Kako izračunati masko podomrežja (dokončno vodilo za podomrežje)

Tema, s katero se danes ukvarjamo, ni za vse, saj če želimo ustvariti dober vodnik po omrežjih, je nujno, da imamo članek, ki razlaga, kako izračunati podmrežno masko, tehniko, imenovano podomrežje. Z njo lahko IT skrbniki kjer koli zasnovijo omrežno in podomrežno strukturo.

Kazalo vsebine

Če želite to narediti, bomo morali zelo dobro vedeti, kaj je omrežna maska, razredi IP in kako pretvoriti naslove IP iz decimalnih v dvojiške, čeprav za to že imamo članek, ki smo ga naredili pred časom.

Za zdaj se bomo osredotočili na izračun omrežne maske na naslovih IPv4, saj IPv6 še ni dovolj implementiran, da bi ga lahko uporabil v praksi, morda bomo to storili v kasnejšem članku. Brez dodatnega dihanja pridimo k nalogi.

IPv4 naslov in protokol IP

Začnimo na začetku, decimalni številčno nastavljeni IP naslov, ki logično, enotno in neponovljivo in v skladu s hierarhijo identificira omrežni vmesnik. Naslovi IPv4 so ustvarjeni z 32-bitnim naslovom (32 in ničle v binarnem formatu), razporejenim v 4 oktete (skupine 8 bitov), ločene s pikami. Za bolj udobno predstavitev vedno uporabljamo decimalno zapis, kar je neposredno tisto, kar vidimo v gostiteljih in omrežni opremi.

IP naslov služi sistemu za naslavljanje v skladu s protokolom IP ali Internetom. IP deluje na omrežnem nivoju modela OSI in je protokol, ki ni usmerjen v povezavo, zato je izmenjava podatkov mogoča brez predhodnega dogovora med sprejemnikom in oddajnikom. To pomeni, da bo podatkovni paket iskal najhitrejšo pot v omrežju, dokler ne pride do cilja, s skokom iz usmerjevalnika na usmerjevalnik.

Ta protokol je bil implementiran leta 1981, v njem pa ima okvir ali podatkovni paket glavo, imenovano glava IP. V njem so med drugim shranjeni IP naslovi cilja in izvora, tako da usmerjevalnik ve, kam poslati pakete za vsak primer. Poleg tega IP naslovi hranijo podatke o identifikaciji omrežja, v katerem delujejo, in celo o njegovi velikosti ter razlikovanju med različnimi omrežji. To se naredi zahvaljujoč omrežni maski in omrežnemu IP-ju.

Zastopanost in obseg

IP naslov bo imel to nomenklaturo:

Ker ima vsak oktet binarno število 8 ničel in eno, to prevedemo v decimalno zapis, lahko ustvarimo številke od 0 do 255.

V tem članku ne bomo razložili, kako pretvoriti iz decimalnih v dvojiške in obratno, to boste našli tukaj:

Dokončen vodič o tem, kako narediti pretvorbe med sistemi oštevilčenja

Nato nikoli ne moremo imeti naslova IP s številkami, manjšimi od 0 ali večjimi od 255. Ko dosežemo 255, bo naslednja številka spet 0, naslednji oktet pa ena številka do začetka štetja. Podobno kot minutno roko ure.

Kako nastajajo omrežja

Vemo, kaj je IP naslov, kako je predstavljen in za kaj je namenjen, vendar moramo poznati nekaj posebnih IP, da bomo znali izračunati masko podomrežja.

Mrežna maska

Omrežna maska je naslov IP, ki določa obseg ali obseg omrežja. Z njim bomo lahko vedeli število podomrežij, ki jih lahko ustvarimo, in število gostiteljev (računalnikov), ki jih lahko povežemo z njim.

Torej ima maska enake oblike kot naslov IP, vendar se vedno razlikuje po tem, da imajo okteti, ki omejujejo mrežni del, napolnjene z enimi, gostiteljski del pa z ničlami, kot je ta:

To pomeni, da ne moremo poljubno dajati naslovov IP za zapolnitev omrežja z gostitelji, ampak moramo spoštovati omrežni del in del gostitelja. Vedno bomo sodelovali z gostiteljskim delom, ko bomo izračunali omrežni del in vsakemu podomrežju dodelili IP.

IP naslov omrežja

Imamo tudi IP naslov, ki je odgovoren za identifikacijo omrežja, ki mu naprave pripadajo. Razumejmo, da v vsakem omrežju ali podomrežju obstaja identifikacijski naslov IP, ki ga morajo imeti vsi gostitelji skupni, da označujejo svoje članstvo v njem.

Za ta naslov je značilno, da ima del omrežja in del gostitelja vedno pri 0, in sicer na naslednji način:

Lahko bomo 0 oktetov gostiteljskega dela, ki nam jih je nakazala omrežna maska ​​prejšnjega odseka. V tem primeru bi bila 2, druga dva pa za omrežni del in bi bila rezervirana IP.

Naslov oddaje

Naslov oddaje je ravno nasproten omrežnemu naslovu, v njem smo postavili na 1 vse bite oktetov, ki naslovijo gostitelje.

S tem naslovom lahko usmerjevalnik pošlje sporočilo vsem gostiteljem, ki so povezani v omrežje ali podomrežje, ne glede na njihov IP naslov. Za to se uporablja protokol ARP, na primer za dodeljevanje naslovov ali za pošiljanje sporočil o stanju. Torej gre za še en rezerviran IP.

IP naslov gostitelja

In končno imamo še naslov IP gostitelja, v katerem bo omrežni del vedno ostal invaziven in gostiteljski del se bo spremenil na vsakem gostitelju. V primeru, ki ga jemljemo, bi bil ta obseg:

Nato bi lahko naslovili 2 ¹⁶ -2 gostitelja, to je 65.534 računalnikov, ki odštejeta dva naslova za omrežje in oddajanje.

IP razredi

Do zdaj je bilo preprosto, kajne? Že vemo, da so določeni naslovi IP rezervirani za omrežje, oddajanje in masko, vendar razredov IP še nismo videli. Učinkovito so ti naslovi razdeljeni na družine ali razrede, da bi razlikovali namene, za katere bodo uporabljeni v vsakem primeru.

Z razredi IP ločimo obseg vrednosti, ki jih to lahko sprejme v omrežnem delu, število omrežij, ki jih je mogoče ustvariti z njimi, in število gostiteljev, ki jih je mogoče obravnavati. Skupaj imamo 5 razredov IP, ki jih določa IETF (Internet Engineering Task Force):

Upoštevajte, še ne govorimo o izračunu maske podomrežja, ampak o sposobnosti ustvarjanja omrežij. Takrat bomo videli podomrežje in njegove podrobnosti.

• Razred A Razred B Razred D Razred E

IP-ji primera A se uporabljajo za ustvarjanje zelo velikih omrežij, na primer internetnega omrežja in dodelitve javnih IP-jev našim usmerjevalnikom. Čeprav lahko res imamo katerega koli drugega IP-ja razreda B ali C, imam na primer razred B. Vse bo odvisno od IP-jev, ki jih je ponudnik ponudnika internetnih storitev sklenil, kar bomo nekaj razložili v nadaljevanju. V razredu A imamo bit identifikatorja razreda, tako da lahko naslavljamo le 128 omrežij in ne 256, kot bi pričakovali.

Zelo pomembno je vedeti, da v tem razredu obstaja območje IP, rezervirano za Loopback, in je od 127.0.0.0 do 127.255.255.255. Loopback se uporablja za interno dodeljevanje IP gostitelju, naša ekipa ima interno IP 127.0.0.1 ali "localhost", s katerim preverja, ali je sposoben pošiljati in prejemati pakete. Torej teh naslovov jih načeloma ne bomo mogli uporabljati.

IP-ji razreda B se uporabljajo za srednja omrežja, na primer v območju mesta, tokrat imata dva okteta za ustvarjanje omrežij in še dva za naslov gostiteljev. Razred B je določen z dvema omrežnima bitov.

IP-ji razreda C so najbolj znani, saj ima praktično vsak uporabnik z domačim internetom usmerjevalnik, ki svojemu notranjemu omrežju dodeli IP razreda C. Usmerjena je v majhna omrežja, tako da 1 en oktet za gostitelje in 3 za omrežje. V računalnik naredite ipconfig in se prepričajte, da je vaš IP razred C. V tem primeru se za določitev razreda vzamejo 3 bitovi omrežja.

Razred D se uporablja za večpredstavna omrežja, kjer usmerjevalniki pošiljajo pakete vsem povezanim gostiteljem. Torej se bo ves promet, ki vstopi v takšno omrežje, prenašal na vse gostitelje. Ni primerno za mreženje.

Končno je razred E zadnji preostali obseg in se uporablja samo za mreženje v raziskovalne namene.

V zvezi s to temo je nekaj precej pomembnega to, da trenutno dodeljevanje naslovov IP v omrežjih ustreza načelu brezvrstne meddomene (CIDR). To pomeni, da so IP-ji dodeljeni ne glede na velikost omrežja, zato imamo lahko javni IP razreda A, B ali C. Za kaj je torej vse to? No, da bi razumeli, kako pravilno delujejo podomrežja.

Kaj je podomrežje ali podomrežje

Bližimo se izračunu podomrežne maske, očesa in ne omrežja. Tehnika podomreženja je sestavljena iz delitve omrežij na različne manjše mreže ali podomrežja. Na ta način lahko računalniški ali omrežni skrbnik razdeli notranje omrežje velike zgradbe na manjše podomreže.

S tem lahko dodelimo različne funkcije, z različnimi usmerjevalniki in na primer izvedemo Active Directory, ki vpliva samo na eno podomrežje. Ali pa ločite in izolirate določeno število gostiteljev od preostalega omrežja v podomrežju. Na področju omrežij je izredno uporaben, saj vsaka podmreža deluje neodvisno od druge.

Delo usmerjevalnikov je lažje tudi pri podomrežjih, saj odpravlja zastoje v izmenjavi podatkov. In končno, za upravo je veliko lažje odpraviti napake in opraviti vzdrževanje.

Naredili bomo to z naslovom IPv4, čeprav je možno narediti tudi podomrežja z IPv6, ki imajo najmanj 128 bitov za naslove gostiteljev in omrežij.

Prednosti in slabosti podomrežja

Za to tehniko je vsekakor treba biti zelo jasen glede konceptov naslova IP, razredov, ki obstajajo in vsega, kar smo razložili zgoraj. K temu dodamo še potrebo po tem, kako preiti iz binarnega v decimalno in obratno, tako da če bomo postopek nameravali opraviti ročno, lahko traja veliko časa.

Prednosti:

• Izolacije v omrežnih segmentih Paketno usmerjanje v neodvisnih logičnih omrežjih Oblikovanje podomrežij glede na odjemalca in prilagodljivost Boljša administracija in lokalizacija napak Večja varnost z izolacijo občutljive opreme

Slabosti:

• Z deljenjem IP na razrede in hmelja se zapravi veliko IP naslovov. Relativno mučen postopek, če se opravi ročno. Spremembe strukture omrežja bi bilo treba preračunati od začetka. Če ga ne razumete, lahko prekinete zadevo omrežij

Tehnika podomrežja: izračunajte masko podomrežja in naslove IP

Na srečo se v podomrežju ukvarja vrsta preprostih formul, ki si jih je treba zapomniti in uporabiti, in stvari so nam jasne. Torej, poglejmo ga po korakih.

1. Število podomrežij in hitro zapisovanje

Poimenovanje, s katerim bomo našli težavo izračunavanja podomrežja, bo naslednje:

To pomeni, da je omrežni IP 129.11.0.0 s 16 biti rezerviranih za omrežje (2 okteta). Nikoli ne bomo našli IP razreda B z identifikatorjem, manjšim od 16, kot na primer drugi razredi:

Če pa lahko najdemo superiorne identifikatorje, dokler ne pridemo do 31, torej bi vzeli absolutno vse preostale bite, razen zadnjega za ustvarjanje podomrež. Zadnjega ne bi vzeli, ker bo treba pustiti nekaj za naslov gostiteljev, kajne?

Kot maska ​​podomrežja:

Na ta način jemljemo 16 fiksnih bitov za omrežje, še dva dodatka za podomrežje in ostalo za gostitelje. To pomeni, da se zmogljivost gostiteljev zdaj zmanjša na 2 ¹⁴ -2 = 16382 v korist podmrežne zmogljivosti z možnostjo, da to storite 2 ² = 4.

Poglejmo si to na splošno v tabeli:

2. Izračunajte podmrežo in omrežno masko

Upoštevajoč omejitev podomrežja, ki jo imamo glede na razrede IP, bomo korak za korakom predstavili primer, da bi videli, kako bi to rešili.

V njem nameravamo uporabiti naš razred B IP 129.11.0.0 za ustvarjanje 40 podomrežij v eni veliki zgradbi. Bi to lahko storili z razredom C? seveda in tudi z razredom A.

127.11.0.0/16 + 40 podomrežja

Kot razred B bi imeli mrežno masko:

Drugo vprašanje, ki ga moram rešiti, bo: Koliko bitov potrebujem, da ustvarim 40 podomrežij (C) v tem omrežju? To bomo vedeli tako, da bomo prehajali iz decimalnih v binarne:

Za ustvarjanje 40 podomrež potrebujemo 6 dodatnih bitov, tako da bo maska ​​podomrežja:

3. Izračunajte število gostiteljev po podomrežju in omrežnem skoku

Zdaj je čas, da vemo, koliko računalnikov bomo lahko naslovili v vsaki podomreži. Že smo videli, da potreba 6 bitov za podomrežja zmanjšuje prostor za gostitelje. Zanje nam ostane le 10 bitov m = 10, kjer moramo prenesti omrežni IP in oddajati IP.

Kaj če bi vsaka podomreža imela 2000 gostiteljev, kaj bi naredili? No, očitno naložite v IP razred A, da dobite več bitov od gostiteljev.

Zdaj je čas, da izračunamo omrežni hop, to je tisto, kar je namenjeno dodelitvi številke IP za vsako podomrežje, ki je ustvarjeno ob upoštevanju bitov za gostitelje in bitov za podomrežo. Moramo preprosto odšteti vrednost podomrežja, dobljeno v maski, od največje vrednosti okteta, to je:

Te skoke potrebujemo v primeru, da je vsaka podomrežja zapolnjena s svojo največjo zmogljivostjo gostitelja, zato moramo spoštovati te skoke, da zagotovimo razširljivost omrežja. Na ta način se bomo izognili prestrukturiranju, če se bo to povečalo s prihodnostjo.

4. Našim podomrežjem moramo dodeliti IP

Z vsem, kar smo že izračunali, imamo že vse pripravljeno za izdelavo naših podomrežij, poglejmo prvih 5, kot bi bili. Nadaljevali bi s podomrežjem 40 in še vedno bi imeli dovolj prostora, da bi s 6 biti prišli do 64 podomrež.

Za uporabo podomrežja IP moramo upoštevati, da mora biti 10 gostiteljskih bitov 0 in da je izračunani skok podomreže 4 v 4. Zato imamo te skoke v 3. oktetu in zato je zadnji oktet 0, kako dober omrežni IP je. Celoten stolpec lahko izpolnimo neposredno.

Prvi gostiteljski IP preprosto izračunamo tako, da dodamo 1 podmrežju IP, to nima skrivnosti. Celoten stolpec lahko izpolnimo neposredno.

Zdaj je najbolj naravno, da postavite IP oddajanja, saj gre le za odštevanje 1 od naslednjega IP podomrežja. Na primer, prejšnji IP 127.11.4.0 je 127.11.3.255, zato bi nadaljevali z vsemi njimi. Ko je prvi stolpec izpolnjen, je enostavno to izvleči.

Končno bomo izračunali zadnji gostiteljski IP tako, da bomo od odštetega IP odšteli 1. Ta stolpec bo na preprost način izpolnjen zadnji, če že imamo narejene naslove oddaj.

Sklepi o podomrežju

Postopek izračunavanja podomrežne maske je dokaj preprost, če smo jasni glede konceptov podomrežja, omrežnega IP-ja, omrežne maske in podomrežja ter naslova oddaje. Poleg tega lahko z nekaj zelo enostavnimi formulami enostavno izračunamo zmogljivost podomrežja IP ne glede na razred in zmogljivost gostitelja, odvisno od omrežij, ki ga potrebujemo.

Očitno če to počnemo ročno in nimamo veliko prakse, da bi delali decimalno do binarnih pretvorb, lahko traja še malo dlje, še posebej, če se tega učimo za poklicno mreženje ali poklicno diplomo.

Ta isti postopek bo izveden pri IP-jih razredov A in C natančno kot primer s razredom B. Upoštevati moramo le obseg naslovov in njihov identifikator, ostalo je praktično samodejno.

In če nam namesto dajejo IP in razred , nam preprosto dodelijo število podomrežij in število gostiteljev, bomo mi tisti, ki bomo odločali o razredu, ustrezne pretvorbe naredili v binarne datoteke in uporabili formule, da ne bomo manjkali pri napovedih.

Brez dodatnega prepuščanja vam puščamo nekaj zanimivih povezav, ki podrobneje pokrivajo druge koncepte omrežja:

Kako je vaše telo gledalo z našo vadnico, kako izračunati masko podomrežja ? Upamo, da je vse jasno, sicer imate tam polje za komentar in nam pošljete kakršna koli vprašanja ali če vidite kakšno napako.