Маска подсети что это такое для чайников


Основы компьютерных сетей. Тема №5. Понятие IP адресации, масок подсетей и их расчет

Приветствую вас на очередном выпуске. И сегодня речь пойдет о том, какие бывают IP-адреса, и как ими пользоваться. Что такое маска подсети, как она считается, и для чего она нужна. Как делить сети на подсети и суммировать их. Заинтересовавшихся приглашаю к прочтению. Начнем, или уже продолжим, с самого популярного, заезженного и больного. Это IP-адреса. На протяжении 4-х статей это понятие встречалось по несколько раз, и скорее всего вы уже либо сами поняли для чего они, либо нагуглили и почитали о них. Но я обязан вам это рассказать, так как без ясного понимания двигаться дальше будет тяжело.

Итак IP-адрес — это адрес, используемый узлом на сетевом уровне. Он имеет иерархическую структуру. Что это значит? Это значит, что каждая цифра в его написании несет определенный смысл. Объясню на очень хорошем примере. Примером будет номер обычного телефона — +74951234567. Первой цифрой идет +7. Это говорит о том, что номер принадлежит зоне РФ. Далее следует 495. Это код Москвы. И последние 7 цифр я взял случайными. Эти цифры закреплены за районной зоной. Как видите здесь наблюдается четкая иерархия. То есть по номеру можно понять какой стране, зоне он принадлежит. IP адреса придерживаются аналогично строгой иерархии. Контролирует их организация IANA(англ. Internet Assigned Numbers Authority). Если на русском, то это «Администрация адресного пространства Интернет». Заметьте, что слово «Интернет» с большой буквы. Мало кто придает этому значение, поэтому объясню разницу. В англоязычной литературе термин «internet» используется для описания нескольких подключённых друг к другу сетей. А термин «Internet» для описания глобальной сети. Так что примите это к сведению.

Несмотря на то, что тема статьи больше теоретическая, нежели практическая, я настоятельно рекомендую отнестись к ней со всей серьезностью, так как от нее зависит понимание дальнейших тем, а особенно маршрутизации. Не для кого, я думаю, не секрет, что мы привыкли воспринимать числовую информацию в десятичном формате (в числах от 0-9). Однако все современные компьютеры воспринимают информацию в двоичном (0 и 1). Не важно при помощи тока или света передается информация. Вся она будет воспринята устройством как есть сигнал (1) или нет (0). Всего 2 значения. Поэтому был придуман алгоритм перевода из двоичной системы в десятичную, и обратно. Начну с простого и расскажу, как выглядят IP адреса в десятичном формате. Вся эта статья посвящена IP адресам версии 4. О версии 6 будет отдельная статья. В предыдущих статьях, лабах, да и вообще в жизни, вы видели что-то вроде этого «193.233.44.12». Это и есть IP адрес в десятичной записи. Состоит он из 4-х чисел, называемых октетами и разделенных между собой точками. Каждое такое число (октет) может принимать значение от 0 до 255. То есть одно из 256 значений. Длина каждого октета равна 8 битам, а суммарная длина IPv4 = 32 битам. Теперь интересный вопрос. Каким образом этот адрес воспримет компьютер, и как будет с ним работать? Можно конечно набить это в калькулятор, коих навалом в Интернете, и он переведет его в двоичный формат, но я считаю, что переводить вручную должен уметь каждый. Особенно это касается тех, кто планирует сдавать экзамен. У вас не будет под рукой ничего, кроме бумаги и маркера, и полагаться придется только на свои навыки. Поэтому показываю, как это делать вручную. Строится таблица. Вместо «x» записывается либо 1, либо 0. Таблица разделена на 8 колонок, каждая из которых несет в себе 1 бит (8 колонок = 8 бит = 1 октет). Расположены они по старшинству слева направо. То есть первый (левый) бит — самый старший и имеет номер 128, а последний (правый) — самый младший и имеет номер 1. Теперь объясню, откуда эти числа взялись. Так как система двоичная, и длина октета равна 8-ми битам, то каждое число получается возведением числа 2 в степень от 0 до 7. И каждая из полученных цифр записывается в таблицу от большего к меньшему. То есть слева направо. От 2 в 7-ой степени до 2 в 0-ой степени. Приведу таблицу степеней 2-ки.

Думаю теперь понятно, каким образом строится таблица. Давайте теперь разберем адрес «193.233.44.12» и посмотрим, как он выглядит в двоичном формате. Разберем каждый октет отдельно. Возьмем число 193 и посмотрим, из каких табличных комбинаций оно получается. 128 + 64 + 1 = 193. Те числа, которые участвовали в формировании комбинации получают 1, а все остальные получают 0. Берем первый октет 233. 128 + 64 + 32 + 8 + 1. Для 44 — это 32 + 8 + 4. И напоследок 12. 8 + 4. Получается длинная битовая последовательность 11000001.11101001.00101100.00001100. Именно с данным видом работают сетевые устройства. Битовая последовательность обратима. Вы можете так же вставить каждый октет (по 8 символов) в таблицу и получить десятичную запись. Я представлю совершенно случайную последовательность и приведу ее к десятичному виду. Пусть это будет 11010101.10110100.11000001.00000011. Строю таблицу и заношу в нее первый блок. Получаю 128 + 64 + 16 + 4 + 1 = 213. Вычисляю второй блок. Считаю 128 + 32 + 16 + 4 = 180. Третий блок. 128 + 64 + 1 = 193. И напоследок четвертый. 2 + 1 = 3 Собираем результаты вычислений и получаем адрес 213.180.193.3. Ничего тяжелого, чистая арифметика. Если тяжело и прям невыносимо трудно, то попрактикуйтесь. Сначала может показаться страшным, так как многие закончили учебу лет 10 назад и многое позабыли. Но уверяю, что как только набьете руку, считать будет гораздо легче. Ну а для закрепления дам вам несколько примеров для самостоятельного расчета (под спойлером будут ответы, но открывайте их только когда прорешаете сами).

Задача №1

1) 10.124.56.220 2) 113.72.101.11 3) 173.143.32.194 4) 200.69.139.217 5) 88.212.236.76 6) 01011101.10111011.01001000.00110000 7) 01001000.10100011.00000100.10100001 8) 00001111.11011001.11101000.11110101 9) 01000101.00010100.00111011.01010000 10) 00101011.11110011.10000010.00111101 Ответы1) 00001010.01111100.00111000.11011100 2) 01110001.01001000.01100101.00001011 3) 10101101.10001111.00100000.11000010 4) 11001000.01000101.10001011.11011001 5) 01011000.11010100.11101100.01001100 6) 93.187.72.48 7) 72.163.4.161 8) 15.217.232.245 9) 69.20.59.80 10) 43.243.130.61 Теперь IP-адреса не должны быть чем-то страшным, и можно углубиться в их изучение.

Выше мы говорили о структуре телефонных номеров и их иерархии. И вот на заре рождения Интернета в том представлении, в каком мы его привыкли видеть, возник вопрос. Вопрос заключался в том, что IP-адреса нужно как-то сгруппировать и контролировать выдачу. Решением было разделить все пространство IP-адресов на классы. Это решение получило название классовая адресация (от англ. Classful). Она уже давно устарела, но практически в любой книге на нее отводятся целые главы и разделы. Cisco тоже не забывает про это и в своих учебных материалах рассказывает про нее. Поэтому я пробегусь по этой теме и покажу, чем она блистала с 1981 по 1995 год.

Пространство было поделено на 5 классов. Каждому классу был назначен блок адресов.

Начнем с класса A. Если внимательно посмотреть на таблицу, то можно заметить, что этому блоку дан самый большой блок адресов, а если быть точным, то половина всего адресного пространства. Предназначался данный класс для крупных сетей. Структура этого класса выглядит следующим образом.

В чем суть. Первый октет, то есть 8 бит, остаются за адресом сети, а 3 последних октета (то есть оставшиеся 24 бита) назначаются хостам. Вот для того, чтобы показать, какой кусок относится к сети, а какой к хостам, используется маска. По структуре записи она аналогична записи IP-адреса. Отличие маски от IP-адресов в том, что 0 и 1 не могут чередоваться. Сначала идут 1, а потом 0. Таким образом, там где есть единица, значит это участок сети. Чуть ниже, после разбора классов, я покажу, как с ней работать. Сейчас главное знать, что маска класса A — 255.0.0.0. В таблице еще упомянут какой-то первый бит и для класса A он равен 0. Этот бит как раз нужен для того, чтобы сетевое устройство понимало, к какому классу оно принадлежит. Он же еще задает начальный и конечный диапазон адресов. Если в двоичном виде записать на всех октетах единицы, кроме первого бита в первом октете (там всегда 0), то получится 127.255.255.255, что является границей класса A. Например, возьмем адрес 44.58.63.132. Мы знаем, что у класса A первый октет отдается под адрес сети. То есть «44» — это адрес сети, а «58.63.132» — это адрес хоста.

Поговорим про класс B

Этому классу был дан блок поменьше. И адреса из этого блока предназначались для сетей средних масштабов. 2 октета отданы под адрес сети, и 2 — под адрес хостов. Маска у B класса — 255.255.0.0. Первые биты строго 10. А остальные меняются. Перейдем к примеру: 172.16.105.32. Два первых октета под адрес сети — «172.16». А 3-ий и 4-ый под адрес хоста — «105.32».

Класс C

Этот класс обделили адресами и дали ему самый маленький блок. Он был предназначен для мелких сетей. Зато этот класс отдавал целых 3 октета под адрес сети и только 1 октет — под хосты. Маска у него — 255.255.255.0. Первые биты 110. На примере это выглядит так — 192.168.1.5. Адрес сети «192.168.1», а адрес хоста «5».

Классы D и E. Я неcпроста объединил их в один. Адреса из этих блоков зарезервированы и не могут назначаться сетям и хостам. Класс D предназначен для многоадресной рассылки. Аналогию можно привести с телевидением. Телеканал вещает группе лиц свой эфир. И те, кто подключены, могут смотреть телепередачи. То есть в распоряжение администраторов могут попасть только 3 первых класса.

Напомню, что первые биты у класса D — это 1110. Пример адреса — 224.0.0.5. А первые биты у класса E — это 1111. Поэтому, если вдруг увидите адрес вида 240.0.0.1, смело говорите, что это адрес E класса. Про классы обмолвились. Теперь озвучу вопрос, который мне недавно задали. Так зачем тогда маски? У нас итак хосты понимают в каком они классе. Но суть вот в чем. Например, у вас есть маленький офис, и вам нужен блок IP-адресов. Никто не будет вам выдавать все адреса класса C. А дадут только его кусок. Например 192.168.1.0 с маской 255.255.255.0. Так вот эта маска и будет определять вашу границу. Мы уже говорили, что октет варьируется в значении от 0 до 255. Вот этот 4 октет полностью в вашем распоряжении. За исключением первого адреса и последнего, то есть 0 и 255 в данном случае. Первый адрес — это адрес сети (в данном случае 192.168.1.0), а последний адрес — широковещательный адрес (192.168.1.255). Напомню, что широковещательный адрес используется в том случае, когда надо передать информацию всем узлам в сети. Поэтому есть правило. Если вам надо узнать номер сети, то все биты относящиеся к хосту обращаете в 0, а если широковещательный, то все биты — в 1. Поэтому, если из 256 адресов забирается 2 адреса, то на назначение хостам остается 254 адреса (256 — 2). На собеседованиях и экзаменах часто любят спрашивать: «Количество IP-адресов в сети?» и «Сколько доступных IP-адресов в сети для назначения хостам?». Два разных вопроса, которые могут поставить в тупик. Ответом на первый будет — все адреса, включая адрес сети и широковещательный адрес, а на второй вопрос — все адреса, кроме адреса сети и широковещательного адреса. Теперь углубимся в изучении маски.

Я записал адрес класса C 192.168.1.1 с маской 255.255.255.0 в десятичном и двоичном формате. Обратите внимание на то, как выглядит IP-адрес и маска в двоичном формате. Если в IP-адресе 0 и 1 чередуются, то в маске сначала идут 1, а потом 0. Эти биты фиксируют адрес сети и задают размер. По таблице выше можно сделать вывод, что в двоичном виде маска представлена последовательностью 24 единиц подряд. Это говорит о том, что целых 3 октета выделено под сеть, а 4 октет свободен под адресацию для хостов. Здесь ничего необычного. Это стандартная маска класса C. Но вот в чем загвоздка. Например, в вашем офисе 100 компьютеров, и расширяться вы не планируете. Зачем плодить сеть из 250+ адресов, которые вам не нужны?! На помощь приходит разделение на подсети. Это очень удобная вещь. Объясню принцип на примере того же класса C. Как бы вы не хотели, но трогать 3 октета нельзя. Они фиксированы. Но вот 4 октет свободен под хосты, поэтому его можно трогать. Заимствуя биты из хостового куска, вы дробите сеть на n-ое количество подсетей и, соответственно, уменьшаете в ней количество адресов для хостов. Попробуем это воплотить в реальность. Меняю маску. Заимствую первый бит из хостовой части(то есть 1-ый бит 4-ого октета выставляю в единицу). Получается следующая маска.

Данная маска делит сеть на 2 части. Если до дробления у сети было 256 адресов(от 0 до 255), то после дробления у каждого куска будет по 128 адресов(от 0 до 127 и от 128 до 255). Теперь посмотрю, что изменится в целом с адресами.

Красным цветом я показал те биты, которые зафиксированы и не могут изменяться. То есть маска ей задает границу. Соответственно биты помеченные черным цветом определены для адресации хостов. Теперь вычислю эту границу. Чтобы определить начало, надо все свободные биты(помеченные черным цветом) обратить в ноль, а для определения конца обратить в единицы. Приступаю.

То есть в четвертом октете меняются все биты, кроме первого. Он жестко фиксирован в рамках этой сети. Теперь посмотрим на вторую половину сети и вычислим ее адреса. Деление у нас производилось заимствованием первого бита в 4-ом октете, значит он является делителем. Первая половина сети получалась, когда этот бит принимал значение 0, а значит вторая сеть образуется, когда этот бит примет значение 1. Обращаю этот бит в 1 и посмотрю на границы.

Приведу в десятичный вид.

Соответственно .128 и .255 назначать хостам нельзя. Значит в доступности 128-2=126 адресов. Вот таким образом можно при помощи маски управлять размером сети. Каждый заимствованный бит делит сеть на 2 части. Если откусить 1 бит от хостовой части, то поделим на 2 части (по 128 адресов), 2 бита = 4 части (по 64 адреса), 3 бита = 8 (по 32 адреса) и так далее.

Если вы рассчитали количество бит, отдаваемые под хосты, то количество доступных IP-адресов можно вычислить по формуле

В книге У. Одома по подготовке к CCNA R&S приведена хорошая формула для расчета битов, отдаваемых на подсеть и хосты:

N + S + H = 32, где N — кол-во битов сети (класс A — 8 бит, B — 16 бит, C — 24 бита), S — кол-во заимствованных битов на подсеть (это то, что мы делали выше, когда заимствовали 1 бит из хостовой части), H — кол-во бит отводимых хостам.

Внесу ясность и объясню, как и где применять эти формулы. Возьмем пример: Нам выдали сеть 172.16.0.0 и попросили создать 120 подсетей со 180 хостами и записать маску. Приступим. В качестве шпаргалки, и для быстроты вычисления, я ниже подготовил таблицу степеней двойки. Двигаемся дальше. Первое главное условие, при использовании классовой адресации — это то, что должна использоваться одна маска для всех подсетей. То есть, если у вас для одной подсети маска 255.255.255.0, то для другой подсети она не может быть 255.255.255.128. Теперь смотрим на выданную сеть. Путем логических размышлений понимаем, что это адрес класса B. А значит его N (кол-во битов сети) = 16. Ок. Значит на хосты выделено тоже 16 бит. Вспоминаем условия задачи. Нужно создать 120 подсетей. «Откусывать» биты от сетевой части запрещено, значит кусаем от хостовой части. Теперь нужно взять такое кол-во бит, чтобы хватило для 120 подсетей, однако оставляло достаточное кол-во под биты для хоста. Смотрим на таблицу выше. Если взять 7 бит, то получим 128. 128>120, следовательно попадаем под условие. Если возьмем 6 бит, то получим 64. 64 H = 32 — (N + S) => H = 32 — (16 + 7) = 9. Смотрим на таблицу выше (или возводим 2 в 9 степень в уме) и получаем число 512. Отнимаем 2 (адрес сети и широковещательный адрес) и получаем 510 адресов. Нам нужно 180, а значит под условие мы попадаем причем с большим запасом. В таких случаях вам предоставляется право выбора. Сделать больше подсетей или хостов на подсеть. Объясняю, что это значит. У нас есть 9 бит на хосты. Если мы возьмем 8 бит, то получим число 256. 256 — 2 = 254 адреса. Этот вариант нам тоже подходит. Возьмем 7 бит. Получаем 128. Даже не отнимая 2 адреса, становится понятно, что это меньше 180 => данный вариант отбрасывается сразу. Итого получаем, что минимальное количество для подсети — 7 бит, а для хостов — 8 бит. Поэтому свободный бит можно отдать либо на подсеть, либо на хосты. Маска получается сложением N и S. В нашем случае получаем, если под подсеть отдаем 7 бит, то получаем 23. В десятичном виде маска будет выглядеть 255.255.254.0. А если отдадим под подсеть 8 бит, то получим 24 (или в десятичном виде 255.255.255.0). Иногда бывает, что под задачу существует всего одна маска. Ну и, конечно, могут быть случаи, когда маска не попадает не под какие условия. В этих случаях нужно брать сеть другого класса или доказывать заказчику, что это невозможно. Думаю теперь понятно, как работала классовая адресация, и как ее рассчитывали. Возможно с первого раза голова не переварит этого, поэтому перечитывайте еще раз и повнимательнее. Как только начнет что-то проясняться, потренируйтесь на задачках, которые я оставлю.

Задача №2

1) Записать маску для проекта: сеть 172.16.0.0. 250 подсетей и 220 хостов. 2) Записать маску для проекта: сеть 10.0.0.0. 2000 подсетей и 1500 хостов. 3) Записать маску для проекта: сеть 192.168.0.0. 4 подсети и 60 хостов. Ответы на задачи1) 24 бита или 255.255.255.0 2) 19 бит (255.255.224.0), 20 бит (255.255.240.0), 21 бит (255.255.248.0) 3) 26 бит или 255.255.255.192 На этом разговор про классовые сети начну закруглять и подведу итоги. Классовая адресация — это зарождение сегодняшнего интернета, и именно с нее все началось. Поэтому плюсов у нее много, и за это создателям спасибо. Но, как вы могли заметить, у нее было жесткая привязка к одной маске. За счет этого IP-адреса использовались не экономно и расточительно. А в связи с бурным ростом Интернета адресов стало не хватать, и срочно нужно было вносить изменения. Поняли ведущие умы, что использовать классовые сети не удобно и нужно от них отказываться. Это привело к созданию бесклассовой адресации и маскам переменной длины, о чем мы ниже поговорим. Но перед этим пару слов о видах IP-адресов. Несмотря на то, что переход от классовой адресации к бесклассовой предполагал экономию IP-адресов, на деле эта проблема все равно решалась не полностью. Все упиралось в саму технологию IPv4. Объясню почему. Выше я говорил, что длина IP адреса равна 32 бита. Каждый бит может принимать значение 0 или 1, то есть два значения. Соответственно, чтобы вычислить все комбинации, надо возвести 2 в 32-ую степень. Получаем 4294967296 адресов. Если вычесть отсюда зарезервированные для специальных нужд и прочего, то останется примерно 4.2 млрд. адресов, когда на Земле проживает около 7.3 млрд. человек. Поэтому ведущие умы быстро просекли эту фишку и начали искать решение. Они решили выделить некое адресное пространство, которое будет использоваться только в пределах локальной сети и не будет использоваться в Интернете. Это разделило адреса на 2 лагеря: белые или публичные (англ. public) и серые или частные (англ. private). Привожу диапазон адресов, которые выделены под локальные сети: 1) 10.0.0.0 — 10.255.255.255 с маской 255.0.0.0 (или кратко 10/8). 2) 172.16.0.0 — 172.31.255.255 с маской 255.240.0.0 (или кратко 172.16/12). 3) 192.168.0.0 — 192.168.255.255 (или кратко 192.168/16). Если честно, я мало где видел применение адресации 172.16.X.X. Обычно в корпоративной среде всегда используется 10.X.X.X, а в домах/квартирах и мелких офисах 192.168.X.X. Теперь прошу обратить внимание на очень важную вещь, которую многие путают. Не путайте классовую адресацию и диапазон частных адресов. Очень много людей наступают на эти грабли и свято верят, что диапазон частных адресов 10.0.0.0 — 10.255.255.255 — это диапазон A класса.

Разобрались, что такое частные адреса или private адреса. Но это еще не все. Есть еще список зарезервированных адресов, которые не могут светиться в Интернете. По ним написана целая документация на IETF. Привожу ссылку, где можете прочитать оригинал. Я кратко опишу часто встречающиеся.

1) 0.0.0.0/8 — диапазон адресов, используемый хостами для самоидентификации. Обычно это можно увидеть, когда хост пытается получить IP-адрес от DHCP сервера. Так как изначально у него нету IP-адреса, то в поле источника он вставляет адрес из данного диапазона. 2) 127.0.0.0/8 — loopback или localhost адреса. Это IP-адреса, используемые компьютером, чтобы обратиться к самому себе. Очень полезно для проверки работы TCP/IP. Дело в том, что независимо от наличия соединения с Интернетом или локальной сетью, адреса из этого пула должны всегда пинговаться. Если этого не происходит, значит система накрылась или накрывается медным тазом. 3) 169.254.0.0/16 — link-local address или локальные адреса. Автоматически используются хостами при отсутствии DHCP-сервера или его недоступности. Это позволяет быстро организовать локальную сеть и проверить работу узлов. Однако данный пул адресов не маршрутизируется. Следовательно, выйти в Интернет с них не получится.

4) 224.0.0.0/4 — блок адресов, зарезервированный под многоадресную рассылку или multicast. Для тех, кто хочет побольше узнать про multicast, оставляю ссылку.

Бесклассовая адресация (англ. Classless Inter-Domain Routing или CIDR). Описана была в стандарте RFC1519 в 1993 году. Она отказалась от классовых рамок и фиксированной маски. Адреса делятся только на публичные и зарезервированные, о которых написано выше. Если в классовой адресации маска нарезалась единой для всех подсетей, то в бесклассовой — у каждой подсети может быть своя маска. На теории все хорошо и красиво, но нет ничего лучше, чем практика. Поэтому перехожу к ней и объясню, как можно делить на подсети с разным количеством хостов.

В качестве шпаргалки приведу список всех возможных масок. Представим ситуацию. Вам выдали сеть 192.168.1.0/24 и поставили следующие условия: 1) Подсеть на 10 адресов для гостей. 2) Подсеть на 42 адреса для сотрудников. 3) Подсеть на 2 адреса для соединения 2 маршрутизаторов. 4) Подсеть на 26 адресов для филиала. Ок. Данная маска показывает, что в нашем распоряжении находятся 256 адресов. По условию эту сеть надо каким-то образом разделить на 4 подсети. Давайте попробуем. 256 очень хорошо делится на 4, давая в ответе 64. Значит один большой блок в 256 адресов можно поделить на 4 равных блока по 64 адреса в каждом. И все было бы прекрасно, но это порождает большое число пустых адресов. Для сотрудников, которым нужно 42 адреса, ладно, может в дальнейшем компания еще наймет. Но вот подсеть для маршрутизаторов, которая требует всего 2 адреса, оставит 60 пустых адресов. Да, вы можете сказать, что это private адреса, и кому дело до них. А теперь представьте, что это публичные адреса, которые маршрутизируются в Интернете. Их и так мало, а тут мы еще будем их отбрасывать. Это не дело, тем более, когда мы можем гибко управлять адресным пространством. Поэтому возвращаемся к примеру и нарежем подсети так, как нам нужно. Итак, какие подсети должны быть нарезаны, чтобы вместились все адреса, заданные по условию?! 1) Для 10 хостов, наименьшей подсетью будет блок из 16 адресов. 2) Для 42 хостов, наименьшей подсетью будет блок из 64 адресов. 3) Для 2 хостов, наименьшей подсетью будет блок из 4 адресов. 4) Для 26 хостов, наименьшей подсетью будет блок из 32 адресов. Я понимаю, что не все могут с первого раза в это вникнуть, и в этом нет ничего страшного. Все люди разные и по-разному воспринимают информацию. Для полноты эффекта покажу деление на картинке. Вот у нас блок, состоящий из 256 адресов. После деления на 4 части получается следующая картинка. Выше мы выяснили, что при таком раскладе адреса используются не рационально. Теперь обратите внимание, как стало выглядеть адресное пространство после нарезки подсетей разной длины. Как видите, в свободном доступе осталось куча адресов, которые мы в дальнейшем сможем использовать. Можно посчитать точную цифру. 256 — (64 + 32 + 16 + 4) = 140 адресов. Вот столько адресов мы сэкономили. Двигаемся дальше и ответим на следующие вопросы: — Какими будут сетевые и широковещательные адреса? — Какие адреса можно будет назначить хостам? — Как буду выглядеть маски?

Механизм деления на подсети с разной маской получил название VLSM (от англ. Variable Length Subnet Mask) или маска подсети переменной длины. Дам важный совет! Начинайте адресацию с самой большой подсети. Иначе вы можете попасть на то, что адреса начнут перекрываться. Поэтому сначала планируйте сеть на бумаге. Нарисуйте ее, изобразите в виде фигур, просчитайте вручную или на калькуляторе и только потом переходите настройке в боевых условиях.

Итак, самая большая подсеть состоит из 64 адресов. С нее и начнем. Первый пул адресов будет следующий: Адрес подсети — 192.168.1.0. Широковещательный адрес — 192.168.1.63. Пул адресов для назначения хостам от 192.168.1.1 до 192.168.1.62. Теперь выбор маски. Тут все просто. Отнимаем от целой сети нужный кусок и полученное число записываем в октет маски. То есть 256 — 64 = 192 => маска 255.255.255.192 или /26. Дальше идет подсеть поменьше. Состоит она из 32 адресов. Если первая заканчивалась на .63, то эта будет начинаться с .64: Адрес подсети — 192.168.1.64. Широковещательный адрес — 192.168.1.95. Пул адресов для назначения хостам будет от 192.168.1.65 до 192.168.1.94. Маска: 256 — 32 = 224 => 255.255.255.224 или /27. 3-я подсеть, которая предназначена для филиала, начнет старт с .96: Адрес подсети — 192.168.1.96. Широковещательный адрес — 192.168.1.111. Пул адресов для назначения хостам будет от 192.168.1.97 до 192.168.1.110. Маска: 256 — 16 = 240 => 255.255.255.240 или /28. Ну и для последней подсети, которая уйдет под интерфейсы, соединяющие роутеры, будет начинаться с .112: Адрес подсети — 192.168.1.112. Широковещательный адрес — 192.168.1.115. Разрешенными адресами будут 192.168.1.113 и 192.168.1.114. Маска: 256 — 4 = 252 => 255.255.255.252 или /30. Замечу, что адрес 192.168.1.115 является последним используемым адресом. Начиная с 192.168.1.116 и до .255 свободны. Вот таким образом, при помощи VLSM или масок переменной длины, мы экономно создали 4 подсети с нужным количеством адресов в каждой. Думаю это стоит закрепить задачкой для самостоятельного решения.

Задача №3

Разделите сеть 192.168.1.0/24 на 3 разные подсети. Найдите и запишите в каждой подсети ее адреса, широковещательный адрес, пул разрешенных к выдаче адресов и маску. Указываю требуемые размеры подсетей: 1) Подсеть на 120 адресов. 2) Подсеть на 12 адресов. 3) Подсеть на 5 адресов. Ответ1) Адрес подсети — 192.168.1.0. Широковещательный адрес — 192.168.1.127. Пул адресов для назначения хостам будет от 192.168.1.1 до 192.168.1.126. Маска: 256 — 128 = 128 => 255.255.255.128 или /25. 2) Адрес подсети — 192.168.1.128. Широковещательный адрес — 192.168.1.143. Пул адресов для назначения хостам будет от 192.168.1.129 до 192.168.1.142. Маска: 256 — 16 = 240 => 255.255.255.240 или /28. 3) Адрес подсети — 192.168.1.144. Широковещательный адрес — 192.168.1.151. Пул адресов для назначения хостам будет от 192.168.1.145 до 192.168.1.150. Маска: 256 — 8 = 248 => 255.255.255.248 или /29. Теперь, когда вы знаете, как делить сети на подсети, самое время научиться собирать подсети в одну общую подсеть. Иначе это называется суммированием или summarization. Суммирование чаще всего используется в маршрутизации. Когда у вас в таблице маршрутизатора несколько соседних подсетей, маршрутизация которых проходит через один и тот же интерфейс или адрес. Скорее всего этот процесс лучше объяснять при разборе маршрутизации, но учитывая то, что тема маршрутизации и так большая, то я объясню процесс суммирования в этой статье. Тем более, что суммирование это сплошная математика, а в этой статье мы ею и занимаемся. Ну что же, приступлю. Представим, что у меня компания состоящая из главного здания и корпусов. Я работаю в главном здании, а в корпусах коллеги. Хоть у меня и главное здание, но в нем всего 4 подсети: — 192.168.0.0/24 — 192.168.1.0/24 — 192.168.2.0/24 — 192.168.3.0/24 Тут коллеги с соседнего здания очухались и поняли, что у них слетела конфигурация на маршрутизаторе, а бекапов нет. Наизусть они не помнят, какие в главном здании подсети, но помнят, что они находятся рядом друг с другом, и просят прислать одну суммированную. Теперь у меня возникает задача, как их суммировать. Для начала я переведу все подсети в двоичный вид. Посмотрите внимательно на таблицу. Как видите, у 4 подсетей первые 22 бита одинаковые. Соответственно, если я возьму 192.168.0.0 с маской /22 или 255.255.252.0, то покрою свои 4 подсети. Но обратите внимание на 5 подсеть, которую я специально ввел. Это подсеть 192.168.4.0. 22-ой бит у нее отличается от предыдущих 4-х, а значит выше выбранное не покроет эту подсеть. Ок. Теперь я отправлю коллегам суммированную подсеть, и, если они все правильно пропишут, то маршрутизация до моих подсетей будет работать без проблем. Возьмем тот же пример и немного изменим условия. Нас попросили прислать суммарный маршрут для подсетей 192.168.0.0 и 192.168.1.0. Я не поленюсь и создам еще одну таблицу. Обратите внимание, что у 2 первых подсетей одинаковые не 22 бита, а 23 бита. Это значит, что их можно просуммировать еще компактнее. В принципе работать будет и так, и так. Но как говорилось в одной рекламе: «Если нет разницы — зачем платить больше?». Поэтому старайтесь суммировать, не задевая при этом соседние подсети. Таким образом, переводя подсети в двоичный формат и находя одинаковые биты, можно их суммировать. Вообще суммирование полезно применять, когда надо объединить несколько подсетей, расположенных вблизи друг с другом. Это позволит сэкономить ресурсы маршрутизаторов. Однако это не всегда возможно. Просуммировать, например, подсеть 192.168.1.0 и 192.168.15.0, не захватив при этом соседние подсети, невозможно. Поэтому перед суммированием стоит подумать над ее целесообразностью. Поэтому повторюсь еще раз, что начинать какую-либо революцию надо на бумажке. Ну и для закрепления материала оставлю небольшую задачу.

Задача №4

Даны 4 подсети: 1) 10.3.128.0 2) 10.3.129.0 3) 10.3.130.0 4) 10.3.131.0 Просуммируйте подсети и найдите маску, которая сможет покрыть их, не задевая при этом соседние подсети. Ответ Исходя из этого, ответом будет 10.3.128.0/22 (255.255.252.0) Пришло время закругляться. Статья получилась не очень длинной. Я бы даже сказал наоборот. Но все, что требует знать Cisco про IPv4, мы рассмотрели. Самое главное, что требуется от вас — это научиться работать с адресами и масками и уметь конвертировать их из десятичной в двоичную и обратно. Ну и, конечно, правильно делить на подсети и распределять адресное пространство. Спасибо, что дочитали. А если еще и задачки все сами прорешали, то цены вам нет) А если еще не прорешали, то приятного времяпровождения. Теги:

habr.com

Как рассчитать маску подсети?

В одной из предыдущих статей мы рассказывали, что такое маска подсети, и для чего она может потребоваться. Здесь же коснемся практической части и рассмотрим расчет маски подсети на конкретных примерах.

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.

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 = 10101100.00010000.00001010.00000001 255.255.255.0 = 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:

10000001.00010000.00001010.00000001 11111111.11111111.11111111.00000000

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

10000001.00010000.00001010.00000001 11111111.11111111.11111111.00000000

10000001.00010000.00001010.00000000 = 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.

Как научиться считать маски подсети?

Маска подсети всегда представляет собой последовательное количество вначале единиц, а затем – нулей. Маски вида 11011111.11111111.11111111.1100000 быть не может.

Стоить учесть, что для любой подсети работает правило вычисление количества хостов:

232-n -2, где n – длина подсети. 232-24 -2 = 254 для маски 255.255.255.0.

Откуда берется -2?

Это первый и последний адреса сети: первый – адрес самой сети, последний – адрес широковещательных рассылок.

Еще для наглядности. Рассмотрим, как разделить сеть 192.168.1.0 /24 на две на подсети с помощью маски. Для этого заберем один бит хостовой части в пользу сетевой, получаем 11111111.11111111.11111111.10000000. На выходе у нас две подсети – 192.168.1.0 /25 и 192.168.1.128 /25. (0 и 128 – значения, которые может принять первый бит четвертого октета, 0 и 1 соответственно).

Теперь рассмотрим, как разделить первоначальную сеть на четыре подсети. Для этого отдаем первые два бита из последнего октета в пользу сети:

11111111.11111111.11111111.00000000 = 192.168.1.0 11111111.11111111.11111111.01000000 = 192.168.1.64 11111111.11111111.11111111.10000000 = 192.168.1.128

11111111.11111111.11111111.11000000 = 192.168.1.192

Для чего используется маска подсети?

Деление больших сетей на маленькие используется администраторами для упрощения работы с сетевой инфраструктурой. Использование ограничений для различных департаментов компании удобно реализовывать на группу ПК, нежели отдельно на каждую машину. Кроме того, наличие подсетей уменьшает домены широковещательных рассылок, снижая нагрузку на коммутаторы.

Если два устройства относятся к одной подсети, то общение между ними будет осуществляться напрямую, минуя маршрутизатор. Для того, что бы отправить пакет в другую подсеть, устройство направляет его на свой шлюз по умолчанию, которым является физический или виртуальный интерфейс устройства третьего уровня (L3). Там сверяется адрес получателя с таблицей маршрутизации, и пакет направляется дальше.

Когда на маршрутизатор попадает очередной пакет, он проверяет сеть получателя, чтобы найти совпадение в своей таблице маршрутизации. Если совпадение есть, то пакет перенаправляется в нужный интерфейс, если совпадение отсутствует, то используется маршрут по умолчанию. В случае, когда поддержка бесклассовой маршрутизации не настроена, а пакет не относится к какой-либо сети в таблице маршрутизации, то он будет отброшен.

Например, пакет из сети 192.168.10.0 попадает на роутер, в таблице маршрутизации имеется два маршрута: к сетям 192.168.1.0 и 192.168.2.0, а так же маршрут по умолчанию 0.0.0.0 0.0.0.0. В такой ситуации пакет будет отброшен, так как сеть 192.168.10.0 относится к классу С, а маршрут к такой сети в таблице не существует.

В случае, когда используется бесклассовая маршрутизация, пакет будет отправлен на шлюз по умолчанию – 0.0.0.0 0.0.0.0.

Стоит учесть, что при использовании бесклассовой адресации само понятие «класс» пропадает. Нельзя сказать, что адрес 192.168.1.1 /24 относится к классу С или адрес 10.1.1.1 /24 относится к классу А. Классы были нужны для определения границ сети до тех пор, пока не использовалась маска сети.

tvoi-setevichok.ru

Еще раз про IP-адреса, маски подсетей и вообще

Чуточку ликбеза. Навеяно предшествующими копипастами разной чепухи на данную тему. Уж простите, носинг персонал. IP-адрес (v4) состоит из 32-бит. Любой уважающий себя админ, да и вообще айтишник (про сетевых инженеров молчу) должен уметь, будучи разбуженным среди ночи или находясь в состоянии сильного алкогольного опьянения, правильно отвечать на вопрос «из скольки бит состоит IP-адрес». Желательно вообще-то и про IPv6 тоже: 128 бит. Обстоятельство первое. Всего теоретически IPv4-адресов может быть: 232 = 210*210*210*22 = 1024*1024*1024*4 ≈ 1000*1000*1000*4 = 4 млрд. Ниже мы увидим, что довольно много из них «съедается» под всякую фигню. Записывают IPv4-адрес, думаю, все знают, как. Четыре октета (то же, что байта, но если вы хотите блеснуть, то говорите «октет» — сразу сойдете за своего) в десятичном представлении без начальных нулей, разделенные точками: «192.168.11.10». В заголовке IP-пакета есть поля source IP и destination IP: адреса источника (кто посылает) и назначения (кому). Как на почтовом конверте. Внутри пакетов у IP-адресов нет никаких масок. Разделителей между октетами тоже нет. Просто 32-бита на адрес назначения и еще 32 на адрес источника. Однако, когда IP-адрес присваивается интерфейсу (сетевому адаптеру или как там его еще называют) компьютера или маршрутизатора, то кроме самого адреса данного устройства ему назначают еще и маску подсети. Еще раз: маска не передается в заголовках IP-пакетов. Компьютерам маска подсети нужна для определения границ — ни за что не угадаете чего — подсети. Чтоб 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».) Дело в том, что внутри одной сети компьютеры обмениваются пакетами «напрямую», а когда нужно послать пакет в другую сеть — шлют их шлюзу по умолчанию (третий настраиваемый в сетевых свойствах параметр, если вы помните). Разберемся, как это происходит. Маска подсети — это тоже 32-бита. Но в отличии от IP-адреса, нули и единицы в ней не могут чередоваться. Всегда сначала идет сколько-то единиц, потом сколько-то нулей. 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. Несложно догадаться, что такая форма записи является избыточной. Вполне достаточно 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 несут один и тот же смысл, но первая заметно удобнее. Чтобы определить границы подсети, компьютер делает побитовое умножение (логическое И) между IP-адресом и маской, получая на выходе адрес с обнуленными битами в позициях нулей маски. Рассмотрим пример 192.168.11.10/21:

11000000.10101000.00001011.00001010 11111111.11111111.11111000.00000000 ---------------------------------------------- 11000000.10101000.00001000.00000000 = 192.168.8.0

Обстоятельство второе. Любой уважающий себя администратор обязан уметь переводить IP-адреса из десятичной формы в двоичную и обратно в уме или на бумажке, а также хорошо владеть двоичной арифметикой. Адрес 192.168.8.0, со всеми обнуленными битами на позициях, соответствующих нулям в маске, называется адресом подсети. Его (обычно) нельзя использовать в качестве адреса для интерфейса того или иного хоста. Если же эти биты наоборот, установить в единицы, то получится адрес 192.168.15.255. Этот адрес называется направленным бродкастом (широковещательным) для данной сети. Смысл его по нынешним временам весьма невелик: когда-то было поверье, что все хосты в подсети должны на него откликаться, но это было давно и неправда. Тем не менее этот адрес также нельзя (обычно) использовать в качестве адреса хоста. Итого два адреса в каждой подсети — на помойку. Все остальные адреса в диапазоне от 192.168.8.1 до 192.168.15.254 включительно являются полноправными адресами хостов внутри подсети 192.168.8.0/21, их можно использовать для назначения на компьютерах. Таким образом, та часть адреса, которой соответствуют единицы в маске, является адресом (идентификатором) подсети. Ее еще часто называют словом префикс. А часть, которой соответствуют нули в маске, — идентификатором хоста внутри подсети. Адрес подсети в виде 192.168.8.0/21 или 192.168.8.0 255.255.248.0 можно встретить довольно часто. Именно префиксами оперируют маршрутизаторы, прокладывая маршруты передачи трафика по сети. Про местонахождение хостов внутри подсетей знает только шлюз по умолчанию данной подсети (посредством той или иной технологии канального уровня), но не транзитные маршрутизаторы. А вот адрес хоста в отрыве от подсети не употребляется совсем. Обстоятельство третье. Количество хостов в подсети определяется как 232-N-2, где N — длина маски. Чем длиннее маска, тем меньше в ней хостов. Из данного обстоятельства в частности следует, что максимальной длиной маски для подсети с хостами является N=30. Именно сети /30 чаще всего используются для адресации на point-to-point-линках между маршрутизаторами. И хотя большинство современных маршрутизаторов отлично работают и с масками /31, используя адрес подсети (нуль в однобитовой хоствой части) и бродкаст (единица) в качестве адресов интерфейсов, администраторы и сетевые инженеры часто попросту боятся такого подхода, предпочитая руководствоваться принципом «мало ли что».

А вот маска /32 используется достаточно часто. Во-первых, для всяких служебных надобностей при адресации т. н. loopback-интерфейсов, во-вторых, от криворукости: /32 — это подсеть, состоящая из одного хоста, то есть никакая и не сеть, в сущности. Чем чаще администратор сети оперирует не с группами хостов, а с индивидуальными машинами, тем менее сеть масштабируема, тем больше в ней соплей, бардака и никому непонятных правил. Исключением, пожалуй, является написание файрвольных правил для серверов, где специфичность — хорошее дело. А вот с пользователями лучше обращаться не индивидуально, а скопом, целыми подсетями, иначе сеть быстро станет неуправляемой.

Интерфейс, на котором настроен IP-адрес, иногда называют IP-интерфейсом или L3-интерфейсом («эл-три», см. Модель OSI).

Прежде чем посылать IP-пакет, компьютер определяет, попадает ли адрес назначения в «свою» подсеть. Если попадает, то шлет пакет «напрямую», если же нет — отсылает его шлюзу по умолчанию (маршрутизатору). Как правило, хотя это вовсе необязательно, шлюзу по умолчанию назначают первый адрес хоста в подсети: в нашем случае 192.168.8.1 — для красоты. Обстоятельство четвертое. Из сказанного в частности следует, что маршрутизатор (шлюз и маршрутизатор — это одно и то же) с адресом интерфейса 192.168.8.1 ничего не знает о трафике, передаваемом между, например, хостами 192.168.8.5 и 192.168.8.7. Очень частой ошибкой начинающих администраторов является желание заблокировать или как-то еще контролировать с помощью шлюза трафик между хостами в рамках одной подсети. Чтобы трафик проходил через маршрутизатор, адресат и отправитель должны находиться в разных подсетях.

Таким образом в сети (даже самого маленького предприятия) обычно должно быть несколько IP-подсетей (2+) и маршрутизатор (точнее файрвол, но в данном контексте можно считать эти слова синонимами), маршрутизирующий и контролирующий трафик между подсетями.

Следующий шаг — разбиение подсетей на более мелкие подсети. Полюбившуюся нам сеть 192.168.8.0/21 можно разбить на 2 подсети /22, четыре подсети /23, восемь /24 и т. д. Общее правило, как не сложно догадаться, такое: K=2X-Y, где K — количество подсетей с длиной маски Y, умещающихся в подсеть с длиной маски X.

Обстоятельство пятое. Как и любому приличному IT-шнику, администратору сети, если только он получает зарплату не за красивые глаза, положено знать наизусть степени двойки от 0 до 16.

Процесс объединения мелких префиксов (с длинной маской, в которых мало хостов) в крупные (с короткой маской, в которых много хостов) называется агрегацией или суммаризацией (вот не суммированием!). Это очень важный процесс, позволяющий минимизировать количество информации, необходимой маршрутизатору для поиска пути передачи в сети. Так, скажем, провайдеры выдают клиентам тысячи маленьких блоков типа /29, но весь интернет даже не знает об их существовании. Вместо этого за каждым провайдером закрепляются крупные префиксы типа /19 и крупнее. Это позволяет на порядки сократить количество записей в глобальной таблице интернет-маршрутизации.

Обстоятельство шестое. Чем больше длина маски, тем меньше в подсети может быть хостов, и тем большую долю занимает «съедение» адресов на адреса подсети, направленного бродкаста и шлюза по умолчанию. В частности в подсети с маской /29 (232-29 = 8 комбинаций) останется всего 5 доступных для реального использования адресов (62,5%). Теперь представьте, что вы провайдер, выдающий корпоративным клиентам тысячи блоков /29. Таким образом, грамотное разбиение IP-пространства на подсети (составление адресного плана) — это целая маленькая наука, включающая поиск компромиссов между разными сложными факторами. При наличии достаточно большого диапазона адресов, как правило из блоков для частного использования 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16, конечно, удобно использовать маски, совпадающие по длине с границами октетов: /8, /16, /24 или, соответственно, 255.0.0.0, 255.255.0.0 и 255.255.255.0. При их использовании можно облегчить работу мозгу и калькулятору, избавившись от необходимости работать с двоичной системой и битами. Это правильный подход, но не стоит забывать, что злоупотребление расслабухой редко доводит до добра. И последнее. Пресловутые классы адресов. Дорогие товарищи, забудьте это слово вообще! Совсем. Вот уже скоро 20 лет (!), как нет никаких классов. Ровно с тех пор, как стало понятно, что длина префикса может быть любой, а если раздавать адреса блоками по /8, то никакого интернета не получится. Иногда «матерые специалисты» любят блеснуть словами «сеть класса такого-то» по отношению к подсети с той или иной длиной маски. Скажем, часто можно услышать слово «сеть класса C» про что-нибудь вроде 10.1.2.0/24. Класс сети (когда он был) не имел никакого отношения к длине маски и определялся совсем другими факторами (комбинациями битов в адресе). В свою очередь классовая адресация обязывала иметь маски только предписанной для данного класса длины. Поэтому указанная подсеть 10.1.2.0/24 никогда не принадлежала и не будет принадлежать к классу C.

Но обо всем этом лучше и не вспоминать. Единственное, что нужно знать — что существуют разные глобальные конвенции, собранные под одной крышей в RFC3330, о специальных значениях тех или иных блоков адресов. Так, например, упомянутые блоки 10/8, 172.16/12 и 192.168/16 (да, можно и так записывать префиксы, полностью откидывая хостовую часть) определены как диапазоны для частного использования, запрещенные к маршрутизации в интернете. Каждый может использовать их в частных целях по своему усмотрению. Блок 224.0.0.0/4 зарезервирован для мультикаста и т. д. Но все это лишь конвенции, призванные облегчить административное взаимодействие. И хотя лично я крайне не рекомендую вам их нарушать (за исключением надежно изолированных лабораторных тестов), технически никто не запрещает использовать любые адреса для любых целей, покуда вы не стыкуетесь с внешним миром.

Теги:
  • ликбез
  • маска подсети
  • ip-адрес

habr.com

Что такое маска подсети и как узнать маску подсети

Под маской подсети понимают 32-разрядное число, составленное из единиц и нулей. Начинается маска из последовательности единиц, а завершается последовательностью нулей. Ее накладывают на IP-адрес. Ту часть адреса, на которую накладываются единицы, определяют адресом сети. На остальную часть накладываются нули — она отводится под адресацию хостов.

Сетевой адрес составлен из двух частей — адреса сети и хоста. До появления масок специалисты применяли методы классового разделения сетей. Но число хостов в сети стало очень велико, а число выделяемых для них адресов сетей оказалось сильно ограниченным. Поэтому понадобилась дополнительная идея, которая была воплощена в маске. Она позволила в разных классах сетей выделить множество подсетей с разным количеством хостов.

Если вы интересуетесь, как узнать свой ip-адрес, маску подсети и основной шлюз, рекомендуем также ознакомиться со статьями как определить ip-адрес и как узнать основной шлюз в локальной сети, где подробно рассмотрены данные сетевые параметры. Здесь же мы остановимся на том, что такое маска подсети, как рассчитать маску подсети, и как узнать маску подсети своего компьютера.

Администратор сети, получив в распоряжение некий сетевой адрес, имеет возможность разделить его на ряд подсетей (а может использовать и без разделения). Зачем делить полученный адрес? В разных сетях нужно подключать различное число компьютеров — где-то надо подключить только 10 хостов, а где-то более 30.

Будет гораздо удобнее, если эти «количества» будут подключены в разных подсетях с общением через маршрутизатор.

Например, определим маску для сети класса С. Из соглашения известно, что под адрес сетей такого класса отводят первый, второй и третий байты 32-разрядного числа. Четвертый остается для распределения хостов. Тогда запись маски в точечно-двоичной нотации выглядит так:

11111111.11111111.11111111.00000000

Как видим, первые 24 бита установлены, а последние 8 сброшены. Таким образом, маска в десятичном формате получит такой вид: 255.255.255.0. Идентичной записью станет следующая /24 — префиксная.

Таблица масок подсетей

Маска позволяет выделить целое множество сетей класса С, как и сетевых адресов других типов. В предыдущем примере была показана маска для стандартной сети класса С. Однако если сбросить крайнюю единицу на ноль, тогда получим следующую запись 255.255.254.0 или /23. При такой маске можем получить 2 сети класса С, так как сброшенная единица может быть восстановлена. Запись с 17-ю единицами позволит адресовать сразу 128 сетей класса С.

С целью облегчения понимания бесклассовой адресации (CIDR) создаются целые таблицы соответствия префиксов, масок, количества подключаемых хостов и классов сетей. Сетевому администратору нет нужды рассчитывать маски, число сетей и хостов самостоятельно. Достаточно только заглянуть в список соответствия, чтобы ответить на вопрос какую маску выбрать при необходимости подключить конкретное число рабочих станций.

Так, если администратору надо подключить 30 рабочих станций, тогда маска сети должна завершаться 5-ю нулями. Действительно, для нумерации узлов достаточно 5 нулей, так как 2 в степени 5 равно 32.

При этом узел с пятью нулями отвечает за номер сети, а узел с 5-ю единицами является широковещательным. Соответственно три старшие бита должны заполняться единицами, как и три предшествующих байта, поэтому маска должна принять вид:

1111111.11111111.11111111.11100000 или 255.255.255.224.

Вместо вычислений администратор может воспользоваться данными из таблиц соответствий.

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.

tvoi-setevichok.ru

Что такое IP-адрес, маска подсети и шлюз

В статье рассматриваются основополагающие понятия, без которых невозможна настройка компьютерных устройств для их связи со Всемирной �нтернет-сетью и локальными компьютерными подсистемами. Эти понятия и соответствующие им действия определяют сущность сетевых компьютерных настроек.

Понятие об IP-адресе, определение его функций. Компьютеры имеют персонифицированные IP-адреса, обеспечивающие их сетевую работу. Это и есть их главное предназначение. Также IP-адрес служит для связи компьютеров в локальной и во Всемирной сетях, фиксирует уникальность конкретного компьютера, обеспечивает осуществление соединения через шлюзовые каналы. IP-адрес - это, с одной стороны, двоичное 32-хразрядное число, используемое для идентификации подсети, в которой «расположена» конкретная машина; с другой – ее уникальный, никогда не повторяющийся номер. С целью более легкого восприятия IP-адреса двоичное 32-хразрядное число трансформируют в 4-е десятичных числа, имеющих значения от 0 до 255.

IP-адрес может выглядеть так: 

 

�з нескольких компьютеров образовывается одна подсеть. �х IP-адреса имеют общие фрагменты, отличаются только последней цифрой. Эта ситуация характерна для домашних сетей, которым присваиваются внутренние адреса.

Чтобы сохранить уникальность, избежать совпадения хостовых IP-адресов, их нельзя назначать произвольно. Существуют специальные организации, которые выдают номера (адреса) компьютеров. Они руководствуются специально разработанными классами.

Классы адресов – иерархические понятия. Кл. А выполняет роль сетевой адресации, а также адресации сетевых компьютеров; кл. В – подсети; кл. С – сетевых хостов. Есть и другие классы, однако они не принимают участия в определении главных адресов. �звестны особые IP-адреса. Они назначаются, например, при тестировании, использовании обратной связи и т. д.

Маска и ее роль. Маска подсети структурирует IP-адрес. Она определяет, какие цифры в ней есть адресом сети, а какие – адресом хоста, например, сервера какой-либо локальной сети, выполняющего определенные функции с целью обслуживания запросов других пользователей этой же сети. �спользуя двоичное число, маска маскирует (закрывает) некоторую часть IP-адреса, представляющую собой нумерацию подсети.

Например, в условиях домашней сети, в которой есть какое-то количество компьютерных точек, маска подсети скорее всего имеет такое выражение: 255.255.255.0. Она показывает, что при совпадении первых трех цифр IP-адреса с адресом домашнего компьютера эти адреса имеют прямую связь.

В процессе налаживания связей между компьютерными машинами функции масок состоят в том, чтобы определить, где расположен целевой хост - внутри той подсети, в которой лежит и исходный хост или вне ее. Во втором случае исходный для системы хост отправляет данные на IP-адрес основного шлюза. Маска дает сведения о том, какие именно компьютеры связаны одной сетью и с каким конкретным компьютером. Она также дает информацию, для какого соединения нужен шлюз. Маску можно сравнить с идентификационной матрицей, «накладывающейся» на компьютерный адрес для соединения.

Примеры масок: 

Что такое шлюз? Это путь, открываемый маршрутизатором (модемом, сервером), чтобы какой-либо компьютер мог связаться со Всемирной системой �нтернет, найти страницу в удаленном сервере. Без шлюза сетевые связи невозможны.

Пример РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРіРѕ шлюза: 

 

Обычно рассмотренными понятиями оперируют специалисты, но их значением надо обязательно овладеть тем, кто хотел бы самостоятельно настраивать компьютерную сеть.

welcom-comp.ru

Что такое маска подсети? IP-адрес и маска подсети

Как известно, каждый компьютер, в какой бы сети он ни находился, имеет некий цифровой адрес, называемый IP-адресом. Естественно, это правило актуально лишь для сетей на основе протокола TCP/IP, впрочем, сегодня практически любая сеть базируется на его основе. Так или иначе, помимо данного адреса, сетевая рабочая станция имеет еще несколько параметров, влияющих на ее взаимодействие с другими устройствами. В первую очередь одним из них является маска сети, о которой мы и расскажем в этой статье.

Маска подсети, шлюз и адрес…

Если вы попытаетесь получить информацию о текущем подключении, то, помимо выделенного вашему компьютера IP-адреса, вы также увидите такие поля, как маска подсети, шлюз по умолчанию, а также один или несколько ДНС-серверов, вернее, их адресов. Для непосвященного человека все эти данные представляют собой лишь нагромождение цифр, однако если вы планируете заниматься настройкой компьютерных сетей на базе протокола TCP/IP, то вам об этих показателях следует знать немного больше.

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.

О локальных адресах

Если у вас дома имеется несколько компьютеров, то вы наверняка обратили внимание на то, что все их адреса имеют много общего – чаще всего их различие состоит лишь в последней цифре, например, если один ваш компьютер имеет адрес 192.168.1.10, то у второго может быть 192.168.1.9. Подобная ситуация вполне естественна для домашних сетей, ведь данные адреса – внутренние. Они используются для того, чтобы передавать данные внутри вашей домашней сети, например между компьютерами. А что происходит в те моменты, когда вам необходимо получить информацию из сети Интернет?

Прежде чем начать отвечать на вопрос о том, что такое маска подсети, необходимо разобраться еще с одной составляющей сети – шлюзом. Как вы знаете, для того чтобы ваш домашний компьютер мог выходить во Всемирную сеть, ему нужен шлюз – роль его, как правило, играет либо маршрутизатор, либо модем, либо (если разговор идет не о доме, а о работе) сервер. Когда вы запрашиваете какую-нибудь интернет-страницу, ваш компьютер узнает, находится ли сервер, который вы ищите, в вашей домашней сети. Если он там имеется (например, если вы держите сайт на одном из своих компьютеров), то ничего, по сути, особенного не происходит – компьютеры устанавливают соединение через локальную сеть и начинают передачу данных. Однако если вы пытаетесь открыть сайт, расположенный на удаленном сервере, в дело вступает шлюз.

Для чего служит маска подсети?

Итак, мы вплотную подобрались к вопросу о том, что такое маска подсети. Фактически это краткая справка о том, какие компьютеры находятся в одной сети с вашим, а какие требуют шлюз для соединения. Маска – некий шаблон, накладываемый компьютером на IP-адрес, с которым он хочет соединиться. Если шаблон «ложится ровно», то все в порядке, если же нет – запрос отправляется на устройство, прописанное в настройках сети как шлюз по умолчанию.

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.

Можно ли узнать маску подсети?

Несмотря на то что данный вопрос имеет под собой мало смысла, пользователи не перестают задавать его поисковым машинам. Определить маску подсети по IP практически невозможно, так как, исходя из одного лишь IP-адреса, невозможно точно сказать, какие именно масштабы имеет локальная или распределенная сеть. Отчасти в подобных случаях может помочь информация о шлюзе, например, если ваш компьютер имеет адрес 192.168.1.2, а шлюз – 192.168.0.1, то маска подсети должна быть как минимум 255.255.0.0, в противном случае шлюз будет недостижим.

В целом IP-адрес и маска подсети практически никак не связаны, вернее, нельзя выяснить одно на основании другого. В сети компьютеру необходимо оперировать обоими параметрами, чтобы создавать успешные соединения с тем или иным устройством.

О цене ошибок

А что может произойти, если вы допустите ошибку? Исходя из того, что мы теперь уже знаем о том, что такое маска подсети, можно с уверенностью утверждать: если она будет задана неверно, существует большая вероятность того, что ваш компьютер будет отрезан от внешнего мира. Например, если вписать в качестве маски 0.0.0.0, то операционная система будет считать любой IP-адрес локальным и не будет даже пытаться использовать шлюз, что приведет к потере возможности связываться с компьютерами вне вашей локальной сети.

Если же совершите другую ошибку, указав слишком «тесную» маску подсети, то ваш компьютер может начать испытывать проблемы уже с подключением к «соседям» по локальной сети – даже если вы будете обращаться к локальному IP, маска подсети будет указывать на то, что доступ к нему возможен только через шлюз, а это может привести либо к повышенной нагрузке на сеть, либо к абсолютной недоступности компьютеров в «локалке».

В различных операционных системах используются соответствующие подходы к формулировке маски сети. В то время как в Windows стандартным написанием считается указание четырех восьмибитных чисел, другие ОС, в частности базирующиеся на Unix, используют запись, основанную на указании IP-адреса рабочей станции, а также количества бит, которые должны оставаться статичными.

Рассмотрим конкретный пример. Имея IP-адрес 192.168.111.222 и указав, что статичность его бит равняется 32, мы получим следующую запись: 192.168.111.222/32. На практике это означает, что компьютер будет использовать доступный шлюз для соединения с любыми компьютерами, кроме самого себя. Так происходит потому, что 32 – это и есть общее количество бит, которые содержит IP-адрес в четвертой версии протокола. Если рассматривать эту маску в более привычном для большинства людей виде (как это делается в ОС Windows), то она бы выглядела как 255.255.255.255.

А что насчет более привычного варианта маски подсети, который используется в большинстве внутриквартирных локальных сетей? Разговор, естественно, идет о 255.255.255.0. Если вы внимательно читали эту статью, то о данной маске разговор уже шел, и количество ее зафиксированных бит составляет 24 (т. е. первые три числа по 8 бит).

Таким образом, можно провести простую логическую цепочку – на каждое фиксированное число приходится 8 бит, а это значит, что та же 255.0.0.0 будет записываться как /8, так как в ней зафиксировано только первое число.

Что же касается промежуточных вариантов, например, 255.255.255.128, то их битность также легко поддается вычислению, в данном случае это /25 – 24 бита первых трех зафиксированных чисел, а также еще один бит, делящий сегмент от 0 до 255 ровно пополам.

Если вам необходимо большее количество вариантов и примеров, вы всегда можете обратить свое внимание на специализированные источники. На их страницах, посвященных теме нашей статьи, имеется таблица масок подсети, включающая в себя практически все возможные варианты составления этих последовательностей.

fb.ru


Смотрите также