети. Следовательно, между ними возможно установить прямое соединение без применения шлюзов.
Задание 2. Определить количество и диапазон адресов узлов в подсети, если известны номер подсети и маска подсети.
- Номер подсети: 192.168.1.0, маска подсети: 255.255.255.0.
| Номер подсети: 192.168.1.0 = | 11000000. 10101000. 00000001. 00000000 |
| Маска подсети: 255.255.255.0 = | 11111111. 11111111. 11111111. 00000000 |
K = 8, 2 К – 2 = 254 адресов.
| Номер подсети: 192.168.1.0 = | 11000000. 10101000. 00000001. 00000000 |
| Маска подсети: 255.255.255.0 = | 11111111. 11111111. 11111111. 00000000 |
| Начальный адрес: 192.168.1.1 = | 11000000. 10101000. 00000001. 00000001 |
| Маска подсети: 255.255.255.0 = | 11111111. 11111111. 11111111. 00000000 |
| Конечный адрес: 192.168.1.254 = | 11000000. 10101000. 00000001. 11111110 |
| Маска подсети: 255.255.255.0 = | 11111111. 11111111. 11111111. 00000000 |
Ответ: Для подсети 192.168.1.0 с маской 255.255.255.0:
количество возможных адресов: 254,
диапазон возможных адресов: 192.168.1.1 – 192.168.1.254.
Задание 3. Определить маску подсети, соответствующую указанному диапазону IP-адресов.
- 38.0.1 – 119.38.255.254.
Задание 4. Организации выделена сеть класса В: 185.210.0.0/16. Определить маски и количество возможных адресов новых подсетей в каждом из следующих вариантов разделения на подсети:
- Число подсетей – 256, число узлов – не менее 250.
В сетях класса B (маска содержит 16 единиц – 255.255.0.0) под номер узла отводится 16 бит, т. е. сеть может включать 2 16 – 2 = 65534 узла.
Требование деления на 256 подсети по 250 узлов в каждой может быть выполнено: 256∙250 = 64000 < 65534. Однако число узлов в подсети должно быть кратно степени двойки. Относительно 250 ближайшая большая степень – 2 8 = 256. Следовательно, для номера узла нужно отвести 8 бит, маску расширить на 8 бита – до 24 бит.
В этом случае вместо одной сети с маской 255.255.0.0 образуется 256 подсети с маской 255.255.255.0 и количеством возможных адресов в каждой – 254 (не забывайте про два особых адреса).
Номера новых подсетей отличаются друг от друга значениями восьми битов, отведенных под номер подсети. Эти биты равны 00, 01, 10, 11.
Маска IP-адреса.
Вопрос о том, что такое *маска IP-адреса*, из чего она состоит и как используется, приходится слышать довольно часто. Самое неприятное, что в Интернете есть много непроверенной, устаревшей и не соответствующей действительности информации. Поэтому постараюсь ответить максимально подробно.
Из скольки бит состоит IP-адрес?
Для вас это простой вопрос, на который вы отвечаете не задумываясь? И ответите правильно, даже если вас разбудят среди ночи? Значит, вы профессиональный айтишник — сетевой инженер или, например, администратор. Если вы засомневались, не беда. Дочитав статью до конца, вы наверняка узнаете много интересного.
Для удобства информация разделена на шесть порций, или небольших глав. Есть мудрая поговорка, что нельзя съесть слона целиком, но можно съесть его по частям. Поехали.
Маска ip адреса общие понятия.
IP-адрес (v4) состоит из 32-бит. Это можно взять в рамочку, как в школьных учебниках. Желательно запомнить и про IPv6 тоже: 128 бит.
Теоретически IPv4-адресов может быть: 2 32 = 2 10 *2 10 *2 10 *2 2 = 1024*1024*1024*4 ≈ 1000*1000*1000*4 = 4 млрд.
Всего 4 миллиарда. Но дальше будет рассмотрено, сколько из них не используется, грубо говоря, съедается.
Как записывается IPv4-адрес? Он состоит из четырёх октетов и записывается в десятичном представлении без начальных нулей, октеты разделяются точками: например, "192.168.11.10".
Если что, октет — это ровно то же самое, что байт. Но если вы скажете "октет" в среде профессионалов, они вас сразу зауважают и вам легче будет сойти за своего.
В заголовке IP-пакета есть поля "source IP" и "destination IP". Это адреса источника: кто посылает и назначения: кому отправлено. Почти как на почтовом конверте. Внутри пакетов у IP-адресов нет никаких масок, и разделителей между октетами тоже нет. Просто 32 бита для адреса назначения и еще 32 для адреса источника.
Однако, когда IP-адрес присваивается интерфейсу — ещё говорят, сетевому адаптеру — компьютера или маршрутизатора, то, кроме самого адреса этого устройства, ему присваивают еще и маску подсети.
Можно повторить, это важно: *маска IP-адреса* НЕ передается в заголовках IP-пакетов.
Компьютерам маска подсети нужна для определения границ. угадайте, чего именно. подсети. Это нужно, чтобы каждый мог определить, кто находится с ним в одной (под)сети, а кто — за ее пределами. Вообще-то можно говорить просто "сети", часто этот термин используют именно в значении "IP-подсеть". Внутри одной сети компьютеры обмениваются пакетами напрямую, но если нужно послать пакет в другую сеть, шлют их шлюзу по умолчанию (это третий параметр, настраиваемый в сетевых свойствах). Вот как это происходит.
Маска подсети — это тоже 32-бита. Но, в отличие от IP-адреса, нули и единицы в ней не могут чередоваться. Всегда сначала идут единицы, потом нули.
- Не может быть маски 120.22.123.12=01111000.00010110.01111011.00001100.
- Но может быть маска 255.255.248.0=11111111.11111111.11111000.00000000.
Сначала N единиц, потом 32-N нулей. Легко догадаться, что такая форма записи избыточна. Вполне хватило бы числа N, называемого длиной маски. Так и делают: пишут 192.168.11.10/21 вместо 192.168.11.10 255.255.248.0. Обе формы имеют один и тот же смысл, но первая заметно удобнее.
Чтобы определить границы подсети, компьютер делает побитовое умножение (логическое И) между IP-адресом и маской, а на выходе получает адрес с обнулёнными битами в позициях нулей маски.
Рассмотрим пример 192.168.11.10/21:
Маска ip адреса, адрес подсети.
Владение двоичной арифметикой обязательно для любого профессионального администратора. Нужно уметь безошибочно переводить IP-адреса из десятичной формы в двоичную и обратно. Это может делаться в уме или на бумажке. Обходиться в таких вопросах без калькулятора — это требование суровой действительности.
Адрес 192.168.8.0 называется адресом подсети. Обратите внимание на все обнулённые биты на позициях, которые соответствуют нулям в маске. Адрес подсети обычно нельзя использовать в качестве адреса для интерфейса того или иного хоста.
Если, наоборот эти же биты превратить в единицы, то получится адрес 192.168.15.255. Такой адрес называется направленным бродкастом (то есть широковещательным) для данной сети. Сейчас особого смысла в нём нет, но когда-то раньше считалось, что все хосты в подсети должны на него откликаться. Сейчас это неактуально, однако этот адрес тоже (обычно) нельзя использовать как адрес хоста.
Получается, из каждой подсети выбрасывается два адреса. Остальные адреса в диапазоне от 192.168.8.1 до 192.168.15.254 включительно — это полноправные адреса хостов внутри подсети 192.168.8.0/21. Их, все без исключения, можно использовать для назначения на компьютерах.
Зрительно адрес как бы делится на две части. Та часть адреса, которой соответствуют единицы в маске, является идентификатором подсети — или адресом подсети. Обычно её называют "префикс".
Вторая часть, которой соответствуют нули в маске — это идентификатор хоста внутри подсети.
Очень часто встречается адрес подсети в таком виде:
- 192.168.8.0/21
- 192.168.8.0 255.255.248.0
Когда маршрутизатор прокладывает в сети маршруты для передачи трафика, он оперирует именно префиксами.
Как ни странно, он не интересуется местонахождением хостов внутри подсетей. Об этом знает только шлюз по умолчанию конкретной подсети (технологии канального уровня могут отличаться).
Главное: в отрыве от подсети адрес хоста не используется совсем.
Длина маски подсети.
Количество хостов в подсети определяется как 232-N-2, при этом N — длина маски.
Логичный вывод: чем длиннее маска, тем меньше в ней хостов.
Ещё один полезный логический вывод: максимальной длиной маски для подсети с хостами будет N=30.
Именно сети /30 чаще всего используют для адресации на point-to-point-линках между маршрутизаторами.
Большинство маршрутизаторов сегодня отлично работает и с масками /31, используя адрес подсети (нуль в однобитовой хостовой части) и бродкаст (единица) в качестве адресов интерфейсов. Однако администраторы и сетевые инженеры иногда просто боятся такого подхода, согласно проверенному принципу "мало ли что".
А вот *маска IP-адреса* /32 используется гораздо чаще. С ней удобно работать, во-первых, при адресации так называемых loopback-интерфейсов. Во-вторых, практически невозможно ничего напутать: /32 — это подсеть, состоящая из одного хоста, то есть по сути никакая и не сеть.
Если администратору сети приходится оперировать не группами хостов, а индивидуальными машинами, то с каждым разом сеть становится всё менее масштабируемой, в ней резко увеличивается вероятность всяческого бардака и никому не понятных правил. За исключением, наверное, только написания файрвольных правил для серверов: вот там специфичность ценится и котируется.
Другими словами, с пользователями лучше обращаться не индивидуально, а массово, целыми подсетями, иначе сеть быстро станет неуправляемой.
Интерфейс, на котором настроен IP-адрес, иногда могут называть IP-интерфейсом или L3-интерфейсом ("эл-три", тема "модель OSI").
До того как послать IP-пакет, компьютер определяет, попадёт ли адрес назначения в "свою" подсеть. Если ответ положительный, то он шлёт пакет "напрямую", если отрицательный — направляет его шлюзу по умолчанию, то есть маршрутизатору.
Адресом шлюза по умолчанию обычно назначают первый адрес хоста в подсети, хотя это и вовсе не обязательно. В нашем примере адрес шлюза 192.168.8.1 — для красоты.
Маршрутизатор и шлюз подсети.
Наверное, лучше повторить: шлюз и маршрутизатор — это одно и то же!
Из того, о чём говорилось только что, следует достаточно ясный вывод. Маршрутизатор с адресом интерфейса 192.168.8.1 ничего не знает о трафике, передаваемом, например, между хостами 192.168.8.5 и 192.168.8.7.
У начинающих администраторов одна из самых типичных ошибок — желание заблокировать или как-то иначе проконтролировать с помощью шлюза трафик между хостами в одной подсети. На самом деле, чтобы трафик проходил через маршрутизатор, адресат и отправитель должны находиться в разных подсетях.
А отсюда следует, что в сети даже самого маленького предприятия должно быть несколько IP-подсетей (больше двух) и маршрутизатор (точнее, файрвол, но сейчас можно считать эти слова синонимами), который маршрутизирует и контролирует трафик между подсетями.
Важный следующий шаг: разбиение подсетей на более мелкие подсети.
Сеть из нашего примера 192.168.8.0/21 можно разбить на две подсети /22, четыре подсети /23, восемь /24 и так далее. Общее правило, как можно догадаться, такое:
- K=2 X-Y ,
при этом K — количество подсетей с длиной маски Y, которые умещаются в подсеть с длиной маски X.
Агрегация.
Любой приличный айтишник, включая сетевого администратора, должен знать наизусть степени двойки от нуля до 16. Просто для того, чтобы не стыдно было получать зарплату.
Есть такой процесс, называемый агрегацией. Это значит объединение мелких префиксов — с длинной маской подсети, в которых мало хостов — в крупные, с короткой маской подсети, в которых много хостов. Второе название этого же процесса — суммаризация. Запомните, не суммирование!
Агрегация необходима, чтобы минимизировать количество информации, которую использует маршрутизатор для поиска пути передачи в сети.
Пример: провайдеры выдают клиентам множество маленьких блоков по типу /29. При этом весь остальной Интернет об этом даже не подозревает. За каждым провайдером закреплены префиксы намного крупнее — от /19 и выше. Благодаря такой системе в Глобальную таблицу Интернет-маршрутизации заносится намного меньше записей: их число сократилось на несколько порядков.
Составление адресного плана.
Мы помним, что *маска IP-адреса* бывает разной длины. Чем больше длина маски, тем меньше хостов может быть в подсети. Одновременно увеличивается доля "съеденных" адресов на адреса подсети, шлюза по умолчанию и направленного бродкаста.
Пример. Подсеть с маской /29 (232-29 = 8 комбинаций). Здесь остаётся всего пять доступных для реального использования адресов, в процентах это будет 62,5%. Легко поставить себя на место провайдера, которому необходимо выдать тысячам корпоративных клиентов блоки /29. Для него грамотная разбивка IP-пространства на подсети жизненно необходима.
Эту науку ещё называют составлением адресного плана. Каждый, кто разбивает IP-пространство на подсети, должен уметь не только видеть и учитывать множество факторов, но и искать разумные компромиссы.
Если используется большой диапазон адресов, удобно работать с масками, совпадающими по длине с границами октетов.
Пример. Адреса из блоков частного сектора: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16.
*Маска IP-адреса*: /8, /16, /24 или, соответственно, по-другому 255.0.0.0, 255.255.0.0, 255.255.255.0.
Такой подход серьёзно облегчает работу мозга и снижает нагрузку на калькулятор: не надо постоянно переходить на двоичную систему и биты. Ничего плохого в этом методе нет. Кроме одного: возможности чересчур сильно расслабиться. и наделать ошибок.
Итоги по маске IP-адреса.
Само понятие "классы адресов", о котором нет-нет да и приходится читать/слышать, давно устарело. Уже больше 20 лет назад выяснилось, что длина префикса может быть любой. Если же раздавать адреса блоками по /8, то никакого Интернета не получится. Итак: "классов адресов" не существует!
Другой, мягко говоря, странный термин. Иногда говорят "сеть класса такого-то" по отношению к подсети с той или иной длиной маски. Например, "сеть класса C" про 10.1.2.0/24. или что-то подобное. Знайте, так никогда не скажет серьёзный специалист. Класс сети, когда он ещё существовал, не имел отношения к длине маски и определялся совсем другими факторами — а именно комбинациями битов в адресе. Если классовая адресация использовалась, то длина масок тоже была строго регламентирована. Каждому классу соответствовали маски только строго определённой длины. Хотя бы поэтому подсеть 10.1.2.0/24, как в примере, никогда не принадлежала и не могла принадлежать к классу C.
Но лучше об этом не вспоминать. Важно только вот что. "Под одной крышей" в RFC3330 собраны все существующие глобальные конвенции, которые посвящены специальным значениям разнообразных блоков адресов.
В них блоки 10/8, 172.16/12 и 192.168/16 (написание сокращённое) определяются как диапазоны для частного использования, запрещённые к маршрутизации в интернете. Другими словами, каждый может использовать их по своему усмотрению, в частных целях.
Пусть вас не удивляет способ написания префиксов, когда полностью отбрасывается хостовая часть: он широко применяется и не вызывает разночтений или недоразумений.
Далее, блок 224.0.0.0/4 зарезервирован для мультикаста, и так далее. Но конвенции — это не совсем законы в полном юридическом смысле слова. Их цель — сделать проще и легче административное взаимодействие. Конвенции крайне не рекомендуется нарушать, но до поры до времени никем не запрещено использовать любые адреса для любых целей. Ровно до того момента, пока вы не встречаетесь с внешним миром
Как рассчитать подсети с IPv4 с сетевым IP-адресом и маской
IP-адрес — это логический идентификационный номер компьютера в сети, сети или подсети. Адреса IPv4 представляют собой 32 бита в десятичном формате, разделенном точками, не путать с MAC-адресом, который представлен в шестнадцатеричном представлении, разделенном двоеточиями или дефисами. IP-адреса могут изменяться динамически как на уровне публичной, так и частной IP-адресации, хотя это может быть и фиксированным. Подсети — это метод разделения большой сети на более мелкие сети (подсети), чтобы вычислить, какую маску подсети нам нужно будет использовать в новой сети, нам нужно будет вычислить различные параметры. Сегодня в этой статье мы покажем вам, как легко и быстро выполнить разбиение на подсети, как «вручную», так и с помощью калькуляторов IP, которые сделают нашу жизнь проще.
Что такое подсети, типы и классы адресов
Разделение на подсети состоит из разделения большой сети на несколько меньших подсетей, это должно выполняться с большой осторожностью и планированием, чтобы не тратить впустую адреса IPv4. Как правило, разбиение на подсети выполняется локально с использованием диапазона частных IP-адресов, который у нас есть для использования без ограничений, однако разбиение на подсети также может быть выполнено для общедоступной IP-адресации, если вы работаете или имеете собственного оператора и собственный диапазон публичные IP-адреса для использования. В этом руководстве мы будем работать конкретно с частным IP-адресом во всех примерах.
- Расширить или уменьшить диапазон IP-адресов в локальной сети . Если у нас очень большая сеть, мы можем уменьшить количество доступных IP-адресов, чтобы упростить управление ими.
- Оптимизация сети : очень большая сеть может иметь много широковещательного трафика, это значительно замедляет работу сети.
- Улучшить организацию всей сети : мы можем разделить очень большую сеть на более мелкие подсети, чтобы использовать каждую подсеть для определенной аудитории. Например, мы могли бы создать подсеть для управления, администрирования, отделов продаж, подсеть для гостей и т. Д.
- Повышенная безопасность и контроль дорожного движения : разделив на небольшие подсети, мы можем адекватно сегментировать нашу сеть на VLAN (уровень 2) и использовать различную IP-адресацию (уровень 3), чтобы разрешить или запретить трафик между разными компьютерами. Благодаря разделению на подсети или подсети сетевые администраторы могут более легко управлять всем входящим и исходящим трафиком.
После того, как мы увидели, что такое подсети и все его преимущества, мы поговорим о различных типах существующих IPv4-адресов.
Типы адресов IPv4
В сетях IPv4 всего существует три типа IP-адресов, каждый тип IP-адреса ориентирован на определенную задачу, это следующие IP-адреса:
- Сетевой адрес : IP-адрес, к которому относится сеть или подсеть. Чтобы вычислить сетевой адрес, необходимо выполнить операцию И между IP-адресом, ориентированным на хосты (компьютеры, серверы), и настроенной маской подсети. Сетевой адрес — это тот адрес, который ваши маршрутизаторы включают в свои таблицы маршрутизации, чтобы знать, как добраться до определенного пункта назначения и узнать, что является источником определенного пакета.
- Адрес хоста : это IP-адреса, назначенные конечным компьютерам в сети. Компьютер, принтер или смартфон будут иметь IP-адрес хоста.
- Широковещательный адрес : это специальный адрес, он используется для отправки данных на все хосты в сети. Широковещательный адрес в подсети всегда является последним IP-адресом. Также существует специальный широковещательный адрес, если мы еще не получили IP-адрес от DHCP-сервера или от сетевого администратора вручную, этот специальный адрес — 255.255.255.255.
У большинства из нас дома есть маршрутизатор с IP-адресом 192.168.1.1, а компьютеры, которые подключаются к сети, обычно имеют адреса с 192.168.1.2 по 192.168.1.254. Маска подсети 255.255.255.0 используется на всех этих хостах. Все эти IP-адреса являются адресами хостов, сетевой адрес можно вычислить, выполнив операцию (192.168.1.1 И 255.255.255.0), которая дает 192.168.1.0, следовательно, сетевой адрес 192.168.1.0. Что касается широковещательного адреса, это последний адрес в сети, поэтому в данном случае широковещательный адрес — 192.168.1.255.
Маска подсети играет фундаментальную роль при разбиении на подсети, потому что она сообщает нам, какие биты принадлежат части сети, а какие — части хостов. Маска подсети определяет сетевой IP-адрес, диапазон IP-адресов для хостов, а также широковещательный IP-адрес. Маска подсети может быть выражена в двоичном формате, в десятичном формате с точками в виде IP-адреса, а также в нотации CIDR. Обозначение CIDR — это в основном число 1, которое мы имеем слева направо в маске подсети в двоичной записи. В следующей таблице вы можете увидеть все маски подсети в двоичной, десятичной и CIDR нотации, кроме того, вы также можете увидеть максимальное количество хостов в зависимости от маски подсети.
Существуют определенные IPv4-адреса, которые нельзя назначить хостам, например сетевой IP-адрес или широковещательный IP-адрес, операционная система напрямую выдаст нам ошибку. Мы также находим IPv4, который можно назначать хостам, но с ограничениями на взаимодействие этих хостов в сети.
Классы адресов IPv4
При адресации с помощью IPv4 существуют разные типы сетей, они были созданы с целью создания сетей большого, среднего и малого размера. В настоящее время все интернет-маршрутизаторы используют протоколы динамической маршрутизации внутреннего шлюза (IGP), а также бесклассовые протоколы EGP, поэтому мы будем использовать VLSM (маски подсети переменного размера), чтобы сохранить множество IP-адресов и не тратить их впустую.
Есть адреса классов A, B, C, которые используются чаще всего, у нас также есть классы E, которые являются адресами многоадресной рассылки, и класс E, которые предназначены для экспериментального или тестового использования. В следующей таблице вы можете увидеть сводку различных классов, которые у нас есть:
Как видите, в адресах классов A, B и C у нас есть частный диапазон IP-адресов, который мы можем без проблем использовать дома или в офисе, но всегда локально. Эта частная IP-адресация не маршрутизируется через Интернет. Существуют также другие зарезервированные IP-адреса, такие как 0.0.0.0, чтобы указать, что это маршрут по умолчанию, IP-адреса обратной связи 127.0.0.0/8 или IP-адреса APIPA в диапазоне 169.254.0.0/16.
При расчете подсетей мы должны учитывать то, что мы хотим вычислить: сколько подсетей может поместиться в более крупной сети? Рассчитать подсеть на основе максимального количества хостов, вводимых в сеть?
Рассчитайте максимальное количество подсетей в более крупной сети
В этом примере мы собираемся вычислить, сколько подсетей может поместиться в более крупной сети. Представим, что мы хотим поместите в общей сложности 40 сетей в сеть 192.168.1.0/24 , какую маску подсети следует использовать на разных хостах? Какой диапазон IP-адресов у нас есть для хостов? Каким будет сетевой IP-адрес и широковещательный IP-адрес? Первое, что мы должны знать, это то, что для выполнения этого упражнения абсолютно необходимо зарезервировать всего 2 бита для хостов, поэтому в сети класса A с маской / 8 у нас будет всего 22 бита. доступно, в сети класса B с маской / 16 у нас будет доступно всего 14 бит, а в сети класса C с маской / 24 у нас будет доступно всего 6 бит.
Шаги для выполнения расчета следующие:
- Преобразуйте 40 сетей в двоичную систему: первое, что нам нужно сделать, это преобразовать 40 сетей в двоичную систему, что составляет 101000, это означает, что у нас есть всего 6 бит для последующего расчета окончательной маски подсети.
- Маска подсети по умолчанию — / 24 или 255.255.255.0, если мы изменим эту маску на двоичную, мы получим: 11111111.11111111.11111111.00000000.
- Мы резервируем 6 вычисленных битов (40 сетей) слева направо, начиная с первого появляющегося 0, поэтому мы будем работать с четвертым октетом.
- Новая маска подсети будет следующей: 11111111.11111111.11111111.11111100; следовательно, мы имеем дело с маской подсети / 30 или 255.255.255.252. Если последняя часть маски (11111100) преобразована в десятичную, она дает нам число 252.
Имея эту информацию, чтобы вычислить различные подсети, которые мы можем создать в сети 192.168.1.0/24, мы должны сделать 2, возведенные в число нулей маски подсети, которое мы вычислили, если мы посмотрим, у нас есть окончательный часть маски — «11111100», у нас есть два нуля, следовательно, 2 ^ 2, что равно 4. Это 4 приращение, которое мы должны использовать для вычисления различных сетевых адресов разных подсетей.
- 192.168.1.0 — 192.168.1.3; первый IP-адрес — это сетевой адрес, а последний — широковещательный. Адреса 192.168.1.1 и 192.168.1.2, которые находятся «посередине», обращены к хостам.
- 192.168.1.4 – 192.168.1.7
- 192.168.1.8 – 192.168.1.11
- 192.168.1.12 – 192.168.1.15
- .
- 192.168.1 252 -192.168.1.255
Последний сетевой адрес в последнем октете всегда соответствует маске подсети, вычисленной в этом примере (255.255.255. 252 )
Расчет подсетей на основе максимального количества хостов в подсети
В этом примере мы собираемся вычислить, сколько хостов может поместиться в подсети, которая находится в более крупной сети. В сети 192.168.1.0/24 может поместиться в общей сложности 254 хоста, как мы видели ранее, хотя имеется 256 адресов, первый адрес — это сетевой адрес, а последний — широковещательный адрес, поэтому их нельзя использовать для хозяева. .
Предположим, мы хотим поместите в подсеть всего 40 хостов на основе верхней сети 192.168.1.0/24 , какую маску подсети следует использовать на разных хостах? Какой диапазон IP-адресов у нас есть для хостов? Каким будет сетевой IP-адрес и широковещательный IP-адрес? Первое, что мы должны знать, это то, что для выполнения этого упражнения всегда будут «лишние» IP-адреса хостов, в этом случае в каждой подсети будет не только 40 хостов, но и всего (2 ^ 8) -2.
- Преобразуйте 40 хостов в двоичный. Первое, что нам нужно сделать, это преобразовать 40 в двоичный, что составляет 101000, это означает, что у нас есть всего 6 бит для последующего расчета окончательной маски подсети.
- Маска подсети по умолчанию — / 24 или 255.255.255.0, если мы изменим эту маску на двоичную, мы получим: 11111111.11111111.11111111.00000000.
- Мы резервируем рассчитанные 6 бит (40 хостов) справа налево, помещая нули, и мы заполним их 1 до упора влево.
- Новая маска подсети будет следующей: 11111111.11111111.11111111. 11000000 ; следовательно, мы имеем дело с маской подсети / 26 (всего их 26) или 255.255.255.192. Если последняя часть маски (11000000) преобразована в десятичную, она дает нам число 192.
С этой информацией, чтобы вычислить различные подсети, которые мы можем создать в сети 192.168.1.0/24, мы должны сделать 2, возведенные в число нулей маски подсети, которое мы вычислили, если мы посмотрим, у нас есть окончательный часть маски — «11000000», у нас шесть нулей, поэтому 2 ^ 6, что равно 64. Эти 64 — это приращение, которое мы должны использовать для вычисления различных сетевых адресов разных подсетей.
- 192.168.1.0 — 192.168.1.63; первый IP-адрес — это сетевой адрес, а последний — широковещательный. IP-адреса, которые находятся «посередине», обращены к хостам.
- 192.168.1.64 – 192.168.1.127
- 192.168.1.128 – 192.168.1.191
- 192.168.1.192 – 192.168.1.255
Если мы хотим разместить 40 хостов в каждой сети, мы можем создать всего четыре подсети в сети 192.168.1.0/24, как мы видели.
Мы надеемся, что это руководство поможет вам рассчитать подсети на основе количества сетей и количества хостов, которые мы хотим разместить в подсети.