Как найти маску сегмента

Маска сети — что это. Как с ее помощью определить IP-адрес узла

Опубликовано 21.10.2022

IP-адрес сети

Чтобы корректно настроить сетевой протокол TCP/IP, «Виндовс» необходимы IP-адрес, маска сети и шлюз по умолчанию. Пользователь может сделать это вручную, но предварительно нужно представить принцип создания айпи и его разделения на сети и подсети. IP-адрес — это номер, который присваивают любому устройству в сети TCP/IP (хосту). Он уникален, состоит из 32 бит, и в десятичном исчислении выглядит как, например, 192.164.122.116. Это произвольное число, и в нашей статье мы будем им оперировать для наглядности. Преобразуем его в двоичное выражение в виде четырех октетов 11000000.10100100.01110000.01110100. Для понимания того, что является маской сети, нам необходимо именно двоичное представление числа.

Глобальной сети WAN при регулировании передачи данных не нужно знать, где именно находится конечный хост, которому предназначена конкретная информация. Маршрутизаторам достаточно сведений об адресе ЛВС , где расположено устройство. После получения пакета данных локалка сама перенаправляет его определенному хосту.

Маска адреса сети

Принцип организации передачи информации заложен в IP-адресе. Если взять наш пример 192.164.122.116, то 192.164.122.0 — это адрес сети, а 0.0.0.116 — адрес хоста. Но граница между этими адресами плавающая. То есть одинаковый айпи в десятичном выражении 192.164.122.116 может принадлежать двум разным компьютерам (или другим устройствам) в различных локалках. Чтобы в этом разобраться, рассмотрим снова адрес в двоичном выражении — 11000000.10100100.01110000.01110100. Это может указывать на сеть 11000000.10100100.01110000 с узлом 01110100. Или же ЛВС 11000000.10100100 с хостом 01110000.01110100. Чтобы точно понять, где адрес сети, а где — узла, применяют маску сети (подсети).

Это — не отдельный айпи, а инструкция, позволяющая правильно прочитать IP-адрес. Если применяется к IPv4, то содержит также 32 бит, к IPv6 — 128 бит. При выражении маски сети в двоичном исчислении сначала идут единицы, затем — нули. Перемешивания чисел не допускается, т. к. «1» указывают на адрес ЛВС, «0» — на адрес хоста. Например, маска 11111111.11111111.11110000.00000000 в десятичном выражении выглядит как 255.255.240.0. Переведя IP-адрес в двоичное исчисление, мы поймем, где адрес локалки, а где — конкретного устройства.

Внимание! Маска не может выглядеть как 11111111.11111111.11110100.00000000 или 255.255.244.0, т. к. всегда сначала идут единицы, а затем — нули.

Префикс маски подсети

Для удобства применяют префикс маски. Он вычисляется просто — складывают все первые единички. В вышеуказанном примере префикс составляет 20. Поэтому наш IP-адрес можно записать как 192.164.122.116/20. Расшифруем. В двоичном выражении 11000000.10100100.01110000.01110100 первые 20 цифр будут адресом сети, оставшиеся 12 укажут на хост. По маске можно понять, сколько возможных айпи входит в ЛВС. Если, например, префикс 21, то на хост приходится 11 цифр. 2¹¹ = 2048. 2 адреса уберем, т. к. они используются под свои цели. Получаем 2046 возможных адресов.

Сети и их классы

Большую ЛВС в организации обычно делят на подсети, причем формально между ними и сетями нет никаких различий. Такой подход удобен системному администратору. В каждой подсети возможно применять разные сетевые архитектуры и технологии. Например, подключение в одной организовано через Ethernet, в другой — WiFi, в третьей — Token Ring и т. д. Все локалки коммуницируют между собой. Внутри ЛВС для передачи данных используют широковещательный трафик, что позволяет снизить нагрузку на каналы связи. В этом случае запросы не идут через маршрутизатор, а отсылаются от одного устройства всем хостам в составе конкретной локалки. Если же пользователю необходимо выйти в интернет, то сигнал проходит уже через роутер. Как раз маска сети и помогает определить, какие хосты размещены в одной подсети, а какие — в других. Когда устройство пытается связаться с другим узлом, оно сравнивает его маску и айпи со своим. Если оно понимает, что хост расположен в локальной подсети, то передает сведения напрямую. Если же узел размещен в удаленной сети, то компьютер отправляет информацию на маршрутизатор (шлюз по умолчанию, назначенный в свойствах TCP/IP). И роутер уже отвечает за дальнейшее движение пакета.

Классы сетей

Все IP-адреса разделены на классы, каждому из которых присвоена своя маска подсети. За это отвечает организация InterNIC. Чаще всего используют ЛВС класса A, B и C:

• Сегменту A отведена маска 255.0.0.0. В I октете применяются значения от 0 до 127. Пример класса A — 48.33.56.12.
• Сегмент B использует маску 255.255.0.0. В I октете находятся значения в интервале 128—191. Пример класса B — 182.43.56.24.
• Сегмент C работает с маской 255.255.255.0. В I октете используются значения от 192 до 223. Пример класса C — 192.168.118.13.

Также имеются классы D и E, но для работы обычных пользователей они не применяются.

Как образовать подсети с помощью маски

Как пример возьмем ситуацию, когда ЛВС, которую обслуживает системный администратор, размещена в 3 разных населенных пунктах, и все три части объединены маршрутизатором TCP/IP. Каждая из подсетей состоит из 40 узлов. Выделена локалка класса C, например, 192.164.122.0. Сисадмин может использовать айпи с 192.164.122.1 по 192.164.122.254 (2⁸-2=254, т. к. маска сети сегмента C предоставляет только 8 цифр для адреса узла).

Внимание! Адреса типа 192.164.122.0 и 192.164.122.255 не используются. Первый служит для определения локалки, без конкретизации устройства. Второй служит для доставки информации каждому хосту. Поэтому начальное и конечное значение айпи в любой ЛВС либо подсети нельзя присваивать конкретному устройству.

Теперь необходимо присвоить айпи 254 хостам. При нахождении всех 120 устройств в одной локалке распределить адреса между ними очень просто. Но в нашем примере узлы размещены в 3 отдельных физических сетях. Сисадмин может запросить дополнительные айпи, но есть и более практичный вариант — разделить ЛВС на подсети и грамотно распределить выделенный диапазон. Посмотрим, как это делается.

Первым делом необходимо разбить локалку на 4 подсети при помощи маски сети. Для этого как бы заимствуем биты из диапазона адресов узлов и за счет них увеличим сетевой адрес. Применим маску не 255.255.255.0, а 255.255.255.192. В двоичном исчислении последнее выражение выглядит как 11111111.11111111.11111111.11000000. Для хоста остается 6 нулей, а 2⁶-2=62 адреса. То есть новая маска разделит локалку 192.164.122.0 на 4 подсети:

• 00000000;
• 01000000;
• 10000000;
• 11000000.

В каждой подсети можно подключить по 62 устройства. 

Подсети	Адреса подсетей в десятичном выражении	Допустимые адреса	В IV октете нельзя использовать
00000000	192.164.122.0	192.164.122.1—62	192.164.122.0 192.164.122.63
01000000	192.164.122.64	192.164.122.65—126	192.164.122.64 192.164.122.127
10000000	192.164.122.128	192.164.122.129—190	192.164.122.128 192.164.122.191
11000000	192.164.122.192	192.164.122.193—254	192.164.122.192 192.164.122.255

Как пример возьмем 2 адреса хостов — 192.164.122.83 и 192.164.122.216. Если сисадмин применяет маску 255.255.255.0, то оба айпи принадлежат сети 192.164.122.0. Если же работает маска 255.255.255.192, то эти два IP-адреса размещены в разных подсетях — 192.164.122.64 и 192.164.122.192.

Чтобы компьютеры и другие устройства имели беспрепятственную связь друг с другом внутри ЛВС и через маршрутизатор, необходимо при ручной настройке протокола TCP/IP корректно указывать маску подсети, IP-адрес и шлюз по умолчанию.

Заключение

Если у вас возникли дополнительные вопросы по использованию маски сети, обратитесь в компанию «АйТи Спектр» по телефону или через форму обратной связи. Мы предоставим вам грамотную консультацию, а также поможем с администрированием сетей.

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
00001111.11011001.11101000.11110101
9) 01000101.00010100.00111011.01010000
10) 00101011.11110011.10000010.00111101

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<128, поэтому не попадаем под условие и отбрасываем этот вариант.

Ок. Выяснили, что S надо выделить не меньше 7 бит. Теперь посмотрим, что осталось под хосты.
Если N + S + H = 32 => 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.

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.

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.

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.

11 сентября 2013 г.

IP-адрес — это массив битов. Принцип IP-адресации — выделение диапазона IP-адресов, в котором некоторые битовые разряды имеют фиксированные значения, а остальные разряды пробегают все возможные значения. Блок адресов задаётся указанием начального адреса и маски подсети. Бесклассовая адресация основывается на переменной длине маски подсети (англ. variable length subnet mask, VLSM), в то время, как в классовой (традиционной) адресации длина маски строго фиксирована 0, 1, 2 или 3 установленными октетами.

Маски и размеры подсетей

A

,

B

,

C

— традиционные классы адресов. M — миллион, K — тысяча.

• Частоупотребимые маски
• Все маски

Маска	Десятеричная запись	# подсетей	# адресов	Класс
/1	128.0.0.0		2048 M	128 A
/2	192.0.0.0		1024 M	64 A
/3	224.0.0.0		512 M	32 A
/4	240.0.0.0		256 M	16 A
/5	248.0.0.0		128 M	8 A
/6	252.0.0.0		64 M	4 A
/7	254.0.0.0		32 M	2 A
/8	255.0.0.0		16 M	1 A
/9	255.128.0.0		8 M	128 B
/10	255.192.0.0		4 M	64 B
/11	255.224.0.0		2 M	32 B
/12	255.240.0.0		1024 K	16 B
/13	255.248.0.0		512 K	8 B
/14	255.252.0.0		256 K	4 B
/15	255.254.0.0		128 K	2 B
/16	255.255.0.0		64 K	1 B
/17	255.255.128.0	2	32 K	128 C
/18	255.255.192.0	4	16 K	64 C
/19	255.255.224.0	8	8 K	32 C
/20	255.255.240.0	16	4 K	16 C
/21	255.255.248.0	32	2 K	8 C
/22	255.255.252.0	64	1 K	4 C
/23	255.255.254.0	128	512	2 C
/24	255.255.255.0	256	256	1 C
/25	255.255.255.128	2	128	1/2 C
/26	255.255.255.192	4	64	1/4 C
/27	255.255.255.224	8	32	1/8 C
/28	255.255.255.240	16	16	1/16 C
/29	255.255.255.248	32	8	1/32 C
/30	255.255.255.252	64	4	1/64 C
/31	255.255.255.254		2	1/128 C
/32	255.255.255.255	Ограниченный широковещательный адрес.

Количество адресов подсети не равно количеству возможных узлов. Нулевой IP-адрес резервируется для идентификации подсети, последний — в качестве широковещательного адреса. Таким образом, в реально действующих сетях возможно количество узлов на два меньшее количества адресов.

Зарезервированные адреса

Некоторые адреса IPv4 зарезервированы для специальных целей и не предназначены для глобальной маршрутизации.

Подсеть	Назначение
0.0.0.0/8	Адреса источников пакетов «этой» («своей») сети, предназначены для локального использования на хосте при создании сокетов IP. Адрес 0.0.0.0/32 используется для указания адреса источника самого хоста.
10.0.0.0/8	Для использования в частных сетях.
127.0.0.0/8	Подсеть для коммуникаций внутри хоста (см.: localhost).
169.254.0.0/16	Канальные адреса; подсеть используется для автоматического конфигурирования адресов IP в случае отсутствия сервера DHCP.
172.16.0.0/12	Для использования в частных сетях.
100.64.0.0/10	Для использования в сетях сервис-провайдера.
192.0.0.0/24	Регистрация адресов специального назначения.
192.0.2.0/24	Для примеров в документации.
192.168.0.0/16	Для использования в частных сетях.
198.51.100.0/24	Для примеров в документации.
198.18.0.0/15	Для стендов тестирования производительности.
203.0.113.0/24	Для примеров в документации.
240.0.0.0/4	Зарезервировано для использования в будущем.
255.255.255.255	Ограниченный широковещательный адрес.

Зарезервированные адреса, которые маршрутизируются глобально.

Подсеть	Назначение
192.88.99.0/24	Используются для рассылки ближайшему узлу. Адрес 192.88.99.1/32 применяется в качестве ретранслятора при инкапсуляции IPv6 в IPv4 (6to4).
224.0.0.0/4	Используются для многоадресной рассылки.

Калькулятор для расчета адресов в подсети и сетевых масок

Источники

• Variable Length Subnet Table For IPv4 (RFC 1878) (исправленные таблицы )
• Понятие TCP/IP-адресации и основные сведения о подсетях
• Классовая адресация
• Бесклассовая адресация

1. Каждый компьютер в Интернете имеет уникальный адрес, идентифицирующий его личность, то есть IP-адрес. Использование доменного имени фактически должно быть преобразовано в IP-адрес.

2. Классификация IP-адресов:
Тип A: 000 ~ 127, маска подсети по умолчанию: 255.0.0.0
Тип B: 128 ~ 191, маска подсети по умолчанию: 255.255.0.0
Тип C: 192 ~ 223, маска подсети по умолчанию: 255.255.255.0
Тип D: 224 ~ 239
Тип E: 240 ~ 255
 

3. Предположим, что существует IP-адрес 180.210.242.131, то есть 10110100.11010010.11110010.10000011.
В то же время укажите маску подсети 255.255.248.0, то есть 11111111.11111111.11111000.00000000, затем

Номер сети: два соединены AND, то есть 10110100.11010010.11110000.00000000 (180.210.240.0)
Номер хоста: маска подсети переворачивается, а затем объединяется AND с IP, то есть 00000000.00000000.00000010.10000011 (0.0.2.131)
Номер подсети: этот IP-адрес изначально является адресом класса B, маска подсети по умолчанию — 255.255.0.0, поэтому исходный номер сети — 16 бит, но его фактический номер сети — 21 бит, Is чтобы заимствовать 5 сетевых битов, чтобы его можно было разделить на 2 ^ 5 подсетей, то есть фактически используются 32 и 30. Этот сегмент сети может вместить 2 ^ 11 хостов, то есть 2048, а фактически 2046. Номер сети и транслировать.

IP-адрес используется для присвоения номера компьютеру в Интернете. Каждый день видит, что каждому подключенному к сети ПК нужен IP-адрес для нормальной связи. Мы можем сравнить «персональный компьютер» с «телефоном», тогда «IP-адрес» эквивалентен «номеру телефона», а маршрутизатор в Интернете эквивалентен «программно управляемому коммутатору» телекоммуникационного бюро. К
IP-адрес представляет собой 32-битное двоичное число, обычно разделенное на 4 «8-битных двоичных числа» (то есть 4 байта). IP-адрес обычно выражается в десятичном формате с разделительными точками в форме (a.b.c.d), где a, b, c и d — десятичные целые числа от 0 до 255. Пример. Десятичный IP-адрес с точками (100.4.5.6) на самом деле является 32-битным двоичным числом (01100100.00000100.00000101.00000110).

Тип A, Тип B, Тип C

---

концепция	особенность	Сетевой диапазон	Маска по умолчанию
Адрес класса А	Первый бит первых 8 бит всегда равен 0	0-127.x.x.x	255.0.0.0/8
Адрес класса B	Первый и второй биты первых 8 бит всегда равны 10	128-191.x.x.x	255.255.0.0/16
Адрес класса C	Первый, второй и третий биты первых 8 бит всегда равны 110	192-y.x.x.x	255.255.255.0/24

специальный

---

Класс D начинается с 1110 для многоадресной рассылки
Класс E начинается с 11110 для сохранения научных исследований.

При разделении объема работ необходимо обратить внимание на следующие моменты:
Тип A с 1.0.0.0 до 126.255.255.255
Тип B От 128.0.0.0 до 191.255.255.255
Тип C от 192.0.0.0 до 223.255.255.255
, где адресное пространство сегмента 172.x.x.x является зарезервированным адресом обратной связи.

IP-адрес включает сетевой адрес + адрес хоста, то есть IP-адрес = сетевой адрес + адрес хоста.

адрес веб-сайта:
1. Если это адрес сегмента C 192, то сетевой адрес: 192.168.1.0, а маска адреса: 255.255.255.0. К
2. Если маска адреса: 255.255.0.0, то сетевой адрес: 192.168.0.0. К
3. Большая часть сетевого адреса определяется маской адреса. К
Адрес хоста:

Например, IP-адрес — 202.112.14.137, а маска — 255.255.255.224,

Сетевой адрес — 202.112.14.128, номер подсети — 128.

Адрес хоста — 202.112.14.137.

Маска подсети

---

Маска подсети (маска подсети) также называется сетевой маской, адресной маской и маской подсети. Она используется, чтобы указать, какие биты IP-адреса идентифицируют подсеть, где расположен хост, а какие биты идентифицируют. Является ли битовой маской хоста. .

Маска подсети не может существовать одна, она должна использоваться вместе с IP-адресом. Маска подсети имеет только одну функцию — разделить IP-адрес на две части: сетевой адрес и адрес хоста. К
Маска подсети — это 32-битный адрес, который используется для маскировки части IP-адреса, чтобы различать идентификатор сети и идентификатор хоста, а также указывать, находится ли IP-адрес на LAN или удаленная сеть.

Маска подсети маскирует битовую комбинацию «все 1» сетевой части IP-адреса. Для адресов класса A маска подсети по умолчанию — 255.0.0.0; для адресов класса B маска подсети по умолчанию — 255.255.0.0; для адресов класса C маска подсети по умолчанию — 255.255. 255.0.0.

• С помощью маски подсети вы можете определить, находятся ли два IP-адреса в одной локальной сети.

• Маска подсети показывает, сколько бит — это номер сети, а сколько — номер хоста.

Шлюз

---

Шлюз (Gateway) также называют сетевым соединителем и преобразователем протокола. Шлюз по умолчанию — это наиболее сложное устройство межсетевого взаимодействия на сетевом уровне для обеспечения сетевого взаимодействия. Он используется только для соединения двух сетей с разными протоколами высокого уровня. Структура шлюза аналогична структуре маршрутизатора, за исключением уровня межсетевого взаимодействия. Шлюз может использоваться как для подключения к глобальной сети, так и для подключения к локальной сети.

Шлюз — это, по сути, IP-адрес из одной сети в другие сети.

Например, есть сеть A и сеть B, диапазон IP-адресов сети A: «192.168.1.1 ~ 192. 168.1.254», маска подсети 255.255.255.0; диапазон IP-адресов сети B: «192.168. 2.1 ~ 192.168. 2.254 «, маска подсети 255.255.255.0.

Без маршрутизатора связь TCP / IP между двумя сетями невозможна. Даже если две сети подключены к одному коммутатору (или концентратору), протокол TCP / IP будет основан на маске подсети (255.255) .255.0) Определите, что хосты в двух сетях находятся в разных сетях.

Чтобы реализовать связь между этими двумя сетями, он должен проходить через шлюз. Если хост в сети A обнаруживает, что хост-адресат пакета данных не находится в локальной сети, он пересылает пакет данных на свой собственный шлюз, который затем пересылает его на шлюз сети B, а шлюз сети B пересылает. это к какой-то сети B.

Следовательно, только установив IP-адрес шлюза, протокол TCP / IP может реализовать взаимную связь между разными сетями. Итак, IP-адрес какой машины это IP-адрес? IP-адрес шлюза — это IP-адрес устройства с функцией маршрутизации. К устройствам с функцией маршрутизации относятся маршрутизаторы, серверы с поддержкой протокола маршрутизации (по сути, эквивалент маршрутизатора) и прокси-серверы (также эквивалентные маршрутизатору).

Адрес трансляции

---

Адрес широковещания (широковещательный адрес) — это адрес, специально используемый для одновременной отправки на все рабочие станции в сети.

В сети, использующей протокол TCP / IP, IP-адрес с сегментом идентификатора хоста идентификатора хоста всех единиц является широковещательным адресом, и широковещательные пакеты передаются на все компьютеры, участвующие в сегменте идентификатора хоста. Например, для сегмента сети 10.1.1.0 (255.255.255.0) его широковещательный адрес — 10.1.1.255 (255 — это 11111111 в двоичном формате). Когда отправляется пакет (пакет) с адресом назначения 10.1.1.255, он Будет распространяться на все компьютеры в сетевом сегменте.

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

---

• Преобразуйте IP-адрес и маску подсети в двоичное, маска подсети со всеми единицами — это сетевой адрес, оборотная сторона — это адрес хоста, сетевой адрес перед пунктирной линией и адрес хоста после пунктирной линии.

• IP-адрес и маска подсети соединяются оператором AND, и в результате получается сетевой адрес (то есть номер хоста, все 0 — это сетевой адрес).

• Сетевой адрес в результате операции не изменяется, адрес хоста становится 1, а результатом является широковещательный адрес.

• Диапазон адресов — все хосты, включенные в этот сегмент сети.

Сетевой адрес +1 — это первый адрес хоста, а широковещательный адрес -1 — это последний адрес хоста.
Видно, что диапазон адресов: от сетевого адреса +1 до широковещательного адреса -1.

• Количество хостов = 2 ^ количество двоичных цифр хоста-2

Вычтите 2, потому что хост не включает сетевой адрес и широковещательный адрес.

Пример
IP-адрес хоста — 202.112.14.137, а маска — 255.255.255.224. Требуется вычислить сетевой адрес и широковещательный адрес сети, в которой расположен хост.

Номер сети + номер хоста можно разделить в соответствии с маской подсети.

---

255.255.255.224Преобразовать в двоичный:

11111111 11111111 11111111 11100000

Номер сети состоит из 27 цифр, а номер хоста — из 5 цифр.

Сетевой адрес: преобразовать IP-адрес в двоичный и маску подсети для операции И.

11001010 01110000 00001110 10001001

IP-адрес и маска подсети

<code class="hljs haml has-numbering" style="display: block; padding: 0px; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: 'Source Code Pro', monospace;font-size:undefined; white-space: pre; border-radius: 0px; word-wrap: normal; background: transparent;">11001010 01110000 00001110 10001001

11111111 11111111 11111111 11100000

-<span class="ruby" style="box-sizing: border-box;">-----------------------------------------------------
</span>
11001010 01110000 00001110 10000000</code><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li></ul><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li></ul>

То есть: 202.112.14.128

Рассчитать широковещательный адрес

---

Широковещательный адрес: все биты хоста сетевого адреса становятся 1, 10011111 равно 159, то есть: 202.112.14.159

Количество хостов

---

Номер хоста состоит из 5 цифр, поэтому в этом адресе может быть только один хост.

Поскольку все 0 используются как сетевой адрес, а все 1 используются как широковещательный адрес

Спланируйте адрес подсети и рассчитайте маску подсети в соответствии с количеством хостов в каждой сети.

---

Это также можно рассчитать в соответствии с указанными выше принципами.

Например, в подсети 10 хостов, тогда IP-адрес, необходимый для этой подсети, будет следующим:
10＋1＋1＋1＝13 
Примечание. Первая добавленная 1 относится к адресу шлюза, необходимому для этого сетевого подключения, а следующие две 1 относятся к сетевому адресу и широковещательному адресу соответственно. К
Поскольку 13 меньше 16 (16 равно 2 в четвертой степени), бит хоста составляет 4 бита.

И 256-16 = 240, поэтому маска подсети 255.255.255.240.

Если в подсети 14 хостов, распространенная ошибка многих людей заключается в том, что они по-прежнему выделяют подсеть с 16 адресными пространствами и забывают выделить адрес шлюзу. Это неправильно, потому что:
14＋1＋1＋1＝17 
17. Оно больше 16, поэтому мы можем выделить подсеть только с 32 адресами (32 равно 5-й степени 2). На данный момент маска подсети: 255.255.255.224.

5) Количество хостов

206 110 4 0/18 делится на 16 подсетей, каждая маска подсети?

---

(Разделено на 16 подсетей, в соответствии с маской подсети / 18, всего 18 подсетей, и 4 бита из бита хоста IP-адреса заимствованы для использования в качестве сетевого бита!)

Маска подсети 255.255.252.0.

Количество хостов, которые могут быть размещены в каждой подсети, составляет 1024.

Разрешите дать вам развернутый ответ:

206.110.1.0 / 18 Из последних / 18 мы можем узнать, что этот IP-адрес указал, что его сетевой бит равен 18 битам, а маска подсети по умолчанию — 11111111.11111111.11 | 000000.00000000 (где 1 представляет сетевой бит, а 0 представляет бит хоста )

Можно видеть, что количество битов, с которыми мы можем работать, равно 14 нулям позади, что означает, что мы можем разделить несколько битов на земле как сетевые биты подсети, а затем разделить подсеть. Требование состоит в том, чтобы разделить подсети на 16. Мы знаем, что 4-я степень 2 равна 16, что означает, что количество битов в подсети равно 4, а 14-4 = 10 — бит хоста подсети. Таким образом, двоичная строка, которую я написал выше, может выглядеть так: 11111111.11111111.111111 | 00.00000000 (где 1 представляет сетевой бит, а 0 представляет бит хоста)

Что означает IP-сегмент / номер, например 192.168.0.1/24?

---

Последнее число указывает количество цифр в нашем сетевом номере, то есть сколько цифр в маске подсети равно 1

129.168.1.1 / 24 Это 24 означает, что номер сети состоит из 24 цифр.

Это то же самое, что сказать нам

Маска подсети:11111111 11111111 11111111 00000000

который:255.255.255.0

/ 27 в 172.16.10.33/27

Другими словами, маска подсети255.255.255.224Т.е. 27 все 1

11111111 11111111 11111111 11100000

приложение

---

16-30 цифр номер сети — цифры маски, общее количество IP, таблица запросов маски подсети

---

IP section / 27/29/30 шлюз, маска подсети, запрос широковещательного адреса
Доступный IP-запрос, таблица соответствия IP-сегментов

Количество битов маски	Всего IP	Маска подсети	Номер секции C
/30	4	255.255.255.252	1/64
/29	8	255.255.255.248	1/32
/28	16	255.255.255.240	1/16
/27	32	255.255.255.224	1/8
/26	64	255.255.255.192	1/4
/24	256	255.255.255.0	1
/23	512	255.255.254.0	2
/22	1024	255.255.252.0	4
/21	2048	255.255.248.0	8
/20	4096	255.255.240.0	16
/19	8192	255.255.224.0	32
/18	16384	255.255.192.0	64
/17	32768	255.255.128.0	128
/16	65536	255.255.0.0	256

24-битный сетевой номер

---

24-битный номер сети, 8-битный номер хоста, может образовывать 1 подсеть (общее количество сегмента C), каждая подсеть 256-2 хоста

адрес веб-сайта	Доступный диапазон IP	Адрес трансляции
.0	.1-.254	.255

25-значный номер сети

---

25-значный номер сети, 8-значный номер хоста, может образовывать 2 подсети, каждая подсеть 126 хостов

адрес веб-сайта	Доступный диапазон IP	Адрес трансляции
.0	.1-.126	.127
.128	.129-.254	.255

26-значный номер сети

---

26-значный номер сети, 6-значный номер хоста, можно сформировать 4 подсети, по 62 хоста в каждой подсети

адрес веб-сайта	Доступный диапазон IP	Адрес трансляции
.0	.1-.62	.63
.64	.65-.126	.127
.128	.129-.190	.191
.192	.193-.254	.255

27-значный номер сети

---

27-значный номер сети, 5-значный номер хоста, можно сформировать 8 подсетей, 30 хостов в каждой подсети

адрес веб-сайта	Доступный диапазон IP	Адрес трансляции
.0	.1-.30	.31
.32	.33-.62	.63
.64	.65-.94	.95
.96	.97-.126	.127
.128	.129-.158	.159
.160	.161-.190	.191
.192	.193-.222	.223
.224	.225-.254	.255

28-значный номер сети

---

28-значный номер сети и 4-значный номер хоста могут образовывать 16 подсетей по 14 хостов в каждой.

адрес веб-сайта	Доступный диапазон IP	Адрес трансляции
.0	.1-.14	.15
.16	.17-.30	.31
.32	.33-.46	.47
.48	.49-.62	.63
.64	.65-.78	.79
.80	.81-.94	.95
.96	.97-.110	.111
.112	.113-.126	.127
.128	.129-.142	.143
.144	.145-.158	.159
.160	.161-.174	.175
.176	.177-.190	.191
.192	.193-.206	.207
.208	.209-.222	.223
.224	.225-.238	.239
.240	.241-.254	.255

29-значный номер сети

---

29-значный номер сети и 3-значный номер хоста могут образовывать 32 подсети, в каждой по 6 хостов.

адрес веб-сайта	Доступный диапазон IP	Адрес трансляции
.0	.1-.6	.7
.8	.9-.14	.15
.16	.17-.22	.23
.24	.25-.30	.31
.32	.33-.38	.39
.40	.41-.46	.47
.48	.49-.54	.55
.56	.57-.62	.63
.64	.65-.70	.71
.72	.73-.78	.79
.80	.81-.86	.87
.88	.89-.94	.95
.96	.97-.102	.103
.104	.105-.110	.111
.112	.113-.118	.119
.120	.121-.126	.127
.128	.129-.134	.135
.136	.137-.142	.143
.144	.145-.150	.151
.152	.153-.158	.159
.160	.161-.166	.167
.168	.169-.174	.175
.176	.177-.182	.183
.184	.185-.190	.191
.192	.193-.198	.199
.200	.201-.206	.207
.208	.209-.214	.215
.216	.217-.222	.223
.224	.225-.230	.231
.232	.233-.238	.239
.240	.241-.246	.247
.248	.249-.254	.255

30-значный номер сети

---

29-значный номер сети, 3-значный номер хоста, можно сформировать 64 подсети, по 2 хоста в каждой подсети

адрес веб-сайта	Доступный диапазон IP	Адрес трансляции
.0	.1-.2	.3
.4	.5-.6	.7
.8	.9-.10	.11
.12	.13-.14	.15
.16	.17-.18	.19
.20	.21-.22	.23
.24	.25-.26	.27
.28	.29-.30	.31
.32	.33-.34	.35
.36	.37-.38	.39
.40	.41-.42	.43
.44	.45-.46	.47
.48	.49-.50	.51
.52	.53-.54	.55
.56	.57-.58	.59
.60	.61-.62	.63
.64	.65-.66	.67
.68	.69-.70	.71
.72	.73-.74	.75
.76	.77-.78	.79
.80	.81-.82	.83
.84	.85-.86	.87
.88	.89-.90	.91
.92	.93-.94	.95
.96	.97-.98	.99
.100	.101-.102	.103
.104	.105-.106	.107
.108	.109-.110	.111
.112	.113-.114	.115
.116	.117-.118	.119
.120	.121-.122	.123
.124	.125-.126	.127
.128	.129-.130	.131
.132	.133-.134	.135
.136	.137-.138	.139
.140	.141-.142	.143
.144	.145-.146	.147
.148	.149-.150	.151
.152	.153-.154	.155
.156	.157-.158	.159
.160	.161-.162	.163
.164	.165-.166	.167
.168	.169-.170	.171
.172	.173-.174	.175
.176	.177-.178	.179
.180	.181-.182	.183
.184	.185-.186	.187
.188	.189-.190	.191
.192	.193-.194	.195
.196	.197-.198	.199
.200	.201-.202	.203
.204	.205-.206	.207
.208	.209-.210	.211
.212	.213-.214	.215
.216	.217-.218	.219
.220	.221-.222	.223
.224	.225-.226	.227
.228	.229-.230	.231
.232	.233-.234	.235
.236	.237-.238	.239
.240	.241-.242	.243
.244	.245-.246	.247
.248	.249-.250	.251
.252	.253-.254	.255