Kako izračunati masku podmreže (definitivni vodič za podmrežu)

Tema kojom se danas bavimo nije za sve, jer ako namjeravamo stvoriti dobar vodič o mrežama, ključno je imati članak koji objašnjava kako izračunati masku podmreže, tehniku ​​koja se naziva podmrežavanje. Pomoću njega IT administratori su u mogućnosti dizajnirati mrežu i strukturu podmreže bilo gdje.

Sadržaj indeks

Da bismo to učinili, morat ćemo vrlo dobro znati što je mrežna maska, IP klase i kako transformirati IP adrese iz decimalnih u binarne, iako za to već imamo članak koji smo napravili prije nekog vremena.

Za sada ćemo se fokusirati na izračunavanje mrežne maske na IPv4 adresama, jer IPv6 još nije dovoljno implementiran da bi ga mogao primijeniti u praksi, možda ćemo to u kasnijem članku. Bez daljnjeg divljanja, pređimo na zadatak.

IPv4 adresa i IP protokol

Započnimo na početku, decimalnom numeričkom postavljenom IP adresom koja identificira logično, jedinstveno i neponovljivo te prema hijerarhiji mrežno sučelje. IPv4 adrese kreiraju se pomoću 32-bitne adrese (32 one i nula u binarnom obliku) raspoređene u 4 okteta (grupe od 8 bita) odvojene točkama. Za ugodniji prikaz uvijek koristimo decimalnu notaciju, što je izravno ono što vidimo u domaćinima i mrežnoj opremi.

IP adresa služi adresnom sustavu u skladu s IP ili Internet protokolom. IP djeluje na mrežnom sloju OSI modela, protokol koji nije orijentiran na vezu, tako da se razmjena podataka može izvršiti bez prethodnog dogovora između prijemnika i odašiljača. To znači da će podatkovni paket pretraživati ​​najbrži put na mreži dok ne stigne do odredišta, preskačući usmjerivač na usmjerivač.

Taj je protokol implementiran 1981. godine, u njemu okvir ili paket podataka ima zaglavlje, koje se naziva IP zaglavlje. U njemu su, između ostalog, pohranjene IP adrese odredišta i podrijetla, tako da usmjerivač zna kamo poslati pakete za svaki slučaj. No pored toga, IP adrese pohranjuju informacije o identifikaciji mreže u kojoj djeluju, pa čak i o njezinoj veličini i razlici između različitih mreža. To se događa zahvaljujući mrežnoj maski i mrežnom IP-u.

Zastupljenost i raspon

IP adresa će tada imati ovu nomenklaturu:

Kako svaki oktet ima binarni broj od 8 nula i jedan, prevodeći to u decimalnu notaciju, možemo stvoriti brojeve u rasponu od 0 do 255.

Nećemo objasniti u ovom članku kako pretvoriti iz decimalnog u binarni oblik i obrnuto, ovo ćete pronaći ovdje:

Definitivan vodič o tome kako izvršiti pretvorbu između brojevnih sustava

Tada nikad ne možemo imati IP adresu s brojevima manjim od 0 ili većim od 255. Kada se postigne 255, sljedeći će broj biti opet 0, a sljedeći oktet bit će jedna znamenka do početka brojanja. Točno je poput minute ručnog sata.

Kako se stvaraju mreže

Znamo što je IP adresa, kako je prikazana i čemu služi, ali moramo znati i neke posebne IP adrese da bismo znali izračunati masku podmreže.

Mrežna maska

Mrežna maska je IP adresa koja definira opseg ili opseg mreže. Pomoću nje moći ćemo znati broj podmreža koje možemo stvoriti i broj hostova (računala) s kojima se možemo povezati.

Dakle, mrežna maska ​​ima isti format kao i IP adresa, ali uvijek se razlikuje po tome što su okteti koji ograničavaju mrežni dio ispunjeni jednima i hostni dio ispunjeni nulama poput ove:

To znači da ne možemo proizvoljno davati IP adrese za popunjavanje mreže s domaćinima, ali moramo poštovati mrežni dio i dio domaćina. Uvijek ćemo raditi s glavnim dijelom nakon što izračunamo mrežni dio i dodijelimo IP svakoj podmreži.

Mrežna IP adresa

Imamo i IP adresu koja je odgovorna za identifikaciju mreže kojoj uređaji pripadaju. Shvatimo da u svakoj mreži ili podmreži postoji identifikacijska IP adresa koju moraju imati svi zajednički domaćini kako bi označili svoje članstvo u njoj.

Ovu adresu karakterizira zajednički mrežni dio, a dio domaćina uvijek je 0, na ovaj način:

Moći ćemo 0 okteta dijela domaćina koji nam je nakazala mrežna maska ​​iz prethodnog odjeljka. U ovom slučaju to bi bilo 2, dok bi druga 2 bila za mrežni dio, i bila bi rezervirana IP adresa.

Adresa emitiranja

Adresa emitiranja je upravo suprotna mrežnoj adresi, u njoj smo postavili 1 sve bite okteta koji adresiraju domaćine.

S ovom adresom usmjerivač može poslati poruku svim domaćinima povezanim na mrežu ili podmrežu, bez obzira na njihovu IP adresu. ARP protokol koristi se za to, na primjer, za dodjeljivanje adresa ili slanje poruka o statusu. Dakle, radi se o još jednom rezerviranom IP-u.

IP adresa domaćina

I na kraju imamo IP adresu glavnog računala, u kojoj će mrežni dio uvijek ostati invarijantni, a to će biti dio domaćina koji će se mijenjati na svakom hostu. U primjeru koji koristimo bio bi ovaj raspon:

Tada bismo mogli obratiti se 2 ¹⁶ -2 domaćinima, odnosno 65.534 računala oduzimanjem dvije adrese za mrežu i emitiranje.

IP klase

Do sada je bilo jednostavno, zar ne? Već znamo da su određene IP adrese rezervirane za mrežu, emitiranje i masku, ali IP klase još nismo vidjeli. Učinkovito su te adrese podijeljene u obitelji ili klase kako bi se razlikovale svrhe u koje će se koristiti u svakom slučaju.

Pomoću IP klasa ograničavamo raspon vrijednosti koje ovaj sustav može preuzeti na mrežnom dijelu, broj mreža koje se mogu stvoriti s njima i broj hosta koji se mogu adresirati. Ukupno imamo 5 IP klasa definiranih od strane IETF-a (Internet Engineering Task Force):

Imajte na umu, još ne govorimo o izračunavanju maske podmreže, nego o sposobnosti stvaranja mreža. Tada ćemo vidjeti podmregu i njene detalje.

• Klasa A Klasa B Klasa Klasa D Klasa E

IP- ovi slučaja A koriste se za stvaranje vrlo velikih mreža, na primjer internetske mreže i dodjele javnih IP-a našim usmjerivačima. Iako uistinu možemo imati bilo koji IP IP klase B ili C, na primjer, imam klasu B. Sve će ovisiti o IP-ovima koje je pružatelj ISP-a ugovorio, nešto što ćemo objasniti u nastavku. U klasi A imamo bit identifikatora klase, tako da možemo adresirati samo 128 mreža, a ne 256 kako bi se očekivalo.

Vrlo je važno znati da u ovoj klasi postoji IP raspon rezerviran za Loopback, od 127.0.0.0 do 127.255.255.255. Loopback se koristi za interno dodjeljivanje IP samom hostu, naš tim interno ima IP 127.0.0.1 ili "localhost" s kojim provjerava je li sposoban slati i primati pakete. Dakle, ove adrese nećemo ih u načelu moći koristiti.

IP- ovi klase B koriste se za srednje mreže, na primjer, u opsegu grada, ovaj put imaju dva okteta za stvaranje mreža i još dva za adresiranje domaćina. Klasa B je definirana s dva mrežna bita.

IP- ovi klase C su najpoznatiji, jer praktički svaki korisnik s kućnim internetom ima usmjerivač koji svojoj internoj mreži dodijeli IP klase C. Orijentirana je na male mreže, ostavljajući 1 jedan oktet za domaćine i 3 za mrežu. Napravite ipconfig na računalu i uvjerite se da je vaš IP razred C. U ovom slučaju za definiranje klase uzimaju se 3 bita mreže.

Klasa D koristi se za multicast mreže, gdje usmjerivači šalju pakete svim povezanim domaćinima. Dakle, sav promet koji uđe u takvu mrežu bit će repliciran svim domaćinima. Nije primjenjivo za umrežavanje.

Konačno, klasa E je posljednji preostali raspon i koristi se samo za umrežavanje u istraživačke svrhe.

Nešto prilično važno u vezi s ovom temom je da trenutačno dodjeljivanje IP adresa u mrežama zadovoljava načelo besklasne inter-domene usmjeravanja (CIDR). To znači da su IP adrese dodijeljene neovisno o veličini mreže, tako da možemo imati javni IP klase A, B ili C. Pa čemu sve ovo? Pa, da shvatimo kako se podmreže pravilno stvaraju.

Što je podmrežavanje ili podmrežavanje

Približavamo se izračunavanju maske podmreže, oka, a ne mreže. Tehnika podmreživanja sastoji se od dijeljenja mreža na različite manje mreže ili podmreže. Na taj način administrator računala ili mreže može podijeliti unutarnju mrežu velike zgrade na manje podmreže.

Ovim možemo dodijeliti različite funkcije, s različitim usmjerivačima i na primjer implementirati Active Directory koji utječe samo na jednu podmrežu. Ili razlikovati i izolirati određeni broj hostova od ostatka mreže u podmreži. Izuzetno je koristan na području mreža jer svaka podmreža djeluje neovisno o drugoj.

Rad s usmjerivačima je također lakši s podmrežama, jer eliminira zagušenja u razmjeni podataka. I na kraju, administraciji je puno lakše ispraviti greške i izvršiti održavanje.

Učinit ćemo to s IPv4 adresom, iako je moguće napraviti i podmreže s IPv6, koji imaju najmanje 128 bita za adresiranje hostova i mreža.

Prednosti i nedostaci podmreže

Za ovu tehniku ​​svakako je potrebno biti vrlo jasan pojmovima IP adresa, klasa koje postoje i svega onoga što smo gore objasnili. Tome dodajemo potrebu da znamo kako prijeći iz binarnog u decimalni i obrnuto, pa ako postupak namjeravamo obaviti ručno, može dugo potrajati.

prednosti:

• Izolacije u mrežnim segmentima Usmjeravanje paketa u neovisnim logičkim mrežama Dizajn podmreža po želji klijenta i fleksibilnost Bolja administracija i lokalizacija pogrešaka Veća sigurnost izoliranjem osjetljive opreme

nedostaci:

• Dijeljenjem IP-a s klasama i skokovima, mnoge IP adrese se gube Relativno zamorni proces ako se provede ručno Promjene njegove mrežne strukture morat će se preračunati od početka. Ako ga ne razumijete, možete obustaviti temu mreža

Tehnika podmreže: izračunavanje maske podmreže i IP adrese

Srećom, proces umrežavanja bavi se nizom jednostavnih formula koje se trebaju zapamtiti i primijeniti, a stvari su nam jasne. Dakle, pogledajmo to u koracima.

1. Broj podmreža i brzi zapis

Zabilježavanje s kojim ćemo pronaći problem izračunavanja podmreže bit će sljedeće:

To znači da je mrežni IP 129.11.0.0 sa 16 bitova rezerviranih za mrežu (2 okteta). Nikada nećemo pronaći IP klase B s identifikatorom manjim od 16, poput ostalih razreda, na primjer:

Ali ako uspijemo pronaći superiorne identifikatore dok ne dosegnemo 31, to jest, uzeli bismo apsolutno sve preostale bite, osim posljednjeg za stvaranje podmreže. Zadnji se ne bi preuzeo jer će biti potrebno nešto ostaviti da se obraća domaćinima, zar ne?

Kao maska ​​podmreže:

Na ovaj način uzimamo 16 fiksnih bitova za mrežu, još dva dodatka za podmrežu, a ostatak za domaćine. To znači da se kapacitet domaćina sada smanjuje na 2 ¹⁴ -2 = 16382, u korist kapaciteta podmreže, s mogućnošću 2 ² = 4.

Pogledajmo to općenito u tablici:

2. Izračunajte masku podmreže i mreže

Uzimajući u obzir ograničenje podmreže koju imamo ovisno o IP klasama, predstavit ćemo primjer korak po korak kako bismo vidjeli kako bi se to riješilo.

U njemu namjeravamo pomoću klase B IP 129.11.0.0 stvoriti 40 podmreža u jednoj velikoj zgradi. Mogli smo to učiniti s razredom C? naravno, a također i s razredom A.

127.11.0.0/16 + 40 podmreža

Budući da je klasa B, imali bismo mrežnu masku:

Drugo pitanje koje ću riješiti bit će: Koliko bita treba da stvorim 40 podmreža (C) u ovoj mreži? To ćemo znati prelaskom s decimalnog na binarni:

Potrebno nam je 6 dodatnih bita za stvaranje 40 podmreža, tako da bi maska ​​podmreže bila:

3. Izračunajte broj hostova po podmreži i mrežnom skoku

Sada je vrijeme da se zna broj računala kojima se možemo obratiti u svakoj podmreži. Već smo vidjeli da potreba 6 bita za podmreže smanjuje prostor za domaćine. Preostalo nam je samo 10 bita m = 10 gdje moramo preuzeti mrežni IP i emitirati IP.

Što ako svaka podmreža ima 2000 domaćina što bismo učinili? Pa, očito prenesite na IP klase A da biste dobili više bita od hostova.

Sada je vrijeme za izračunavanje mrežnog skoka, ovo je što namjerava dodijeliti broj IP-u za svaku podmrežu koja je stvorena poštujući bitove za hostove i bitove za podmrežu. Moramo jednostavno oduzeti vrijednost podmreže dobivenu u maski od maksimalne vrijednosti okteta, to jest:

Potrebni su nam skokovi u slučaju da je svaka podmreža ispunjena svojim maksimalnim kapacitetom hosta, tako da moramo poštovati te skokove kako bismo osigurali skalabilnost mreže. Na ovaj način ćemo izbjeći restrukturiranje u slučaju da se ono povećava s budućnošću.

4. Trebamo samo dodijeliti IP našim podmrežama

Sa svime što smo ranije izračunali, već imamo sve spremno za stvaranje naših podmreža, pogledajmo prvih 5 kao što bi bili. Nastavili bismo s podmrežom 40 i još uvijek bismo imali dovoljno prostora da dođemo do 64 podmreže sa 6 bita.

Da bismo primijenili IP podmreže, moramo uzeti u obzir da 10 bitova hosta mora biti na 0 i da je izračunati skok podmreže 4 u 4. Dakle, ti skokovi imamo u 3. oktetu i stoga je zadnji oktet 0, koliko je dobar mrežni IP. Ovu cijelu kolonu možemo ispuniti izravno.

Prvi IP glavnog računala jednostavno se izračunava dodavanjem 1 podmreži IP, to nema tajni. Ovu cijelu kolonu možemo ispuniti izravno.

Najprirodnije bi bilo postaviti IP emisiju s emitiranja, jer je samo pitanje oduzimanja 1 od sljedeće IP mreže podmreže. Na primjer, prethodni IP od 127.11.4.0 je 127.11.3.255, pa bismo nastavili sa svima njima. Kad je prvi stupac ispunjen, lako je izvući ovaj.

Na kraju ćemo izračunati posljednji IP domaćin tako što ćemo oduzeti 1 od emitiranog IP-a. Ovaj će stupac biti ispunjen posljednjim na jednostavan način ako već imamo adrese za emitiranje.

Zaključci o podmreži

Postupak izračunavanja podmrežne maske vrlo je jednostavan ako smo jasni o pojmovima podmreže, mrežnom IP-u, mrežnoj maski i podmreži i adresi emitiranja. Uz to, s nekoliko vrlo jednostavnih formula lako možemo izračunati kapacitet za podmreže IP-a, bez obzira na klasu i kapacitet domaćina, ovisno o mreži koja nam je potrebna.

Očito ako to radimo ručno i nemamo baš mnogo prakse raditi decimalne do binarne pretvorbe, može potrajati i malo duže, pogotovo ako to proučavamo umrežavanje karijere ili tečaj strukovnog obrazovanja.

Isti će postupak biti proveden s IP adresama klase A i C točno kao primjer s klasom B. Moramo uzeti u obzir samo raspon adresa i njihovu identifikatoru, ostatak je praktično automatski.

A ako nam umjesto IP-a i klase daju jednostavno podmreže i broj hostova, mi ćemo odlučiti o klasama, izrađujući odgovarajuće pretvorbe u binarne i koristeći formule kako ne bismo zaostali u prognozama.

Bez daljnjeg čuvanja, ostavljamo vam nekoliko interesnih veza koje detaljnije pokrivaju ostale mrežne koncepte:

Kako je izgledalo vaše tijelo s našim vodičem o tome kako izračunati masku podmreže ? Nadamo se da je sve jasno, jer u suprotnom tamo imate okvir za komentare da nam postavite bilo kakva pitanja ili ako vidite bilo kakvu pogrešku.