Како израчунати маску подмреже (дефинитивни водич за подмрежу)

Тема којом се данас бавимо није за свакога, јер ако намеравамо да створимо добар водич о мрежама, неопходно је имати чланак који објашњава како израчунати маску подмреже, технику која се назива подмрежавање. Помоћу њега ИТ администратори су у могућности да дизајнирају мрежу и структуру подмреже било где.

Садржај индекс

Да бисмо то учинили, мораћемо врло добро знати шта је мрежна маска, ИП класе и како трансформисати ИП адресе из децималних у бинарне, иако за то већ имамо чланак који смо направили пре мало времена.

За сада ћемо се фокусирати на израчунавање мрежне маске на ИПв4 адресама, јер ИПв6 још увек није довољно имплементиран да би га могао применити у пракси, можда у каснијем чланку који ћемо. Без додатног дивљања, пређимо на задатак.

ИПв4 адреса и ИП протокол

Кренимо од почетка, децималном нумеричком постављеном ИП адресом која идентификује логично, јединствено и непоновљиво и према хијерархији мрежни интерфејс. ИПв4 адресе се креирају помоћу 32-битне адресе (32 оне и нула у бинарној форми) распоређене у 4 октета (групе од 8 бита) одвојене тачкицама. За удобнију репрезентацију увек користимо децималну нотацију, што је директно оно што видимо у домаћинима и мрежној опреми.

ИП адреса служи систему за адресирање према ИП или Интернет протоколу. ИП дјелује на мрежном нивоу ОСИ модела, протокол који није оријентисан ка конекцији, тако да се размјена података може извршити без претходног договора између пријемника и предајника. То значи да ће пакет података претраживати најбржи пут на мрежи док не стигне до одредишта, прескачући рутер на рутер.

Овај протокол је имплементиран 1981. године, у њему оквир или пакет података има заглавље, које се назива ИП заглавље. У њему су, између осталог, похрањене ИП адресе одредишта и поријекла, тако да усмјеривач зна гдје треба послати пакете за сваки случај. Али уз то, ИП адресе похрањују информације о идентификацији мреже у којој раде, па чак и о њеној величини и разлици између различитих мрежа. То се постиже захваљујући мрежној маски и мрежном ИП-у.

Репрезентација и распон

ИП адреса ће тада имати ову номенклатуру:

Пошто сваки октет има бинарни број од 8 нула и један, преводећи то у децималну нотацију, можемо створити бројеве у распону од 0 до 255.

У овом чланку нећемо објаснити како претворити из децималног у бинарни облик и обрнуто, ово ћете пронаћи овде:

Дефинитиван водич о томе како извршити конверзије између система бројања

Тада никада не можемо имати ИП адресу са бројевима мањим од 0 или већим од 255. Када се постигне 255, следећи број ће поново бити 0, а следећи октет биће једна цифра до почетка бројања. Тачно је као минутна рука сата.

Како се стварају мреже

Знамо шта је ИП адреса, како је представљена и чему служи, али морамо знати неке посебне ИП адресе да бисмо знали израчунати маску подмреже.

Нетмаск

Мрежна маска је ИП адреса која дефинише опсег или опсег мреже. Помоћу ње моћи ћемо знати број подмрежа које можемо створити и број хостова (рачунара) који можемо повезати с њим.

Дакле, мрежна маска има исти формат као и ИП адреса, али увек се разликује по томе што октети који ограничавају мрежни део испуњавају оне и хост део испуњавају нулама као што је овај:

То значи да не можемо произвољно давати ИП адресе за попуњавање мреже домаћинима, већ морамо поштовати мрежни део и део хоста. Увек ћемо радити са хост делом када израчунамо мрежни део и доделимо ИП свакој подмрежи.

Мрежна ИП адреса

Имамо и ИП адресу која је одговорна за идентификацију мреже којој уређаји припадају. Схватимо да у свакој мрежи или подмрежи постоји идентификациона ИП адреса коју морају имати сви заједнички домаћини да би означили своје чланство у њој.

Ову адресу карактерише то што имају заједнички мрежни део и део домаћина увек на 0, на овај начин:

Моћи ћемо да додијелимо 0 октета дијела домаћина који нам је назначила мрежна маска из претходног одјељка. У овом случају то би било 2, док би друга 2 била за мрежни дио, и била би резервирана ИП адреса.

Адреса емитовања

Адреса емитовања управо је супротна мрежној адреси, у њој смо поставили 1 све битове октета који адресирају хостове.

Овом адресом усмјеривач може послати поруку свим домаћинима повезаним на мрежу или подмрежу, без обзира на њихову ИП адресу. За то се користи АРП протокол, на пример за додељивање адреса или за слање порука о статусу. Дакле, ради се о још једном резервисаном ИП-у.

ИП адреса домаћина

И на крају имамо ИП адресу домаћина, у којој ће мрежни део увек остати инваријан и то ће бити део домаћина који ће се мењати на сваком хосту. У примјеру који користимо би био овај распон:

Тада бисмо могли да се обратимо 2 ¹⁶ -2 домаћину, односно 65.534 рачунара одузимањем две адресе за мрежу и емитовање.

ИП класе

До сада је било једноставно, зар не? Већ знамо да су одређене ИП адресе резервисане за мрежу, емитовање и маскирање, али још увек нисмо видели ИП класе. ефективно су ове адресе подељене у породице или класе, како би се разликовале сврхе у које ће се користити у сваком случају.

Помоћу ИП класа ограничавамо распон вриједности које овај дио може преузети на мрежном дијелу, број мрежа које се могу створити помоћу њих и број хостова којима се може обратити. Укупно имамо 5 ИП класа дефинисаних од стране ИЕТФ (Интернет Енгинееринг Таск Форце):

Имајте на уму, још не говоримо о израчунавању маске подмреже, већ о способности креирања мрежа. Тада ћемо видети подмрежу и њене детаље.

• Класа А Класа Б Класа Класа Д Класа Е

ИП случајеви А се користе за стварање веома великих мрежа, на пример Интернет мреже и доделу јавних ИП адреса нашим рутерима. Иако заиста можемо имати било који ИП ИП класе Б или Ц, на пример, имам класу Б. Све ће зависити од ИП адреса које је провајдер ИСП уговорио, нешто што ћемо објаснити доле. У класи А имамо бит идентификатора класе, тако да можемо да адресирамо само 128 мрежа, а не 256 како би се очекивало.

Веома је важно знати да у овој класи постоји ИП распон резервисан за Лоопбацк, и то од 127.0.0.0 до 127.255.255.255. Лоопбацк се користи да интерно додељује ИП самом хосту, наш тим интерно има ИП 127.0.0.1 или "лоцалхост" са којим проверава да ли је способан за слање и примање пакета. Дакле, ове адресе нећемо их моћи у принципу да користимо.

ИП- ови класе Б користе се за средње мреже, на пример, у опсегу града, овај пут имају два октета за прављење мрежа и још два за адресирање домаћина. Класа Б је дефинисана са два мрежна бита.

ИП- ови класе Ц су најпознатији, јер практично сваки корисник с кућним интернетом има рутер који додељује ИП класе Ц својој интерној мрежи. Оријентисана је на мале мреже, остављајући 1 један октет за хостове и 3 за мрежу. Направите ипцонфиг на рачунару и увјерите се да је ваш ИП разред Ц. У овом случају се за дефинисање класе узимају 3 мрежна бита.

Класа Д се користи за мултицаст мреже, где рутери шаљу пакете свим повезаним домаћинима. Дакле, сав промет који уђе у такву мрежу биће реплициран свим домаћинима. Није применљиво за умрежавање.

Коначно, класа Е је последњи преостали распон и користи се само за умрежавање у истраживачке сврхе.

Нешто сасвим важно у вези са овом темом је да тренутно додељивање ИП адреса у мрежама испуњава принцип бескласне интер-домене рутирања (ЦИДР). То значи да су ИП адресе додељене без обзира на величину мреже, тако да можемо да имамо јавни ИП класе А, Б или Ц. Па шта је све ово? Па, да схватимо како су подмреже правилно створене.

Шта је подмрежа или подмрежа

Приближавамо се израчунавању маске подмреже, ока, а не мреже. Техника подмреже састоји се од поделе мрежа на различите мање мреже или подмреже. На овај начин администратор рачунара или мреже може поделити унутрашњу мрежу велике зграде на мање подмреже.

Овим можемо доделити различите функције, са различитим рутерима и на пример имплементирати Ацтиве Дирецтори који утиче само на једну подмрежу. Или разликовати и изоловати одређени број хостова од остатка мреже у подмрежи. Изузетно је користан у пољу мрежа јер свака подмрежа ради независно од друге.

Рад са рутерима је такође лакши са подмрежама, јер елиминише загушења у размени података. И на крају, администрацији је много лакше исправити грешке и извршити одржавање.

Урадићемо то са ИПв4 адресом, мада је такође могуће направити подмреже са ИПв6, који имају најмање 128 битова за адресирање хостова и мрежа.

Предности и недостаци подмреже

За ову технику свакако је потребно бити врло јасан у погледу концепата ИП адреса, класа које постоје и свега онога што смо горе објаснили. Овоме додајемо потребу да знамо како прећи из бинарног у децимални и обрнуто, тако да ако намеравамо да радимо процес ручно, то може трајати дуго.

Предности:

• Изолације у мрежним сегментима Усмеравање пакета у независним логичким мрежама Дизајн подмрежа према клијенту и флексибилности Боља администрација и локализација грешака Већа сигурност изолацијом осетљиве опреме

Недостаци:

• Дељењем ИП-а по класама и скоковима, многе ИП адресе се губе Релативно мучан процес ако се то врши ручно. Његова мрежна структура се мења, мораће да се преиспита од почетка. Ако га не разумете, можете обуставити предмет мрежа

Техника подмреже: израчунавање маске подмреже и ИП адресе

Срећом, процес подмреже се бави низом једноставних формула које се памте и примењују и ствари су нам јасне. Дакле, погледајмо то у корацима.

1. Број подмрежа и брза нотација

Запис са којим ћемо наћи проблем израчунавања подмреже биће следећи:

То значи да је мрежни ИП 129.11.0.0 са 16 битова резервираних за мрежу (2 октета). Никада нећемо пронаћи ИП класе Б са идентификатором мањим од 16, као што су остале класе, на пример:

Али ако успемо да пронађемо супериорне идентификаторе док не досегнемо 31, то значи да бисмо узели апсолутно све преостале битове, осим последњег за креирање подмрежа. Последња се не би узимала, јер ће бити потребно оставити нешто да се обраћа домаћинима, зар не?

Као маска подмреже:

На овај начин узимамо 16 фиксних битова за мрежу, још два додатка за подмрежу, а остатак за хостове. То значи да је капацитет домаћина сада смањен на 2 ¹⁴ -2 = 16382, у корист капацитета подмреже, с могућношћу да ради 2 ² = 4.

Погледајмо то опћенито у табели:

2. Израчунајте подмрежу и мрежну маску

Узимајући у обзир ограничење подмреже коју имамо у зависности од ИП класа, представићемо пример корак по корак да видимо како би се то решило.

У њему намеравамо да користимо наш разред Б ИП 129.11.0.0 за стварање 40 подмрежа у једној великој згради. Да ли смо то могли да урадимо са класом Ц? наравно, такође са разредом А.

127.11.0.0/16 + 40 подмреже

Будући да је класа Б, имали бисмо мрежну маску:

Друго питање које ћу решити биће: Колико битова је потребно да бих створио 40 подмрежа (Ц) у овој мрежи? То ћемо знати преласком са децималног на бинарни:

Потребно нам је 6 додатних битова да бисмо створили 40 подмрежа, тако да би маска подмреже била:

3. Израчунајте број хостова по подмрежи и мрежни скок

Сада је време да се зна број рачунара којима можемо да се обратимо у свакој подмрежи. Већ смо видели да потреба 6 бита за подмреже смањује простор за хостове. За њих нам преостаје само 10 бита м = 10 где морамо преузети мрежни ИП и емитовати ИП.

Шта ако свака подмрежа треба имати 2000 хостова шта бисмо радили? Па, очигледно је учитајте у ИП класу А да бисте добили више бита од хостова.

Сада је време за израчунавање мрежног скока, ово је оно што се намерава доделити број ИП за сваку подмрежу која је створена поштујући битове за хостове и битове за подмрежу. Морамо једноставно одузети вредност подмреже добијене у маски од максималне вредности октета, то јест:

Ови скокови су нам потребни у случају да је свака подмрежа испуњена својим максималним капацитетом хоста, тако да морамо поштовати ове скокове како бисмо осигурали скалабилност мреже. На овај начин ћемо избјећи да се реструктуирамо у случају да се повећава са будућности.

4. Само морамо доделити ИП нашим подмрежама

Са свиме што смо раније израчунали, већ имамо све спремно за стварање наших подмрежа, да видимо првих 5 као што би били. Наставили бисмо с подмрежом 40 и још увек бисмо имали довољно простора да дођемо до 64 подмреже са 6 бита.

Да бисмо примијенили ИП подмреже, морамо узети у обзир да 10 битова хоста мора бити на 0 и да је израчунати скок подмреже 4 у 4. Према томе, имамо те скокове у 3. октету и зато је задњи октет 0, колико је добар мрежни ИП. Ову целу колону можемо директно испунити.

Први ИП домаћин једноставно се израчунава додавањем 1 у ИП подмреже, а то нема тајни. Ову целу колону можемо директно испунити.

Сада би најприродније било постављање ИП-а за емитовање, пошто је само питање одузимања 1 од следеће ИП подмреже. На пример, претходни ИП од 127.11.4.0 је 127.11.3.255, па бисмо наставили са свима њима. Када се попуни прва колона, лако је извући ову.

На крају ћемо израчунати последњи ИП домаћин тако што ћемо одузети 1 од емитираног ИП-а. Ова колона ће бити попуњена последња на једноставан начин ако већ имамо адресе емитовања.

Закључци о подмрежи

Процес израчунавања маске подмреже је прилично једноставан ако смо јасни о концептима подмреже, мрежном ИП-у, мрежној маски и подмрежи и адреси емитовања. Поред тога, с неколико врло једноставних формула лако можемо израчунати капацитет за подмреже ИП-а, без обзира на класу и капацитет домаћина, овисно о мрежи која нам је потребна.

Очито ако то радимо ручно и немамо много праксе да радимо децимално до бинарних конверзија, може потрајати и мало дуже, поготово ако то проучавамо за умрежавање у каријери или курс стручне спреме.

Исти поступак ће се провести с ИП класа А и Ц потпуно исти као у примјеру с класом Б. Морамо узети у обзир само опсег адреса које треба узети и њихову идентификатору, остатак је практично аутоматски.

А ако уместо да нам дају ИП и класу , они нам једноставно дају број подмрежа и број хостова, ми ћемо одлучити о класама, правећи одговарајуће претворбе у бинарне и користећи формуле како не бисмо пропустили у прогнозама.

Без додатног дивљања, остављамо вам неколико интересних веза које детаљније покривају остале концепте мреже:

Како је изгледало ваше тело с нашим водичем о томе како израчунати маску подмреже ? Надамо се да је све јасно, јер у супротном тамо имате поље за коментаре да нам поставите било каква питања или ако видите било какву погрешку.