Ako vypočítať masku podsiete (definitívny návod k podsiete)

Téma, ktorou sa dnes zaoberáme, nie je pre každého, pretože ak máme v úmysle vytvoriť dobrého sprievodcu po sieťach, je nevyhnutné mať článok vysvetľujúci, ako vypočítať masku podsiete, techniku ​​nazývanú podsiete. Vďaka tomu sú IT administrátori schopní navrhnúť štruktúru siete a podsiete kdekoľvek.

Index obsahu

Aby sme to dosiahli, budeme musieť veľmi dobre vedieť, čo je sieťová maska, triedy IP a ako transformovať adresy IP z desiatkovej na binárnu, hoci pre tento článok už máme článok, ktorý sme urobili pred chvíľou.

Zatiaľ sa zameriame na výpočet sieťovej masky na adresy IPv4, pretože protokol IPv6 ešte nie je implementovaný natoľko, aby sa dal uviesť do praxe, možno v neskoršom článku sa pozrieme ďalej. Bez ďalšieho pripútania sa dostaneme k úlohe.

Adresa IPv4 a protokol IP

Začnime od začiatku desiatkovú číselnú IP adresu, ktorá logicky, jedinečne a neopakovateľne a podľa hierarchie identifikuje sieťové rozhranie. IPv4 adresy sa vytvárajú pomocou 32-bitovej adresy (32 binárnych a núl v binárnom formáte) usporiadaných do 4 oktetov (skupiny po 8 bitoch) oddelených bodkami. Pre pohodlnejšie zobrazenie vždy používame desatinnú notáciu, čo je priamo to, čo vidíme v počítačoch a sieťových zariadeniach.

IP adresa slúži adresovaciemu systému podľa IP alebo internetového protokolu. IP pracuje na sieťovej vrstve modelu OSI, čo je protokol, ktorý nie je orientovaný na pripojenie, takže výmenu údajov je možné vykonať bez predchádzajúcej dohody medzi prijímačom a vysielačom. To znamená, že dátový paket bude prehľadávať najrýchlejšiu cestu v sieti, až kým nedosiahne cieľové miesto, pričom skočí zo smerovača na smerovač.

Tento protokol bol implementovaný v roku 1981, v ktorom má rámec alebo dátový paket hlavičku nazývanú hlavička IP. V ňom sa okrem iného ukladajú IP adresy cieľa a pôvodu, takže router v každom prípade vie kam poslať pakety. IP adresy okrem toho ukladajú informácie o identifikácii siete, v ktorej pôsobia, a dokonca aj o jej veľkosti a rozlíšení medzi rôznymi sieťami. To sa deje vďaka sieťovej maske a sieťovej IP.

Zastúpenie a rozsah

IP adresa bude mať túto nomenklatúru:

Pretože každý oktet má binárne číslo 8 núl a jedna, pri preklade do desiatkovej notácie môžeme vytvoriť čísla v rozsahu od 0 do 255.

V tomto článku nebudeme vysvetľovať, ako prevádzať z desatinných na binárne a naopak. Nájdete ho tu:

Definitívny sprievodca o tom, ako vykonať prevody medzi systémami číslovania

Potom nemôžeme mať nikdy IP adresu s číslami menšími ako 0 alebo vyššími ako 255. Po dosiahnutí 255 bude ďalšie číslo opäť 0 a ďalší oktet bude jedna číslica, ktorá začne s počítaním. Je to presne ako drobné ručičky hodiniek.

Ako sa vytvárajú siete

Vieme, čo je to adresa IP, ako je zastúpená a na čo slúži, ale musíme vedieť niektoré špeciálne adresy IP, aby sme vedeli, ako vypočítať masku podsiete.

maska ​​siete

Sieťová maska je adresa IP, ktorá definuje rozsah alebo rozsah siete. Vďaka nemu budeme vedieť počet podsietí, ktoré môžeme vytvoriť, a počet hostiteľov (počítačov), ku ktorým sa môžeme pripojiť.

Sieťová maska ​​má teda rovnaký formát ako adresa IP, ale vždy sa vyznačuje tým, že oktety, ktoré vymedzujú časť siete, sú vyplnené zónami a časť hostiteľa vyplnené nulami:

To znamená, že nemôžeme svojvoľne prideliť adresy IP, aby vyplnili sieť hostiteľmi, ale musíme rešpektovať sieťovú časť a hostiteľskú časť. Po vypočítaní sieťovej časti a priradení adresy IP každej podsiete budeme vždy pracovať s hostiteľskou časťou.

IP adresa siete

Máme tiež adresu IP, ktorá je zodpovedná za identifikáciu siete, do ktorej zariadenia patria. Pochopme, že v každej sieti alebo podsieti je identifikačná adresa IP, ktorú musia mať všetci hostitelia spoločné, aby mohli označiť svoje členstvo v nej.

Táto adresa sa vyznačuje tým, že spoločná časť siete a časť hostiteľov sú vždy na 0, týmto spôsobom:

Budeme môcť 0 oktetov hostiteľskej časti, ktorú nám naznačila sieťová maska ​​z predchádzajúcej sekcie. V tomto prípade by to boli 2, zatiaľ čo ostatné 2 by boli pre sieťovú časť, ktorá by bola vyhradenou IP.

Vysielacia adresa

Vysielacia adresa je práve opakom sieťovej adresy, v ktorej sme nastavili 1 všetky bity oktetov, ktoré hostia adresujú.

S touto adresou môže smerovač odosielať správu všetkým hostiteľom pripojeným k sieti alebo podsiete bez ohľadu na ich IP adresu. Protokol ARP sa na tento účel používa napríklad na priradenie adries alebo na odoslanie stavových správ. Ide teda o ďalšiu rezervovanú IP.

Host IP adresa

Nakoniec máme IP adresu hostiteľa, v ktorej sieťová časť zostane vždy nemenná a bude to hostiteľská časť, ktorá sa zmení na každom hostiteľovi. V príklade, ktorý berieme, by bol tento rozsah:

Potom by sme mohli osloviť 2 ¹⁶ -2 hostiteľov, tj 65 534 počítačov odpočítajúcich tieto dve adresy pre sieť a vysielanie.

IP triedy

Až doteraz to bolo jednoduché, však? Už vieme, že určité adresy IP sú vyhradené pre sieť, vysielanie a masku, ale triedy IP sme ešte nevideli. tieto adresy sa efektívne delia do rodín alebo tried, aby sa v každom prípade rozlíšili účely, na ktoré sa budú používať.

S triedami IP vymedzujeme rozsah hodnôt, ktoré to môže mať na časti siete, počet sietí, ktoré je možné s nimi vytvoriť, a počet hostiteľov, ktoré je možné adresovať. Celkovo máme 5 tried IP definovaných IETF (Internet Engineering Task Force):

Nezabudnite, ešte nehovoríme o výpočte masky podsiete, ale o schopnosti vytvárať siete. Vtedy uvidíme podsiete a jej podrobnosti.

• Trieda A Trieda B Trieda C Trieda D Trieda E

IP v prípade A sa používajú na vytváranie veľmi veľkých sietí, napríklad internetovej siete a prideľovania verejných IP k našim smerovačom. Aj keď môžeme skutočne mať ktorúkoľvek z ďalších IP tried triedy B alebo C, napríklad mám triedu B. Všetko bude závisieť od IP, ktoré poskytovateľ ISP uzavrel, niečo, čo vysvetlíme nižšie. V triede A máme bit identifikátora triedy, takže môžeme adresovať iba 128 sietí a nie 256, ako by sa očakávalo.

Je veľmi dôležité vedieť, že v tejto triede je vyhradený rozsah IP pre Loopback, od 127.0.0.0 do 127.255.255.255. Loopback sa používa na interné priradenie IP k hostiteľovi. Náš tím má interne IP 127.0.0.1 alebo „localhost“, pomocou ktorého kontroluje, či je schopný odosielať a prijímať pakety. Tieto adresy teda nebudeme môcť v zásade používať.

IP adresy triedy B sa používajú pre stredné siete, napríklad v dosahu mesta, tentokrát s dvoma oktetmi na vytvorenie sietí a ďalšími dvoma na adresovanie hostiteľov. Trieda B je definovaná dvoma sieťovými bitmi.

IP adresy triedy C sú najznámejšie, pretože prakticky každý užívateľ s domácim internetom má smerovač, ktorý svojej vnútornej sieti prideľuje IP triedy C. Je orientovaný na malé siete a ponecháva jeden oktet pre hostiteľov a 3 pre sieť. Vytvorte ipconfig na svojom počítači a uistite sa, že vaša IP je trieda C. V tomto prípade sa na definovanie triedy vezmú 3 sieťové bity.

Trieda D sa používa pre multicastové siete, kde smerovače odosielajú pakety všetkým pripojeným hostiteľom. Takže všetka prevádzka, ktorá vstupuje do takejto siete, bude replikovaná na všetkých hostiteľov. Nevzťahuje sa na vytváranie sietí.

Nakoniec je trieda E posledným zostávajúcim rozsahom a používa sa iba na vytváranie sietí na výskumné účely.

Čo sa týka tejto témy, je celkom dôležité, že v súčasnosti prideľovanie IP adries v sieťach spĺňa zásadu (CIDR) Classless Inter-Domain Routing alebo Classless Inter-Domain Routing. To znamená, že IP sa prideľujú bez ohľadu na veľkosť siete, takže môžeme mať verejnú IP triedu A, B alebo C. Na čo je to všetko? Aby sme pochopili, ako sú správne vytvorené podsiete.

Čo je to podsiete alebo podsiete

Priblížime sa k výpočtu masky podsiete, oka, nie siete. Technika podsiete spočíva v rozdelení sietí na rôzne menšie siete alebo podsiete. Týmto spôsobom môže správca počítača alebo siete rozdeliť vnútornú sieť veľkej budovy na menšie podsieť.

Týmto môžeme priradiť rôzne funkcie, s rôznymi smerovačmi a napríklad implementovať službu Active Directory, ktorá ovplyvňuje iba jednu podsieť. Alebo rozlíšite a izolujte určitý počet hostiteľov od zvyšku siete v podsieti. Je to mimoriadne užitočné v oblasti sietí, pretože každá podsieť funguje nezávisle od druhej.

Práca so smerovačmi je tiež jednoduchšia pri podsietiach, pretože odstraňuje preťaženie pri výmene údajov. A nakoniec, pre správu je oveľa ľahšie odstraňovať chyby a vykonávať údržbu.

Urobíme to s adresou IPv4, hoci je tiež možné vytvoriť podsiete s protokolom IPv6, ktorý nemá na adresovanie hostiteľov a sietí najmenej 128 bitov.

Výhody a nevýhody podsiete

Pre túto techniku ​​je určite potrebné jasne definovať koncepty IP adries, triedy, ktoré existujú, a všetko, čo sme vysvetlili vyššie. K tomu pridávame potrebu vedieť, ako postupovať z binárneho na desatinné miesto a naopak, takže ak máme v úmysle vykonať postup manuálne, môže to trvať dlho.

výhody:

• Izolácie v sieťových segmentoch Smerovanie paketov v nezávislých logických sieťach Návrh podsiete vyhovujúci klientovi a flexibilita Lepšia správa a lokalizácia chýb Väčšia bezpečnosť izolovaním citlivých zariadení

nevýhody:

• Rozdelením IP podľa tried a chmeľu sa stráca veľa adries. Relatívne zdĺhavý proces, ak sa vykonáva ručne. Zmeny štruktúry siete by sa museli prepočítať od začiatku. Ak tomu nerozumiete, môžete pozastaviť predmet sietí.

Technika podsiete: výpočet masky podsiete a IP adresy

Našťastie sa proces podsiete zaoberá radom jednoduchých vzorcov, ktoré si treba zapamätať a použiť, a máme veci jasné. Pozrime sa na to v krokoch.

1. Počet podsietí a rýchly zápis

Zápis, s ktorým nájdeme problém výpočtu podsiete, bude nasledujúci:

To znamená, že sieťová IP adresa je 129.11.0.0, pričom 16 bitov je vyhradených pre sieť (2 oktety). Nikdy nenájdeme IP triedy triedy B s identifikátorom menším ako 16, ako ostatné triedy, napríklad:

Ak však nájdeme vynikajúce identifikátory, kým nedosiahneme 31, to znamená, že na vytvorenie podsiete by sme vzali absolútne všetky zvyšné bity okrem posledného. Ten posledný by sa nevybral, pretože bude potrebné niečo nechať, aby sa oslovili hostitelia, nie?

Ako maska ​​podsiete:

Týmto spôsobom berieme 16 pevných bitov pre sieť, ďalšie dva doplnky pre podsieť a zvyšok pre hostiteľov. To znamená, že kapacita hostiteľov je teraz znížená na 2 ¹⁴ -2 = 16382 v prospech kapacity podsiete s možnosťou robiť 2 ² = 4.

Pozrime sa na to všeobecným spôsobom v tabuľke:

2. Vypočítajte masku podsiete a siete

Ak vezmeme do úvahy limit podsiete, ktorý máme v závislosti od tried IP, predstavíme krok za krokom príklad, aby sme zistili, ako by sa to vyriešilo.

V nej plánujeme použiť našu triedu IP IP 129.11.0.0 na vytvorenie 40 podsiete v jednej veľkej budove. Mohli by sme to urobiť s triedou C? samozrejme, a tiež s triedou A.

127.11.0.0/16 + 40 podsiete

Ako trieda B by sme mali sieťovú masku:

Druhá otázka, ktorú treba vyriešiť, bude: Koľko bitov musím v tejto sieti vytvoriť 40 podsiete (C)? Budeme to vedieť prechodom z desatinných na binárne:

Na vytvorenie 40 podsiete potrebujeme ďalších 6 bitov, takže maska ​​podsiete bude:

3. Vypočítajte počet hostiteľov na podsieť a sieťový skok

Teraz je čas poznať počet počítačov, ktoré môžeme adresovať v každej podsieti. Už sme videli, že potreba 6 bitov pre podsiete zmenšuje priestor pre hostiteľov. Zostáva nám iba 10 bitov. M = 10, kde musíme stiahnuť sieťovú IP a vysielať IP.

Čo ak by v každej podsieti malo byť 2000 hostiteľov, čo by sme urobili? Samozrejme nahrajte na IP triedu A, aby ste získali viac bitov od hostiteľov.

Teraz je čas na výpočet sieťového hopu, to je to, čo je určené na priradenie čísla IP pre každú vytvorenú podsieť s ohľadom na bity pre hostiteľov a bity pre podsiete. Musíme jednoducho odčítať hodnotu podsiete získanú v maske od maximálnej hodnoty oktetu, ktorá je:

Tieto skoky potrebujeme v prípade, že je každá podsieť plná maximálnej kapacity hostiteľa, preto musíme tieto skoky rešpektovať, aby sme zabezpečili škálovateľnosť siete. Týmto spôsobom sa vyhneme reštrukturalizácii v prípade, že sa v budúcnosti zvýši.

4. Potrebujeme iba prideliť IP našim podsieťam

Pri všetkom, čo sme predtým vypočítali, už máme všetko pripravené na vytvorenie našich podsietí, uvidíme prvých 5 tak, ako by boli. Pokračovali by sme v podsiete 40 a stále by sme mali dostatok priestoru na to, aby sme sa dostali k 64 podsietiam so 6 bitmi.

Aby sme mohli použiť IP podsiete, musíme vziať do úvahy, že 10 bitov hostiteľa musí byť na 0 a že vypočítaný skok podsiete je 4 v 4. Preto tieto skoky máme v 3. oktete, a preto posledný oktet je 0, aká dobrá je IP sieť. Celý tento stĺpec môžeme vyplniť priamo.

Prvá hostiteľská IP sa jednoducho vypočíta pridaním 1 k IP podsiete, čo nemá žiadne tajomstvá. Celý tento stĺpec môžeme vyplniť priamo.

Najprirodzenejšie by teraz bolo umiestniť vysielaciu IP, pretože ide iba o odpočítanie 1 od nasledujúcej IP podsiete. Napríklad predchádzajúca adresa IP 127.11.4.0 je 127.11.3.255, takže by sme vo všetkých pokračovali. Po vyplnení prvého stĺpca je ľahké tento stĺpec vytiahnuť.

Nakoniec vypočítame poslednú hostiteľskú IP odpočítaním 1 od vysielanej IP. Tento stĺpec sa vyplní posledným jednoduchým spôsobom, ak už máme adresy na vysielanie.

Závery týkajúce sa podsiete

Proces výpočtu masky podsiete je pomerne jednoduchý, ak je nám jasné, čo sa týka podsiete, sieťovej IP, sieťovej masky a podsiete a vysielacej adresy. Okrem toho pomocou niekoľkých veľmi jednoduchých vzorcov dokážeme ľahko vypočítať kapacitu pre podsiete IP bez ohľadu na triedu a kapacitu hostiteľa v závislosti od sietí, ktoré potrebujeme.

Samozrejme, ak to robíme ručne a nemáme veľa skúseností s prevádzaním desatinných na binárne konverzie, môže to trvať trochu dlhšie, najmä ak to študujeme pre kariérne siete alebo odborný kurz.

Rovnaký postup sa vykoná s IP triedy A a C presne rovnako ako v prípade triedy B. Musíme vziať do úvahy iba rozsah adries, ktoré sa majú vziať, a ich identifikátor, zvyšok je prakticky automatický.

A ak nám namiesto toho, aby nám dali IP a triedu , jednoducho poskytnú počet podsietí a počet hostiteľov, my sami rozhodneme o triede, urobíme zodpovedajúce konverzie na binárne a použijeme vzorce tak, aby sme v prognózach nedosiahli nedostatok.

Bez ďalších okolkov vám zanecháme niekoľko zaujímavých odkazov, ktoré podrobnejšie pokrývajú ďalšie koncepcie siete:

Ako vyzeralo vaše telo v našom tutoriále o výpočte masky podsiete ? Dúfame, že je všetko jasné, inak tu máte okienko s komentármi, ktoré nás pýta na akékoľvek otázky, alebo ak sa objaví preklep.