Количество хостов и подсетей

Изучение IP-адресов

IP
-адрес — это адрес, который используется для уникальной идентификации устройства в IP-сети. Адрес состоит из 32 двоичных разрядов и с помощью маски подсети может делиться на часть сети и часть главного узла. 32 двоичных разряда разделены на четыре октета (1 октет = 8 битов). Каждый октет преобразуется в десятичное представление и отделяется от других октетов точкой. Поэтому принято говорить, что IP-адрес представлен в десятичном виде с точкой (например, 172.16.81.100). Значение в каждом октете может быть от 0 до 255 в десятичном представлении или от 00000000 до 11111111 в двоичном представлении.

Ниже приведен способ преобразования двоичных октетов в десятичное представление: Самый правый бит (самый младший разряд) октета имеет значение 20.Расположенный слева от него бит имеет значение 21.И так далее — до самого левого бита (самого старшего разряда), который имеет значение 27. Таким образом, если все двоичные биты являются единицами, эквивалентом в десятичном представлении будет число 255, как показано ниже:

    1  1  1  1 1 1 1 1
  128 64 32 16 8 4 2 1 (128+64+32+16+8+4+2+1=255)

Ниже приведен пример преобразования октета, в котором не все биты равны 1.

  0  1 0 0 0 0 0 1
  0 64 0 0 0 0 0 1 (0+64+0+0+0+0+0+1=65)

В этом примере показан IP-адрес, представленный в двоичном и десятичном форматах.

        10.       1.      23.      19 (decimal)
  00001010.00000001.00010111.00010011 (binary)

Эти октеты разделены таким образом, чтобы обеспечить схему адресации, которая может использоваться как для больших, так и для малых сетей. Существует пять различных классов сетей: от A до E (используются буквы латинского алфавита). Этот документ посвящен классам от A до C, поскольку классы D и E зарезервированы и их обсуждение выходит за рамки данного документа.

Примечание: Также обратите внимание, что сроки «Класс A, Класс B» и так далее используется в этом документе, чтобы помочь упрощать понимание IP-адресации и выделения подсети. Класс IP-адреса может быть определен из трех старших разрядов (три самых левых бита первого октета)

Для справки показаны адреса классов D и Е

Класс IP-адреса может быть определен из трех старших разрядов (три самых левых бита первого октета). Для справки показаны адреса классов D и Е.

Рисунок 1

Октеты 2,3 и 4 (следующие 24 бита) предоставлены сетевому администратору, который может разделить их на подсети и узлы. Адреса класса A используются в сетях с количеством узлов, превышающим 65 536 (фактически до 16777214 узлов!)!.

Октеты 3 и 4 (16 битов) предназначены для локальных подсетей и узлов. Адреса класса B используются в сетях с количеством узлов от 256 до 65534.

В адресе класса C первые три октета представляют собой сетевую часть. Октет 4 (8 битов) предназначен для локальных подсетей и узлов. Этот класс идеально подходит для сетей, в которых количество узлов не превышает 254.

TCP/IP и стек протоколов

Любой хост (компьютер, подключенный к сети) обладает своим идентификатором — IP-адресом. Он нужен для того, чтобы компьютеры могли обращаться друг к другу, посылая данные на конкретный хост. В быту сетевая модель передачи данных от источника к получателю работает по протоколу TCP/IP.

TCP/IP произошел в результате объединения стандартов транспортного протокола передачи Transmission Control Protocol (TCP) и интернет-протокола (Internet Protocol). Транспортный механизм TCP устанавливает соединение и обеспечивает поток данных, а в случае сбоя (утраты данных) он делает повторный запрос и устраняет дублирование при получении двух копий одного пакета. Благодаря этому обеспечивается целостность данных, а отправитель точно знает, что данные доставлены.

Чтобы узлы в сети работали одновременно, необходима особая организация протоколов, исключающая конфликты или незавершенные операции. Для этого служит так называемый стек протоколов. В случае с TCP/IP стек протокола состоит из четырех уровней:

• Прикладной уровень (Application Layer). Прикладной уровень определяется собственными протоколами передачи информации, а потому на нем работают почти все приложения: HTTP — для интернета, FTP — для передачи файлов, SSH — безопасное соединение с удаленным хостом, DNS — распределенная система для получения информации о доменных адресах и т.д.
• Транспортный уровень (Transport Layer). Транспортный уровень нужен для достоверной передачи данных
• Сетевой уровень (Internet Layer). На сетевом уровне происходит передача информации из одной сети или подсети в другую.
• Канальный уровень (Network Access Layer). На канальном уровне происходит описание метода передачи пакетов данных, включая кодирование информации — указание последовательности битов в конце и начале пакета данных.

При передаче данных протокол IP не гарантирует точный трансфер информации — передаваемые пакеты могут прийти не в том порядке, продублироваться или дойти с ошибками. 

Сетевые адреса, адреса интерфейсов и широковещательные адреса

IP адреса могут иметь три возможных значения:

• адрес IP сети (группа IP устройств, совместно использующих доступ к среде
  передачи — все находятся на том же самом сегменте Ethernet). Если в поле
  номера сети биты установлены в 0, то по умолчанию считается, что этот узел
  принадлежит той же самой сети, что и узел, с которого отправлен пакет;

• широковещательный адрес IP сети (сообщение с таким адресом назначения
  должно рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник
  этого пакета). Все разряды IP адреса установлены в 1.

• адрес интерфейса (типа платы Ethernet или PPP интерфейс на компьютере,
  маршрутизаторе, сервере печати и т.д.).Эти адреса могут иметь любое
  значение в битах поля узла, исключая все нули или все единицы, т.к. если
  будут все нули — адрес сети, все единицы — широковещательный адрес.

Резюме:

Для сети класса A...
(один байт - поле сети, следующие за ним - номер хоста)

        10.0.0.0 адрес сети класса A, потому что все биты адреса узла равны 0
        10.0.1.0 адрес узла этой сети
        10.255.255.255 широковещательный адрес этой сети, потому что все биты адреса
                       узла равны 1

Для сети класса B...
(два байта - поле сети, следующие за ним - номер хоста)

        172.17.0.0 адрес сети класса B
        172.17.0.1 адрес узла этой сети
        172.17.255.255 широковещательный адрес этой сети

Для сети класса C...
(три байта - поле сети, следующие за ним - номер хоста)

        192.168.3.0 адрес сети класса C
        192.168.3.42 адрес узла этой сети
        192.168.3.255 широковещательный адрес этой сети

Как выглядит маска подсети?

Если вы являетесь среднестатистическим пользователем домашней сети, состоящей из нескольких компьютеров, которая имеет шлюз для выхода в Интернет, то ваша маска подсети, вероятнее всего, выглядит так: 255.255.255.0. Эти цифры – так называемая маска подсети 24, которая указывает на то, что если первые три цифры в IP-адресе компьютера совпадают с вашим адресом, то он доступен напрямую.

Кстати, пример с 255.255.255.0 актуален только в том случае, если вы имеете дело с простыми и привычными операционными системами, например Windows. Системы же на базе Linux, включая пресловутый и вездесущий Android, используют немного другой подход, в котором маска подсети задается одно- или двухзначным числом. В вышеназванном примере подобным числом является 24.

Классовая модель адресов

Несколько
десятилетий адреса имеют разделение на 5 классов. Это устаревающее в
данный момент разделение называется полноклассовой адресацией. Классы
IP-адресов называются буквами латинского алфавита от А до E. Классы от А
до Е дают возможность задать идентификаторы для 128 сетей с 16
миллионами сетевых интерфейсов в каждой, 16384 сети с 64 тысячами
устройств и 2 миллионов сетей с 256 интерфейсами. Классы IP-сетей D
предусмотрены для многоадресной рассылки, при которой пакеты сообщений
рассылаются на несколько хостов одновременно. Адреса, которые имеют
начальными битами 1111, являются зарезервированными для применения в
будущем.

Ниже представлена таблица IP-адресов. Классы определяются по старшим битам адресов.

Мастер IP подсети

Подсеть не так сложна, если вы используете специализированный калькулятор и внедряете CIDR вместо IP-маршрутизации на основе классов.

Если сложность распределения диапазонов для каждой подсети и подсети не позволяет вам разделить сеть, у вас должна быть уверенность в том, что стратегия будет глубже рассмотрена.

Возможность вычисления областей подсети является важной частью сертификации сетевой инженерии. Если вы надеетесь стать Сертифицированный Cisco специалист по сетевым технологиям или Cisco Certified Network Associate, вам понадобятся навыки подсетей под вашим поясом

Вы не сможете сдать экзамены CCENT 100-101 или CCNA 200-120, не освоив эти методы..

Изображение: подсеть от Брэндона Леона через Flickr. Лицензировано в соответствии с CC BY-SA 2.0

Brayan Jackson Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.

Подсеть Калькуляторы

Как указано выше, стандартный калькулятор Windows может помочь вам определить членство в пуле адресов подсети. Также стоит попробовать некоторые удобные калькуляторы, специально предназначенные для подсетей. Многие из этих калькуляторов подсетей доступны онлайн и работают независимо от того, какая у вас операционная система..

Вот наш список Лучшие бесплатные калькуляторы подсетей:

1. SolarWinds Advanced Subnet Calculator — бесплатный инструмент, работающий на Windows
2. Tech-FAQ Subnet Calculator — бесплатная утилита, которая работает на Windows
3. Подсеть ниндзя — бесплатный онлайн калькулятор
4. Spiceworks Subnet Calculator — бесплатный онлайн-инструмент
5. Калькулятор подсети IP — еще один бесплатный онлайн-инструмент
6. Подсеть Calc — бесплатно и написано для Mac
7. VLSM (CIDR) Subnet Calculator — бесплатный онлайн калькулятор, специализирующийся на подсетях переменной длины
8. Ipcalc — онлайн или может быть установлен на Linux
9. Sipcalc — утилита командной строки для Linux
10. IP Subnet Calculator — инструмент для Windows и Linux

Определение

Всего существует пять категорий маршрутизации. В соответствии с нуждами потребителя могут быть зарезервированы адреса классов A, B, C, D, E. Например, адреса категории В могут отдавать только организациям и фирмам, которые имеют большое количество вычислительной техники. Предоставлять их потребителям домашнего интернета нецелесообразно. Это слишком дорого и нерентабельно.

Классическому пользователю вряд ли понадобится более 65000 адресов, именно столько хостов может объединять адрес типа В. В этом случае и понадобится распределить их по подразделам.

Этот параметр необходим для определения девайсом его локации по отношению к другим устройствам, принадлежности к определенной сети. Сам процесс осуществляется путем перевода IP и маски в двоичный код и побитовым поочередным перемножением двух этих чисел.

Для лучшего понимания возьмем маску 255.255.248.0 и переведем ее в двоичный код, получится 11111111.11111111.11111000.00000000

Обратите внимание, что первыми в списке идут единицы, а потом нули, эти цифры не должны чередоваться. Для примера будем использовать IP-адрес 192.168.11.10, его двоичный код выглядит так – 11000000.10101000.00001011.00001010

Компьютер выполняет поочередное побитовое перемножение, считать просто (1*1=1; 1*0=0; 0*0=0), и в резуультате получается следующее число – 11000000.10101000.00001000.00000000­ – 192.168.8.0/21, это и есть айпи подсети (21 – количество бит, выделенное для подсети).

Версии IP-адресов

5.1. IPv4

IPv4 представляет собой протокол Интернета 4 версии. Хоть это и четверное поколение, IPv4 является стандартной версией протокола. Она наиболее распространена для функционирования большей части сети Интернет.

Согласно протоколу IPv4, каждый адрес состоит из двоичной системы чисел (нули и единицы). Обычно они записываются в качестве десятичных чисел. Они разделяются с помощью точек. Это необходимо, дабы облегчить и читаемость, сделав адрес более запоминающимся.

Версия протокола IPv4 применяет адресное пространство в 32 бита. Его размер составляет 4 байта. Всего их составляет около 4,3 миллиарда адресов.

Пример IPv4 адреса

5.2. IPv6

IPv6 представляет собой более современную и улучшенную альтернативу адресов версии IPv4. У последнего стремительное заканчивается адресное пространство. Их количество составляет 4.3 миллиарда — это большое число, однако такое количество IP недостаточно для удовлетворения спроса пользователей. Люди используют для подключения к Интернету все большее количество устройств: мобильные телефоны, планшеты, лэптопы и т.д. Число абонентов стремительно растет.

Поэтому и был разработан протокол более новой версии — IPv6. Он использует 128-битное дисковое пространство. Число адресов составляет 2 в 128 степени (достаточно для удовлетворения нужд пользователей в ближайшие несколько десятилетий или даже столетие).

Адрес, размер которого составляет 128 бит, сильно отличается от протокола IPv4. Все группы чисел разделяются с помощью двоеточия (вместо стандартной точки).

Пример IPv6 адреса

Рассмотрим основные отличия IPv6 от классического IPv4.

Отличительные особенности IPv6:

• Большее место для адреса;
• Возможность расширяемости;
• Встроенная система безопасности;
• Новый формат заголовка;
• Наличие нового протокола, необходимого для взаимодействия соседних узлов;
• Иерархичная и высокоэффективная система маршрутизации;
• Высококлассная поддержка QoS;
• Конфигурация адресов с помощью DHCP или без нее;

Маска подсети

Теперь, поняв, как выглядит IP-адрес, можно переходить к тому, из каких частей он состоит. Все сетевые интерфейсы в интернете объединены в локальные сети, которые, соединяясь между собой, образуют глобальную сеть. В связи с этим IP-адрес состоит из двух частей: адреса сети (который одинаков для компьютеров одной сети) и адреса самого компьютера в этой сети. Если смотреть на IP-адрес слева направо, то до какой-то цифры идет адрес сети, а потом идет адрес самого хоста. Причем граница перехода между адресом сети и адресом хоста — плавающая. Таким образом, одинаковые по виду IP-адреса могут оказаться адресами разных компьютеров в разных сетях. 

Например, адрес 192.168.7.34 или 11000000.10101000.00000111.00100010 может означать два совершенно разных адреса. Первый это адрес сети 11000000.10101000.00000111 с адресом узла 00100010, а второй — сеть с адресом 11000000.10101000 и адресом хоста 00000111.00100010. Налицо необходимость каким-то образом определить, какие разряды используются для идентификации адреса сети, а какие — для определения адреса узла. В качестве решения данной проблемы была придумана маска подсети. Маска подсети — это не IP-адрес, а инструкция, которая говорит о том, как следует читать IP-адрес. Маска подсети представляет собой число, где слева направо идут единицы до какого-то разряда, а затем в остальных разрядах идут только нули. При наложении маски на IP-адрес граница перехода из единиц в нули и есть граница между адресом сети и адресом хоста. 

Найдите сетевой адрес и широковещательный адрес на основе IP-адреса и маски подсети.

(1) IP-адрес = сетевой адрес + адрес хоста (первая половина и вторая половина) (2) Сетевой адрес = IP-адрес и маска подсети (побитовое И) (3) Адрес хоста = IP-адрес-сетевой адрес

С помощью маски подсети вы можете определить, находятся ли два IP-адреса в локальной сети. Если сетевой адрес совпадает, это означает, что два IP-адреса находятся в одной локальной сети, и хост различается. Маска подсети показывает, сколько цифр соответствует номеру сети и сколько цифр соответствует номеру хоста.

Сетевой адрес: преобразовать IP-адрес в двоичную маску и маску подсети для операции AND

Количество хостов

Номер хоста имеет 5 цифр, поэтому этот адрес может иметь только 2 ^ 5−2 = 30 хостов , потому чтоГде все 0 — это сетевые адреса, а все 1 — широковещательные адреса

Как работают IP-адрес и маска подсети?

В конфигурации TCP/IP мы не можем определить, используется ли часть IP-адреса в качестве сетевого или хост-адреса, если не получим дополнительную информацию из таблицы масок подсети. Если пример маски подсети равен 255.255.255.0, а поскольку 255 в двоичной системе счисления равно 11111111, то маска подсети равна:

11111111.11111111.11111111.0000000.

Выстраивая IP-адрес и маску подсети вместе, сетевая и хост-части адреса могут быть разделены:

11000000.10101000.01111011.10000100 — IP-адрес (192.168.123.132)

11111111.11111111.11111111.00000000 — Маска подсети (255.255.255.0)

Первые 24 бита идентифицируются как сетевой адрес, а последние 8 бит (оставшиеся нули в маске подсети) идентифицируются как адрес хоста. Это дает вам следующее:

11000000.10101000.01111011.00000000 — Сетевой адрес (192.168.123.0)

00000000.00000000.00000000.10000100 — Адрес хоста (000.000.000.132)

Итак, теперь вы знаете, что для этого примера с использованием маски подсети 255.255.255.0 сетевой адрес равен 192.168.123.0, а адрес хоста равен 0.0.0.132. Когда пакет поступает в подсеть 192.168.123.0 и имеет адрес назначения 192.168.123.132, ваш компьютер получает его из сети и обрабатывает.

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.

Маски подсетей

Для
того чтобы разделить идентификатор, необходимо применять маску подсети –
некий шаблон, помогающий отличить идентификаторы сетей от
идентификаторов узлов в IP-адресах. Классы IP-адресов не накладывают
ограничения на маску подсети. Маска внешне выглядит так же, как и адрес —
четыре группы цифр от 0 до 255. При этом сначала идут большие числа, за
ним меньшие. К примеру, 255.255.248.0 – это правильная маска подсети,
255.248.255.0 – неправильная. Маска 255.255.255.0 определяет начальные
три октета IP-адреса как идентификатор подсети.

При проектировании
сегментации сети предприятия необходимо, чтобы правильно была
организована IP-адресация. Классы IP-адресов, разделенные на сегменты с
помощью масок, позволяют не только увеличить количество компьютеров в
сети, но и организовать ее высокую производительность. Каждый класс
адреса имеет маску сети по умолчанию.

Для
дополнительных подсетей часто используются не маски по умолчанию, а
индивидуальные. Например, IP-адрес 170.15.1.120 может использовать маску
подсети 255.255.255.0 с идентификатором сети 170.15.1.0, при этом не
обязательно использовать маску подсети 255.255.0.0 с идентификатором
170.15.0.0, который используется по умолчанию. Это позволяет разбивать
существующую сеть организации класса В с идентификатором 170.15.0.0 на
подсети с помощью различных масок.

Служебные IP-адреса

Некоторые IP-адреса являются зарезервированными. Для таких адресов
существуют соглашения об их особой интерпретации (Табл.2):

1. Если все биты IP-адреса установлены в нуль, то он обозначает
адресданного устройства.

2. Если в поле номера сети стоят нули, то считается, что получательпринадлежит той же самой сети, что и
отправитель.

3. Если все биты IP-адреса установлены в единицу, то пакет с таким
адресом должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и
отправитель. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным
сообщением (limited broadcast).

4. Если все биты номера узла установлены в нуль, то пакет предназначен
для данной сети.

5. Если все биты в поле номера узла установлены в единицу, то пакет
рассылается всем узлам сети с данным номером сети. Такая рассылка называется
широковещательным сообщением (broadcast).

Из этих двух пунктов
видно, что в любой сети два значения номера узла зарезервированы для служебной
надобности.

6. Если первый октет адреса равен 127, то адрес обозначает тот жесамый узел. Такой адрес используется
для взаимодействия процессов на одной и той же машине (например, для целей
тестирования). Этот адрес имеет название возвратного (loopback).

Табл.2 Служебные
IP – адреса

Маска subnet

Второй элемент, необходимый для работы TCP/IP, — это маска подсети. Маска подсети используется протоколом TCP/IP для определения того, находится ли хост в локальной подсети или в удаленной сети.

В TCP/IP части IP-адреса, используемые в качестве сетевых и хост-адресов, не исправлены. Если у вас нет дополнительных сведений, то сетевые и хост-адреса выше не могут быть определены. Эта информация предоставляется в другом 32-битовом номере, называемом подсетевой маской. В этом примере маска подсети — 255.255.255.0. Это не очевидно, что это число означает, если вы не знаете 255 в двоичной нотации равно 11111111. Таким образом, подсетевая маска 1111111.1111111.11111111.000000000.

Разделять IP-адрес и подсетевую маску вместе, можно разделять сетевые и хост-части адреса:

110000000.10101000.01111011.10000100 — IP-адрес (192.168.123.132)
111111111.11111111.1111111.00000000 — маска subnet (255.255.255.0)

Первые 24 бита (количество из них в подсети) определены как сетевой адрес. Последние 8 битов (количество оставшихся нулей в маске подсети) определены как адрес хоста. Он дает следующие адреса:

110000000.10101000.0111011.000000000 — адрес сети (192.168.123.0)
00000000.00000000.0000000.10000100 — адрес хозяина (000.000.000.132)

Итак, в этом примере с помощью маски подсети 255.255.255.0 используется сетевой ID 192.168.123.0, а адрес хоста — 0.0.0.132. Когда пакет поступает в подсеть 192.168.123.0 (из локальной подсети или удаленной сети) и имеет адрес назначения 192.168.123.132, компьютер получает его из сети и обрабатывает его.

Почти все маски десятичных подсетей преобразуются в двоичные числа, которые являются слева, и все нули справа. Некоторые другие распространенные подсети маски:

Десятичный двоичный 255.255.255.192 1111111.11111111.1111111.11000000 0 255.255.255.224 1111111.11111111.1111111.11100000

Internet RFC 1878 (доступна в InterNIC-Public Information Regarding Internet Domain Name Registration Services)описывает допустимые подсети и подсети, которые можно использовать в сетях TCP/IP.

Как разделить сеть на подсети с помощью маски подсети?

Возьмем адрес 129.16.10.1 с маской 255.255.255.0. В двоичном виде это будет выглядеть следующим образом:

129.16.10.1 = 10101100.00010000.00001010.00000001255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000

Устройство, обрабатывающее IP пакет, сопоставляет адрес и маску и вычисляет, какая часть адреса принадлежит сети, а какая – хосту. Часть маски с единицами определяет сеть, а часть с нулями – хост.

Получаем:

10000001.00010000.00001010.0000000111111111.11111111.11111111.00000000

Теперь, используя логическое И, можно рассчитать, как выглядит адрес подсети.

10000001.00010000.00001010.0000000111111111.11111111.11111111.0000000010000001.00010000.00001010.00000000 = 129.16.10.0

В двоичном виде точки между октетами не ставятся, здесь это сделано для большей наглядности.

Коротко в десятичном виде эта запись выглядит так: 129.16.10.0 /24.

Почему 24? –  Потому что именно столько бит выделено под сеть. Можно сокращать количество устройств и далее, забирая биты хостовой части и отдавая в пользу сетевой, увеличивая количество подсетей. На практике, провайдеры именно так и делают, выделяя каждому клиенту столько адресов, сколько нужно для пользования.

В чем назначение маски подсети в сочетании с ip-адресом?

Итак,существует пять классов маршрутизации – A, B, C, D, E. Различным организациям выделяются адреса из диапазонов A, B и C, D и E, которые используются для технических и исследовательских нужд.

Однако выделение какой-либо организации (или частному лицу в Интернете) сети из класса В – недопустимое расточительство. Например, вам нужен «белый» адрес для работы в сети Интернет.

Провайдер располагает адресами класса В и выделяет для вас одного сеть 129.16.0.0. Теперь у вас 65534 «белых» адресов, которые вы маловероятно задействуете.

Вот тут и нужна маска подсети. Маска нужна для определения, какая часть адреса относится к сети, а какая – к хосту. Адресация с использованием маски сети называется бесклассовой (от английского Classless Inter-Domain Routing или CIDR).

Маска подсети определена стандартом RFC 917.

Как именно работает и на что влияет маска подсети? Провайдеру, располагающему сетью 129.16.0.0 нет нужды отдавать ее полностью в чье-то ведение. Теперь можно разбить ее, используя маску сети на много подсетей меньшего размера.

Перевод IP-адреса в двоичную систему

Перевести обычный IP-адрес в октеты несложно. Все, что нам для этого нужно — запомнить, что 2=1,21=2,22=4,23=8,24=16,25=32,26=64,27=128

Тогда берем IP-адрес, скажем, 192.168. 40.75, и начинаем раскладывать, сравнивая с линейкой значений 128 / 64 / 32 / 16 / 8 / 4 / 2 / 1. Первое число — 128, и оно больше 75. 

Значит, первое число в двоичном коде — 0. Второе число — 64, и оно меньше 75, значит, пишем 1 и вычитаем 75 — 64 = 11. Одиннадцать сравниваем с 32, 11 < 32, значит, третье число — 0. Далее идем по тому же алгоритму и смотрим, что 11 < 16, значит, четвертое число тоже 0. Далее, 11 > 8, значит, следующее число — 1. Из 11 вычитаем 8 и сравниваем дальше. 3 < 4 и 3 > 2, значит, следующие две цифры — 0 и 1. И последнее число 1 = 1, значит, ставим 1. Итого получилось 01001011. Остальные числа переводим тем же образом — 40 предстает как 00101000, 168 — 10101000, 192 — 11000000. Весь же IP-адрес будет выглядеть как 11000000.10101000.00101000.01001011. 

Несколько слов об IP-адресах

Прежде чем нырять в дебри и объяснять, что такое маска подсети, следует вспомнить о том, что такое IP-адрес: что значат входящие в него цифры и какие значения они могут принимать. Заранее оговорим один момент: вся информация в этой статье будет касаться протокола IPv4, так как именно он на сегодняшний день все еще остается самым «ходовым».

Итак, IP-адрес состоит из четырех цифр, каждая из которых может принимать значение от нуля до 255. Не стоит быть профессором математики, чтобы подсчитать: всего может существовать чуть более четырех миллиардов комбинаций. Любое устройство в сети TCP/IP имеет подобный адрес вне зависимости от того, какие функции оно выполняет – будь то сетевой принтер, маршрутизатор, ADSL-роутер или смартфон, к сети прибор будет подключаться лишь тогда, когда у него будет иметься уникальная последовательность из все тех же четырех цифр.

Вычисление маски подсети

Иногда возникает потребность определить маску подсети, нужно это, как правило, для определения количества IP-адресов в пределах одной подсети или для настройки оборудования, например, роутера.

Числовое значение маски подсети в двоичной системе счисления определяет количество бит. Всего по умолчанию имеется 32 бита в значении, это стандартный размер, в его составе есть единицы и нули. Биты со значением единицы представляют адрес сети, а биты с нулями относятся к адресу хоста. Если в коде 8 единиц, тогда перед нами восьмибитная маска.

Для определения значения маски на компьютере с ОС Windows используем следующую технологию: вводим «ipconfig» в командной строке и жмем Enter. Также эту информацию можно получить в разделе «Сетевые подключения». Выбираем действующее подключение, вызываем диалоговое меню и выбираем «Состояние».

В появившемся окне кликаем «Сведения», откроется вкладка с нужными данными. Эти способы подойдут, если необходимо определить маску подсети для внутреннего IP. Для определения маски внешнего айпи, можно воспользоваться онлайн калькулятором.

Необходимо ввести нужный айпи и нажать «Подсчитать», система выведет результат. Такие онлайн-калькуляторы присутствуют на тематических сайтах.

Для удобства и экономии времени можно использовать и другие утилиты, которые быстро рассчитают и проанализируют числовые данные.

5.1. Маска подсети (subnet mask)

Поля номеров сети и подсети образуют расширенный
сетевой префикс. Для выделения расширенного сетевого префикса используется
маска подсети (subnet mask). Маска подсети – это 32-разрядное двоичное число
(по длине IP-адреса), в разрядах расширенного префикса содержащая единицу; в
остальных разрядах находится ноль. Расширенный сетевой префикс получается
побитным сложением по модулю два (операция XOR) IP-адреса и маски подсети.

При таком построении очевидно, что число подсетей
представляет

собой
степень двойки- 2n,
где n — длина поля номера
подсети. Таким образом, характеристики IP-адреса полностью задаются собственно
IP-адресом и маской подсети.

Для упрощения записи применяют следующую нотацию
(так называемая CIDR-нотация): IP-адрес/длина расширенного сетевого префикса.
Например, адрес 192.168.0.1 с маской 255.255.255.0 будет в данной нотации
выглядеть как 192.168.0.1/24 (очевидно, что 24 – это число единиц, содержащихся
в маске подсети).

В следующей таблице показаны
стандартные маски подсетей для классов адресов Интернета

Табл.3 Стандартные маски подсети

Но для каждого класса возможны и другие маски
подсети. Рассмотрим примердля класса А:

-255.0.0.0
— маска для сети класса A; длина расширенного сетевого префикса — 8;

-255.255.0.0
-маска для сети класса A; длина
расширенного сетевого префикса- 6;

-255.255.255.0
— маска для сети класса A; длина расширенного сетевого префикса — 24.

Две базовые части IP-адреса

IP-адрес устройства состоит из двух отдельных частей:

• Идентификатор сети: является частью IP-адреса; начинаются слева и идентифицирует конкретную сеть, на которой расположено устройство. В обычной домашней сети, где устройство имеет IP-адрес 192.168.1.34, часть 192.168.1 будет идентификатором сети. Если заполнить недостающую конечную часть нулём, мы можем сказать, что сетевой идентификатор устройства – 192.168.1.0.
• Идентификатор хоста: это часть IP-адреса, не занятого сетевым идентификатором. Он идентифицирует конкретное устройство (в мире TCP/IP устройства называют «хостами») в этой сети. Продолжая наш пример IP-адреса 192.168.1.34, идентификатором хоста будет 34 – уникальный идентификатор устройства в сети 192.168.1

Чтобы представить всё это немного лучше, давайте обратимся к аналогии. Это очень похоже на то, как уличные адреса работают в городе. Возьмите адрес, такой как Набережная 29/49. Название улицы похоже на идентификатор сети, а номер дома похож на идентификатор хоста. Внутри города никакие две улицы не будут называться одинаково, так же как ни один идентификатор сети в одной сети не будет назван одинаковым. На определенной улице каждый номер дома уникален, так же как все ID хоста в определенном сетевом идентификаторе.

Определение идентификаторов сети и узла

Зная
IP-адрес устройства в случае, когда встает вопрос о том, как определить
класс IP-адреса, то достаточно просто посмотреть на первый октет адреса.
Если он от 1 до 126, то это сеть класса А, от 128 до 191 – это сеть
класса В, от 192 до 223 — сеть класса С.

Для
идентификации сети нужно помнить, что в А классе это начальное число в
IP-адресе, в В – начальные два числа, в С – начальные три числа.
Остальные являются идентификаторами сетевых интерфейсов (узлов). К
примеру, IP-адрес 139.17.54.23 является адресом класса В, так как первое
число — 139 — больше 128 и меньше 191. Поэтому идентификатор сети будет
равен 139.17.0.0, идентификатор узла – 54.23.