Рассчитать количество хостов в подсети и сетевой переход
Теперь пришло время узнать количество компьютеров, к которым мы можем обратиться в каждой подсети. Мы уже видели, что использование 6 битов для подсетей уменьшает пространство для хостов. У нас осталось только 10 битов m = 10, где мы должны загрузить сетевой IP и широковещательный IP.
Что если бы в каждой подсети было 2000 хостов, что бы мы делали? Ну, очевидно, загрузите IP-адрес класса A, чтобы получить больше битов от хостов.
Теперь пришло время вычислить сетевой скачок, это то, что предназначено для назначения номера IP для каждой подсети, которая создается с учетом битов для хостов и битов для подсети. Мы должны просто вычесть значение подсети, полученное в маске, из максимального значения октета, то есть:
Нам нужны эти переходы, если каждая подсеть заполнена максимальной пропускной способностью хоста, поэтому мы должны соблюдать эти переходы, чтобы обеспечить масштабируемость сети. Таким образом, мы избежим необходимости реструктуризации на случай, если она увеличится в будущем.
Разделение сети на подсети самостоятельно
Поскольку большинство организаций не используют сети класса B, в рамках которых могут быть соединены между собой 65534 устройства, рассмотрим пример разделения сетей класса C. Наиболее распространенный вариант разбиения – с помощью маски.
Маска подсети — это цифровой шаблон, с помощью которого можно определить принадлежность устройства, обладающего уникальным адресом (IP), к той или иной подсети. Данный шаблон может быть представлен в двух видах: в десятичном и двоичном видах. Но последний на практике не используют, однако общее число единиц в записи суммируют и указывают через дробь в конце десятичной записи.
Например, 192.168.109.0/32, где число 32 характеризует сумму единиц в двоичной записи.
Предположим, существует сеть, в состав которой входит некоторое количество компьютеров, 3 свитча (коммутатора) и 3 маршрутизатора.
Провайдером была выделена сеть 192.168.0.0/24.
Разделим ее на 6 подсетей, при этом число устройств в каждой будет различным: 100, 50, 20, 2, 2, 2. Деление начинают с участка, к которому подключено наибольшее число устройств. Как видно, короткая запись маски – 24, что означает, что ее можно представить в таком виде: 255.255.255.0.
Чтобы разбить сеть на 2 подсети, необходимо сменить маску с «24» на «25» и применить ее к сети. В созданных подсетях 192.168.0.0/25 и 192.168.0.128/25 для IP узлов выделено 7 бит. Число доступных адресов можно рассчитать следующим способом: 2^7-2 = 126, что больше 100.
Теперь разделим подсеть 192.168.0.128/25 на 2 подсети, для чего используем маску 26. Число доступных адресов – 2^6-2 = 62, поскольку теперь для адресов устройств выделено 6 бит. В итоге получили 2 подсети: 192.168.0.128/26 и 192.168.0.192/26.
Подобным способом используем маску 27 для очередного деления на 2 подсети. Число устройств – 2^5-2 = 30, что больше 20. Получаем подсети 192.168.0.192/27 и 192.168.0.224/27.
Для создания 3 подсетей с подключенными по 2 устройства к каждой, из общего IP-адреса достаточно выделить всего 2 бита под адреса. Общее число бит в IP-адресе – 32. Получаем маску: 32-2=30. Применяем ее для сети 192.168.0.224, получаем 3 новых подсети: 192.168.0.224/30, 192.168.0.228/30, 192.168.0.232/30.
Таким способом сеть была поделена на 6 подсетей. Однако можно значительно упростить задачу, воспользовавшись одним из онлайн-сервисов.
Как узнать маску подсети в Windows
Маску подсети по ip-адресу однозначно определить нельзя. Однако информация о маске хранится на маршрутизаторах, в операционных системах. В Windows определить ее можно несколькими способами. Много информации о сетевой конфигурации компьютера можно извлечь через командную строку.
Если в терминале текстовой строки выполнить команду ipconfig, то сетевая утилита выведет всю информацию о сетевой конфигурации, включая и маску подсети, к которой принадлежит данный ПК.
Узнать маску можно и в графическом режиме. Windows предоставляет для этого специальные инструменты. Для этого нужно пройти в центр управления сетями
и отыскать там адаптер, через который осуществляется соединение с внешней сетью.
Далее понадобится вызвать его сведения о состоянии,
где достаточно открыть окошко сведений о подключении.
В открывшемся списке легко обнаружить пункт маски подсети IPv4.
Здесь записана маска подсети, к которой принадлежит рабочая станция.
Классы IP
До сих пор это было просто, верно? Мы уже знаем, что определенные IP-адреса зарезервированы для сети, широковещания и маски, но мы еще не видели классы IP. фактически эти адреса делятся на семейства или классы, чтобы различать цели, для которых они будут использоваться в каждом конкретном случае.
С классами IP мы ограничиваем диапазон значений, которые это может принимать в сетевой части, количество сетей, которые могут быть созданы с их помощью, и количество хостов, которые могут быть адресованы. Всего у нас есть 5 классов IP, определенных IETF (Internet Engineering Task Force):
Имейте в виду, мы говорим не о расчете маски подсети, а о возможности создания сетей. Это когда мы увидим подсеть и ее детали.
Класс A Класс B Класс C Класс D Класс E
Случай A IP-адреса используются для создания очень больших сетей, например, сети Интернет и распределения публичных IP-адресов нашим маршрутизаторам. Хотя у нас действительно могут быть любые другие IP-адреса класса B или C, например, у меня есть класс B. Все будет зависеть от IP-адресов, с которыми поставщик ISP заключил контракт, и об этом мы расскажем чуть ниже. В классе A у нас есть бит идентификатора класса, поэтому мы можем адресовать только 128 сетей, а не 256, как ожидалось.
Очень важно знать, что в этом классе есть диапазон IP, зарезервированный для Loopback, который составляет от 127.0.0.0 до 127.255.255.255. Loopback используется для внутреннего назначения IP-адреса самого хоста, у нашей команды есть IP 127.0.0.1 или «localhost», с помощью которого он проверяет, что способен отправлять и получать пакеты
Поэтому по этим адресам мы не сможем их использовать в принципе.
IP-адреса класса B используются для средних сетей, например, в пределах города, на этот раз с двумя октетами для создания сетей и еще двумя для адресации хостов. Класс B определяется двумя сетевыми битами.
IP-адреса класса C являются наиболее известными, поскольку практически у каждого пользователя с домашним интернетом есть маршрутизатор, который назначает IP-адрес класса C своей внутренней сети. Он ориентирован на небольшие сети, оставляя 1 октет для хостов и 3 для сети. Сделайте ipconfig для вашего ПК и убедитесь, что ваш IP-адрес класса C. В этом случае 3 сетевых бита используются для определения класса.
Класс D используется для многоадресных сетей, где маршрутизаторы отправляют пакеты всем подключенным узлам. Таким образом, весь трафик, поступающий в такую сеть, будет реплицироваться на все хосты. Не применимо для сетей.
Наконец, класс E является последним оставшимся диапазоном и используется только для сетей в исследовательских целях.
Что-то очень важное в этой теме — то, что в настоящее время назначение IP-адресов в сетях соответствует принципу бесклассовой междоменной маршрутизации (CIDR). Это означает, что IP-адреса назначаются независимо от размера сети, поэтому у нас может быть открытый IP-адрес класса A, B или C
Так для чего все это? Ну, чтобы понять, как правильно создаются подсети.
Как определить маску подсети с помощью адреса сети и маски сети
Подобное задание часто всплывает на собеседованиях и тестовых заданиях. И также навык пригодится при реорганизации сети предприятия или делении крупной сетки на более мелкие подсети.
Для наглядности стоит вернуться к примеру, который разбирается с первого абзаца.
С помощью адреса 192.168.0.199 и маски сети 255.255.255.0 уже вычислен адрес самой сети, который имеет вид 192.168.0.0. Здесь для использования присутствует 256 адресов. Из них 2 адреса автоматически резервируются:
. 0 — адрес сети и не может быть использован.
Остаётся для раздачи хостам всего 254 адреса. Стоит отметить, что в многоранговых сетях еще один адрес резервируется для роутинга, это может быть . 1 (или любой другой).
Разбирая все по порядку, приведём этот пример в общий вид, применяемый к любой сети.
Число допустимых узлов всегда ограничено. Если перевести маску сети в двоичный вид, то, как уже известно, единицы указывают на адрес подсети, нули — на адрес компьютера.
Бит может возвращать только два значения, два бита — четыре, три бита — восемь и так далее. Выходит, что n-бит возвращают 2^n значения. Исходя из всего, что сказано выше, получается вывод: число хостов (N) в сети вычисляется формулой N = (2^r)—2, в которой r-количество нулей в двоичном виде маски.
Возвращаясь к нашему примеру, производим расчёт:
Получаются те же 254 адреса для раздачи интерфейсам хостов в сети.
Предположим, что предприятию требуется создать подразделение и собрать 20 рабочих компьютеров в подсеть. Рассчитать маску подсети можно следующим образом.
Берём 20 IP и прибавляем к ним 2 адреса, которые будут зарезервированы. Всего требуется 22, самая близкая степень 2 — это 32. В двоичном виде 10 0000. Поскольку сеть, в которой проводится деление, относится к классу С, то маска подсети будет иметь вид:
Максимально в полученной подсети раздать интерфейсам хостов можно 30 адресов.
Как разделить сеть на подсети онлайн VLSM Calculator
Данный онлайн-сервис позволяет разделить сеть на требуемое число подсетей с использованием сетевой маски. На странице содержится форма, с несколькими полями. В первом требуется ввести адрес исходной сети, указав через «/» биты маски. Чтобы изменить количество подсетей, необходимо найти на форме поле с соответствующим названием и ввести требуемое значение, зафиксировать его нажатием на «Изменить». Форма примет вид с определенным числом подсетей, которые характеризуются буквенным обозначением («Название») и числом устройств («Размер»). Необходимо заполнить поля «Размер» в зависимости от требуемого числа устройств в подсетях и нажать кнопку «Отправить».
Разделить сеть на подсети онлайн — http://www.vlsm-calc.net/?lang=ru
В результате будет представлена таблица с адресами подсетей, диапазонами выделенных адресов, масками, выраженными в десятичном и двоичном видах, именами подсетей и выделенными размерами (числом доступных адресов для устройств). Также пользователю будет предоставлена информация об эффективности использования пространства адресов, выраженной в процентах.
Администраторы часто используют деление сетей с целью упрощения взаимодействия с устройствами, подключенными к ней. Представленный способ расчета не является сложным, но можно значительно сэкономить время, воспользовавшись онлайн-сервисом.
IP-адреса и маски подсети
Все это звучит великолепно, и это так. Но это означает, что мы должны быть очень точными в нашей IP-адресации. Нам нужно использовать часть IP-адреса для идентификатора сети и часть IP-адреса для адресации устройства. С подсетями нам также необходимо использовать часть IP-адреса для подсети.
IP-адреса IPv4 используют четыре трехзначных числа, разделенных точками. Это называется точечно-десятичной записью. Диапазон этих чисел — от 0 до 255. Первые два числа — это идентификатор сети. Третий используется для хранения идентификатора подсети, а четвертый номер используется для хранения адреса устройства. Это в простых случаях.
Числа представлены внутри компьютеров как последовательности двоичных значений. Если в подсети так мало устройств, что в диапазоне номеров адресов устройств есть неиспользуемые старшие биты, эти «запасные» двоичные биты могут использоваться идентификатором подсети.
Как маршрутизатор или любое другое сетевое устройство узнает состав IP-адреса? Что указывает на то, содержится ли идентификатор подсети полностью в третьем числе или он переманивает некоторые старшие биты четвертого числа? Ответом на этот вопрос является маска подсети.
Маска подсети выглядит как IP-адрес. Это четыре трехзначных числа, диапазон чисел от 0 до 255. Но их действительно нужно рассматривать в двоичном виде.
Каждый двоичный бит, равный 1 в маске подсети, означает, что соответствующий бит в IP-адресе относится к идентификатору сети или идентификатору подсети. Все, что равно нулю в маске подсети, означает, что соответствующий бит в IP-адресе относится к адресу устройства.
Возьмем типичный IP-адрес и применим к нему маску подсети. Маска подсети имеет 255 для каждого из первых трех чисел и 0 для четвертого.
- IP-адрес: 192.168.1.0
- Маска подсети: 255.255.255.0=11111111.11111111.11111111.00000000
В двоичном формате 255 равно 11111111. Если биты маски подсети установлены на единицу, соответствующие биты в IP-адресе относятся к идентификатору сети и идентификатору подсети. 255 в маске подсети означает, что все биты соответствующего числа в IP-адресе относятся к идентификатору сети или идентификатору подсети.
Четвертое число равно нулю, что означает, что ни один бит не установлен в единицу. Таким образом, это число относится к адресам сетевых устройств. Таким образом, наша маска подсети 255.255.255.0 означает, что первые три числа IP-адреса содержат идентификатор сети и идентификатор подсети, а последнее число зарезервировано для адресов сетевых устройств.
Это означает, что побочным эффектом всего этого является то, что маска подсети также определяет, сколько битов в IP-адресе можно использовать для идентификации отдельных устройств. Другими словами, маска подсети определяет, какие биты в IP-адресе определяют подсеть и сколько устройств может содержать эта подсеть.
Изменение маски подсети оказывает существенное влияние на сеть. Вот почему нам нужно сделать это правильно.
Изменение маски подсети
Команда не может изменить какие-либо настройки, поэтому мы можем попробовать все, что захотим, не опасаясь, что что-то повлияет. Давайте посмотрим, как изменение маски подсети повлияет на нашу сеть.
Вы можете использовать либо CIDR, либо точечно-десятичную нотацию. В CIDR пробел необязателен. Все эти команды эквивалентны.
ipcalc 192.168.1.0/16
ipcalc 192.168.1.0 /16
ipcalc 192.168.1.0 255.255.0.0
Это значительно увеличивает количество устройств, которые вы можете подключить к этой сети. Адресация сетевых устройств для этой сети начинается с 192.168.0.0 и заканчивается 192.168.255.254.
Мы теряем один адрес для сетевого адреса и один для широковещательного адреса, как и раньше. Но это все равно дает нам 65 534 возможных устройства.
Но все они по-прежнему будут в одной подсети.
Netmask
Маска сети — это IP-адрес, который определяет область действия сети. С его помощью мы сможем узнать количество подсетей, которые мы можем создать, и количество хостов (компьютеров), которые мы можем подключить к нему.
Таким образом, маска сети имеет тот же формат, что и IP-адрес, но всегда отличается тем, что октеты, которые разделяют сетевую часть, заполнены единицами, а основная часть заполнена нулями, например:
Это означает, что мы не можем произвольно давать IP-адреса для заполнения сети хостами, но мы должны уважать сетевую часть и часть хостов. Мы всегда будем работать с хост-частью, как только мы вычислим сетевую часть и назначим IP-адрес каждой подсети.
Нам просто нужно назначить IP для наших подсетей
Со всем, что мы рассчитали ранее, у нас уже есть все готовое для создания наших подсетей, давайте посмотрим первые 5, как они будут. Мы бы продолжили подсеть 40, и у нас все еще было бы достаточно места, чтобы добраться до 64 подсетей с 6 битами.
Чтобы применить IP-адрес подсети, мы должны принять во внимание, что 10 битов хоста должны быть равны 0 и что вычисленный переход в подсети равен 4 в 4. Поэтому у нас есть эти переходы в 3-м октете, и, следовательно, последний октет равен 0, насколько хорош сетевой IP это
Мы можем заполнить всю эту колонку напрямую.
Первый IP-адрес хоста просто рассчитывается путем добавления 1 к IP-адресу подсети, секретов нет. Мы можем заполнить всю эту колонку напрямую.
Теперь наиболее естественным будет размещение широковещательного IP- адреса, так как это всего лишь вопрос вычитания 1 из следующего IP-адреса подсети. Например, предыдущий IP-адрес 127.11.4.0 — 127.11.3.255, поэтому мы продолжим со всеми из них. После заполнения первого столбца это легко получить.
Наконец, мы рассчитаем последний IP-адрес хоста, вычитая 1 из широковещательного IP-адреса. Этот столбец будет заполнен последним простым способом, если у нас уже есть широковещательные адреса.
Рассчитать маску подсети и сети
Принимая во внимание предел подсети, который мы имеем в зависимости от классов IP, мы собираемся представить пример шаг за шагом, чтобы увидеть, как он будет решен. В нем мы намерены использовать наш класс B IP 129.11.0.0 для создания 40 подсетей в одном большом здании
Могли бы мы сделать это с классом C? конечно, а также с классом А
В нем мы намерены использовать наш класс B IP 129.11.0.0 для создания 40 подсетей в одном большом здании. Могли бы мы сделать это с классом C? конечно, а также с классом А.
127.11.0.0/16 + 40 подсетей
Будучи классом B, мы будем иметь сетевую маску:
Второй вопрос, который нужно решить: сколько бит мне нужно, чтобы создать 40 подсетей (C) в этой сети? Мы узнаем это, перейдя от десятичной к двоичной:
Нам нужно 6 дополнительных бит для создания 40 подсетей, поэтому маска подсети будет:
Команда ipcalc
облегчает определение масок подсети и IP-адресов, необходимых для правильной подсети вашей сети. уже был установлен в Fedora 36. Нам пришлось установить его в Ubuntu 22.04 и Manjaro 21.
Команда для Ubuntu:
sudo apt install ipcalc
Чтобы установить на Manjaro, используйте:
sudo pacman -Sy ipcalc
Как минимум, нам нужно передать IP-адрес в . Если это все, что мы передаем, предполагает маску подсети 255.255.255.0. Он обеспечивает считывание информации о сети и IP-адресе.
ipcalc 192.168.1.0
Выходные данные содержат десятичные значения с точками и их эквивалентные двоичные значения. Вот что означает каждый бит информации.
- Адрес: 192.168.1.0. Предоставленный нами IP-адрес.
- Сетевая маска: 255.255.255.0=24. Маска подсети. 255.255.255.0 используется, если в командной строке не указана маска подсети. 24 означает, что 24 бита в маске подсети были установлены в 1. Они используются для идентификатора сети и идентификатора подсети. Они считаются слева. Биты, установленные в 1, будут непрерывной последовательностью единиц. Среди них не может быть нулевых битов. Мы знаем, что 8 битов, установленных в 1 в двоичном формате, дают нам 255 в десятичном виде. Таким образом, 24 означает три набора из 8 битов, каждый из которых равен 1. В десятичном формате с точками это дает нам 255.255.255. Остальные биты будут равны 0, что даст нам 255.255.255.0. Таким образом, подсчитав биты, установленные в 1, и представив их в виде десятичного числа, например 24, мы можем передать всю маску подсети. Это называется нотация бесклассовой междоменной маршрутизации.
- Подстановочный знак: 0.0.0.255. Это используется в сетевых устройствах Cisco как часть настроек списка разрешений/черных списков.
- Сеть: 192.168.1.0/24. Это сетевой IP-адрес и подсеть, описанные в нотации CIDR. Если к этой подсети подключен маршрутизатор, ему часто назначается самый низкий IP-адрес в допустимом диапазоне.
- HostMin: 192.168.1.1. Наименьший IP-адрес, который может иметь устройство, подключенное к этой подсети.
- HostMax: 192.168.1.254. Максимальный IP-адрес, который может иметь устройство, подключенное к этой подсети.
- Трансляция: 192.168.1.255. Это широковещательный адрес. Сетевые пакеты, отправленные на этот IP-адрес, передаются всем устройствам в подсети.
- Hosts/Net: 254. Максимальное количество устройств, которые вы можете подключить к этой подсети. В этом примере диапазон IP-адресов нашего устройства составляет от 0 до 255, что означает, что мы можем идентифицировать 256 различных IP-адресов (от 0 до 255). Но мы теряем один IP-адрес для сетевого IP-адреса (адрес «.0») и один для широковещательного IP-адреса (адрес «.255»).
- Класс C, частный Интернет: класс сети.
Класс сети определяется количеством битов, используемых для идентификатора сети и идентификатора подсети, а также несколькими битами, используемыми для содержания класса сети, которые называются старшие биты.
- Класс A: ведущие биты 0. IP-адреса начинаются с 0. Подсеть по умолчанию: 255.0.0.0. Обозначение CIDR: /8.
- Класс B: ведущие биты 10. IP-адреса начинаются с 128. Подсеть по умолчанию: 255.255.0.0. Обозначение CIDR: /16.
- Класс C: начальные биты 110. IP-адреса начинаются с 192. Подсеть по умолчанию: 255.255.255.0. Обозначение CIDR: /24.
- Класс D: начальные биты 1110. IP-адреса начинаются с 224. Подсеть по умолчанию: не определена. Обозначение CIDR — /4.
Что такое подсеть или подсеть
Мы приближаемся к вычислению маски подсети, глаза, а не сети. Техника подсетей состоит в разделении сетей на различные меньшие сети или подсети. Таким образом, администратор компьютера или сети может разделить внутреннюю сеть большого здания на более мелкие подсети.
При этом мы можем назначать разные функции с разными маршрутизаторами и, например, реализовывать Active Directory, которая влияет только на одну подсеть. Или дифференцируйте и изолируйте определенное количество хостов от остальной части сети в подсети. Это чрезвычайно полезно в области сетей, поскольку каждая подсеть работает независимо от другой.
Работать с маршрутизаторами также легче с подсетями, поскольку это устраняет перегрузку при обмене данными. И, наконец, для администрации гораздо проще исправить ошибки и выполнить техническое обслуживание.
Мы собираемся сделать это с IPv4-адресом, хотя также возможно создать подсети с IPv6, имеющие не менее 128 бит для адресации хостов и сетей.
Объяснение формул расчета сетей
IP адрес
IP адрес состоит из 32 битов, которые поделены на 4 части по 8 бит соответственно (эти части называются октетами). В жизни используется запись IP адреса в десятичном виде.
Примеры IP адресов:
172.16.2.15 = 10101100.00010000.00000010.00001111
178.68.128.168 = 10110010.01000100.10000000.10101000
217.20.147.94 = 11011001.00010100.10010011.01011110
Из этих 32 битов часть относится к адресу хоста, которому принадлежит этот IP адрес, а другая часть относится к адресу сети, в которой находится этот хост. Первая часть (слева направо) IP адреса обозначает адрес сети, а вторая часть (оставшиеся биты) – адрес хоста. Чтобы узнать, сколько битов относится к адресу сети, надо воспользоваться маской сети.
Маска сети
Маска сети тоже состоит из 32 битов, но в отличие от IP адреса, в маске единицы и нолики не могут перемешиваться. В жизни используется запись сетевой маски в десятичном виде.
Примеры масок сети:
255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000
255.255.240.0 = 11111111.11111111.11110000.00000000
255.255.255.128 = 11111111.11111111.11111111.10000000
Префикс маски
Еще чаще, маска сети записывается в виде короткого префикса маски. Число в префиксе обозначает количество бит относящихся к адресу сети.
/16 = 11111111.11111111.00000000.00000000 = 255.255.0.0
/24 = 11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0
/26 = 11111111.11111111.11111111.11000000 = 255.255.255.192
IP адрес и маска сети
Чтобы узнать, какая часть IP адреса относится к порции сети, необходимо выполнить бинарную логическую операцию AND (И).
Бинарная логическая операция AND (И)
Смысл операции заключается в сравнении двух битов, причем только в одном случае бинарная операция даёт единицу на выходе – в случае сравнения двух единиц. В остальных случаях логическая операция AND даёт на выходе 0.
Результаты сравнения логической операцией AND двух битов:
1 AND 1 = 1
1 AND 0 = 0
0 AND 1 = 0
0 AND 0 = 0
Операция AND над IP адресом и маской
Представим, что у нас есть IP адрес 192.168.1.31 с маской сети в виде префикса /24, наша задача вычислить адрес сети, порцию сети, порцию хоста.
Сначала надо перевести IP адрес из десятичной системы счисления в двоичную систему. Затем перевести префикс в двоичный вид и нормальный вид маски сети (десятичный). Далее останется только сложить IP адрес с маской с помощью логической операции AND.
192.168.1.31/24
192.168.1.31 = 11000000.10101000.00000001.00011111
/24 = 11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0
11000000.10101000.00000001.00011111 (IP)
AND
11111111.11111111.11111111.00000000 (Mask)
=
11000000.10101000.00000001.00000000 (Адрес сети в двоичном виде)
192.168.1.0/24 (Адрес сети в десятичном виде с сетевым префиксом)
Вот мы и узнали адрес сети. Единички в маске указывают на длину порции адреса сети (11000000.10101000.00000001.), а нолики – на порцию адреса хоста (.00011111).
Представление и ассортимент
IP-адрес будет иметь такую номенклатуру:
Поскольку каждый октет имеет двоичное число из 8 нулей и единиц, переводя его в десятичную запись, мы можем создавать числа в диапазоне от 0 до 255.
Мы не будем объяснять в этой статье, как преобразовать из десятичной в двоичную и наоборот, вы найдете это здесь:
Полное руководство о том, как сделать преобразования между системами нумерации
Тогда у нас никогда не будет IP-адреса с номерами меньше 0 или больше 255. Когда будет достигнуто 255, следующее число снова будет равно 0, а следующий октет будет одной цифрой, увеличивающей счет. Это как минутная стрелка часов.
Использование ipcalc с подсетями
Допустим, мы хотим добавить в нашу сеть три подсети емкостью 20, 15 и 80 хостов соответственно. Мы можем использовать параметр (split) и указать желаемые размеры подсети.
ipcalc 192.168.1.0 -s 20 15 80
Первый раздел такой же, как мы видели ранее, где дает анализ сети, содержащей IP-адрес, который мы указываем в командной строке. Наши подсети описаны в следующих трех разделах.
Подводя итог, информация, которую мы получили:
Первая подсеть:
- Маска подсети: 255.255.255.224
- Адрес первого устройства: 192.168.0.129
- Последний адрес устройства: 192.168.0.158
- Емкость подсети: 30 устройств.
Вторая подсеть:
- Маска подсети: 255.255.255.224
- Адрес первого устройства: 192.168.0.161
- Адрес последнего устройства: 192.168.0.190
- Емкость подсети: 30 устройств.
Третья подсеть:
- Маска подсети: 255.255.255.128
- Адрес первого устройства: 192.168.0.1
- Последний адрес устройства: 192.168.0.126
- Емкость подсети: 126 устройств.
Обратите внимание на зеленые записи в двоичных значениях. Это биты, зарезервированные для подсети
Также обратите внимание, что поскольку первая и вторая подсети имеют одинаковую маску подсети, равную 27, для индикатора подсети используются три бита в поле оборудования. В первой подсети биты 100, а во второй 101
Эта разница позволяет маршрутизатору корректно направлять сетевой трафик.
Битовая маска
Маска подсети может называться битовой маской, что является 32-битным значением, которое указывает на одну часть IP, относящуюся к адресации сетевого интерфейса, и на вторую часть, относящуюся к адресации подсетей. Обычно её значение отображается в десятичном виде, в формате ХХХ.ХХХ.ХХХ.ХХХ.
Это определение приближено к профессиональному сленгу и может показаться непонятным. Разобраться с тем, что это такое, поможет конкретный пример.
Предположим, что у нас есть какая-то сеть, в которой присутствует компьютер. В свойствах подключения видно, что его сетевому интерфейсу присвоен IP-адрес и маска подсети.
Далее оба значения приводятся в двоичный вид и вычисляются следующие последовательности:
Теперь надо последовательно умножить каждый разряд IP-адреса в двоичном виде на разряд маски в двоичном виде и в результате будет получено значение,
которое при переводе в десятичный вид будет выглядеть, как
Умножая адрес IP на инвертированное значение маски, получаем последовательность
Возвращая в десятичный вид, получается цифра 199, соответствующая адресу интерфейса хоста.
Сравнив первый и второй результаты, можно сказать, что цифры IP-адреса, которые соотносятся с единицами маски, указывают на адрес подсети. Цифры IP-адреса, соотносящиеся с нулями маски, образуют адрес компьютера в этой подсети.
В итоге маска подсети помогла выяснить по IP, что наш компьютер находится в подсети 192.168.0.0 и имеет в ней адрес 199. Возвращаясь к определению выше, она показала, какая часть IP указывает на подсетку, а какая на адрес хоста.
Выводы о подсетях
Процесс вычисления маски подсети довольно прост, если мы понимаем понятия подсети, IP-адреса сети, маски сети и подсети, а также широковещательного адреса. Кроме того, с помощью пары очень простых формул мы можем легко рассчитать емкость для подсетей IP, независимо от класса и емкости хоста, в зависимости от сетей, которые нам нужны.
Очевидно, что если мы делаем это вручную, и у нас нет особой практики в преобразовании десятичных чисел в двоичные, это может занять немного больше времени, особенно если мы изучаем это для профессионального обучения в сети.
Эта же процедура будет выполняться с IP-адресами классов A и C точно так же, как в примере с классом B. Нам нужно только учитывать диапазон адресов и их идентификатор, остальное практически автоматически.
И если вместо того, чтобы дать нам IP и класс , они просто дадут нам количество подсетей и количество хостов, мы будем теми, кто будет выбирать класс, делая соответствующие преобразования в двоичную и используя формулы, чтобы не отставать в прогнозах.
Без лишних слов оставим вас с некоторыми интересными ссылками, которые более подробно охватывают другие концепции сети:
Как ваше тело выглядело в нашем уроке о том, как рассчитать маску подсети ? Мы надеемся, что все ясно, в противном случае у вас есть поле для комментариев, чтобы задать нам любые вопросы или если вы видите какие-либо опечатки.