Hvordan beregne delnettmaske (definitive guide til subnetting)

Temaet vi har å gjøre med i dag er ikke for alle, for hvis vi har tenkt å lage en god guide på nettverk, er det viktig å ha en artikkel som forklarer hvordan man beregner subnettmasken, en teknikk som kalles subnetting. Med det kan IT-administratorer utforme nettverks- og undernettstrukturen hvor som helst.

Innholdsindeks

For å gjøre dette må vi vite godt hva en nettmaske er, IP-klassene og hvordan du kan transformere IP-adresser fra desimal til binær, selv om vi allerede har en artikkel vi gjorde for en stund siden.

Foreløpig skal vi fokusere på å beregne nettmasken på IPv4-adresser, siden IPv6 ennå ikke er implementert nok til å implementere den, kanskje i en senere artikkel vil vi gjøre det. Uten videre, la oss komme til oppgaven.

IPv4-adresse og IP-protokoll

La oss begynne i begynnelsen, et desimalt numerisk sett IP-adresse som identifiserer logisk, unikt og unrepeatably og i henhold til et hierarki, et nettverksgrensesnitt. IPv4-adresser opprettes ved hjelp av en 32-biters adresse (32 ene og nuller i binær) arrangert i 4 oktetter (grupper på 8 biter) atskilt med prikker. For en mer komfortabel representasjon bruker vi alltid desimalnotasjon, dette er direkte det vi ser i vertene og nettverksutstyr.

IP-adressen betjener adressesystemet i henhold til IP eller Internet Protocol. IP fungerer ved nettverkssjiktet til OSI-modellen, og er en ikke-tilkoblingsorientert protokoll, slik at datautveksling kan gjøres uten forhåndsavtale mellom mottaker og sender. Dette betyr at datapakken vil søke i den raskeste banen i nettverket til den når målet, og hopper fra ruter til ruter.

Denne protokollen ble implementert i 1981, i den har rammen eller datapakken en topptekst, kalt en IP-topptekst. I den lagres blant annet IP-adressene til destinasjonen og opprinnelsen, slik at ruteren vet hvor de skal sende pakkene i hvert tilfelle. Men i tillegg lagrer IP-adresser informasjon om identifikasjonen av nettverket der de opererer, og til og med størrelsen og skillet mellom forskjellige nettverk. Dette gjøres takket være nettmasken og nettverkets IP.

Representasjon og rekkevidde

En IP-adresse vil da ha denne nomenklaturen:

Fordi hver oktett har et binært antall på 8 nuller og en, ved å oversette dette til desimalnotasjon, kan vi lage tall fra 0 til 255.

Vi vil ikke forklare i denne artikkelen hvordan du konverterer fra desimal til binær og omvendt, du finner dette her:

Definitiv guide for hvordan du kan konvertere mellom nummereringssystemer

Da kan vi aldri ha en IP-adresse med tall som er mindre enn 0 eller større enn 255. Når 255 er nådd, vil neste nummer være 0 igjen, og den neste oktetten vil være det ene sifferet opp for å begynne å telle. Det er akkurat som minutthånden til en klokke.

Hvordan nettverk opprettes

Vi vet hva en IP-adresse er, hvordan den er representert og hva den er for, men vi må kjenne noen spesielle IP-er for å vite hvordan vi skal beregne undernettmasken.

Nettmaske

Nettmasken er en IP-adresse som definerer omfanget eller omfanget av et nettverk. Med det vil vi kunne vite antall undernett som vi kan lage, og antall verter (datamaskiner) som vi kan koble til det.

Så nettmaskene har det samme formatet som IP-adressen, men skilles alltid ved å ha oktettene som avgrenser nettverksdelen fylt med en og vertsdelen fylt med nuller som denne:

Dette betyr at vi ikke vilkårlig kan gi IP-adresser for å fylle et nettverk med verter, men vi må respektere nettverksdelen og vertsdelen. Vi vil alltid jobbe med vertsdelen når vi beregner nettverksdelen og tilordner en IP til hvert undernett.

Nettverkets IP-adresse

Vi har også en IP-adresse som er ansvarlig for å identifisere nettverket enhetene tilhører. La oss forstå at i hvert nettverk eller subnett er det en identifiserende IP-adresse som alle verter må ha felles for å betegne medlemskapet deres i den.

Denne adressen er preget av å ha den felles nettverksdelen og vertsdelen alltid på 0, på denne måten:

Vi vil være i stand til å 0 oktettene til vertsdelen som nettverksmasken i forrige seksjon har indikert for oss. I dette tilfellet vil det være 2, mens de andre 2 vil være for nettverksdelen, og være en reservert IP.

Kringkastingsadresse

Sendeadressen er akkurat motsatt av nettverksadressen, i den setter vi til 1 alle bitene til oktettene som adresser vertene.

Med denne adressen kan en ruter sende en melding til alle vertene som er koblet til nettverket eller subnettet uavhengig av IP-adresse. ARP-protokollen brukes til dette, for eksempel til å tilordne adresser, eller til å sende statusmeldinger. Så det er en annen reservert IP.

Verts IP-adresse

Og til slutt har vi verts-IP-adressen, der nettverksdelen alltid vil forbli ufravikelig og det vil være vertsdelen som vil endres på hver vert. I eksemplet vi tar er dette området:

Vi kunne da adressert 2 ¹⁶ -2 verter, det vil si 65.534 datamaskiner som trekker fra de to adressene for nettverk og kringkasting.

IP-klasser

Til nå har det vært enkelt, ikke sant? Vi vet allerede at visse IP-adresser er forbeholdt nettverk, kringkasting og maske, men vi har ennå ikke sett IP-klassene. Disse adressene er effektivt delt inn i familier eller klasser, for å skille formålene de vil bli brukt til i hvert tilfelle.

Med IP-klasser avgrenser vi rekke verdier som dette kan ta på nettverksdelen, antall nettverk som kan opprettes med dem og antall verter som kan adresseres. Totalt har vi 5 IP-klasser definert av IETF (Internet Engineering Task Force):

Husk at vi ennå ikke snakker om beregning av subnetmaske, men om muligheten til å lage nettverk. Det er da vi får se undernett og detaljer om det.

• Klasse A Klasse B Klasse C Klasse D Klasse E

Case A IP- er brukes til å lage veldig store nettverk, for eksempel Internett-nettverket og tildeling av offentlige IP-er til ruterne våre. Selv om vi virkelig kan ha noen av de andre IP-klassene B eller C, har jeg for eksempel en klasse B. Alt vil avhenge av IP-ene som ISP-leverandøren har kontrakt, noe vi vil forklare like nedenfor. I klasse A har vi en klasseidentifikasjonsbit, så vi kan bare adressere 128 nettverk og ikke 256 som forventet.

Det er veldig viktig å vite at i denne klassen er det et IP-område forbeholdt Loopback, og er fra 127.0.0.0 til 127.255.255.255. Loopback brukes til å tilordne IP til verten selv internt, teamet vårt har internt en IP 127.0.0.1 eller "localhost" som det kontrollerer at det er i stand til å sende og motta pakker. Så disse adressene vil vi ikke kunne bruke dem i prinsippet.

IP-adresser av klasse B brukes for mellomstore nettverk, for eksempel i området for en by, denne gangen har to oktetter for å lage nettverk og ytterligere to for å adressere verter. Klasse B er definert med to nettverksbiter.

IP- er av klasse C er de mest kjente, siden praktisk talt alle brukere med hjemme-internett har en ruter som tildeler en klasse C IP til sitt interne nettverk. Den er orientert mot små nettverk, og etterlater en enkelt oktett for verter og 3 for nettverk. Lag en ipconfig til PCen din og sørg for at IP-en din er klasse C. I dette tilfellet blir det tatt 3 nettverksbiter for å definere klassen.

Klasse D brukes for multicast-nettverk, der rutere sender pakker til alle tilkoblede verter. Så all trafikk som kommer inn i et slikt nettverk, vil bli replikert til alle verter. Gjelder ikke nettverk.

Endelig er klasse E det siste gjenværende området og brukes bare til nettverk for forskningsformål.

Noe som er ganske viktig med dette emnet, er at tildelingen av IP-adresser i nettverk for øyeblikket oppfyller prinsippet om (CIDR) Classless Inter-Domain Routing eller Classless Inter-Domain Routing. Dette betyr at IP-er tilordnes uansett størrelse på nettverket, slik at vi kan ha en offentlig IP i klasse A, B eller C. Så hva er alt dette til? Vel, for å forstå hvordan undernett er opprettet riktig.

Hva er subnetting eller subnetting

Vi kommer nærmere beregningen av subnettmaske, øye, ikke nettverk. Undernettteknikken består i å dele nettverkene i forskjellige mindre nettverk eller undernett. På denne måten kan en datamaskin eller nettverksadministrator dele det interne nettverket til et stort bygg inn i mindre undernett.

Med dette kan vi tilordne forskjellige funksjoner, med forskjellige rutere og for eksempel implementere en Active Directory som bare påvirker ett undernett. Eller differensier og isoler et visst antall verter fra resten av nettverket i et undernett. Det er ekstremt nyttig innen nettverk, siden hvert undernett fungerer uavhengig av det andre.

Ruterarbeid er også enklere med undernett, da det eliminerer overbelastning i datautveksling. Og til slutt, for administrasjonen, er det mye lettere å rette feil og utføre vedlikehold.

Vi kommer til å gjøre det med IPv4-adressen, selv om det også er mulig å lage undernett med IPv6, med ikke mindre enn 128 biter for å adressere verter og nettverk.

Fordeler og ulemper med subnetting

For denne teknikken er det absolutt nødvendig å være veldig tydelig på IP-adressekonseptene, klassene som finnes og alt vi har forklart ovenfor. Til dette legger vi til behovet for å vite hvordan vi går fra binær til desimal og omvendt, så hvis vi har tenkt å gjøre prosessen manuelt, kan det ta lang tid.

fordeler:

• Isolasjoner i nettverkssegmenter Pakkekjøring i uavhengige logiske nettverk Design av undernett som passer kunden og fleksibilitet Bedre administrasjon og lokalisering av feil Større sikkerhet ved å isolere følsomt utstyr

ulemper:

• Ved å dele IP-en med klasser og humle, blir mange IP-adresser bortkastet. Relativt kjedelig prosess hvis det gjøres for hånd. Nettverksstrukturendringene må omberegnes fra begynnelsen. Hvis du ikke forstår det, kan det hende du suspenderer nettverket.

Undernettingsteknikk: beregne nettverksmaske og IP-adressering

Heldigvis behandler undernettprosessen en serie enkle formler å huske og bruke, og vi har ting klare. Så la oss se på det trinnvis.

1. Antall undernett og rask notasjon

Notasjonen som vi vil finne et subnettberegningsproblem med, vil være følgende:

Dette betyr at nettverkets IP er 129.11.0.0 med 16 bits forbeholdt nettverk (2 oktetter). Vi vil aldri finne en IP-klasse B med en identifikator mindre enn 16, som de andre klassene, for eksempel:

Men hvis vi kan finne overordnede identifikatorer til vi når 31, det vil si, vil vi ta absolutt alle de gjenværende bitene, bortsett fra den siste som lager subnett. Den siste ville ikke bli tatt fordi det vil være nødvendig å overlate noe for å adressere verter, ikke sant?

Å være nettverksmaske:

På denne måten tar vi 16 faste biter for nettverk, ytterligere to statister for subnett og resten for verter. Dette betyr at kapasiteten til verter nå reduseres til 2 ¹⁴ -2 = 16382 til fordel for undernettkapasitet med mulighet for å gjøre 2 ² = 4.

La oss se på det på en generisk måte i en tabell:

2. Beregn delnett og nettverksmaske

Under hensyntagen til nettverksgrensen som vi har, avhengig av IP-klasser, skal vi presentere eksemplet trinn for trinn for å se hvordan det vil bli løst.

I den har vi tenkt å bruke Klasse B IP 129.11.0.0 til å lage 40 undernett i ett stort bygg. Kunne vi ha gjort det med en klasse C? selvfølgelig, og også med en klasse A.

127.11.0.0/16 + 40 undernett

Å være klasse B ville vi ha en nettmaske:

Det andre spørsmålet å løse vil være: Hvor mange biter trenger jeg for å lage 40 undernett (C) i dette nettverket? Vi vet dette ved å gå fra desimal til binær:

Vi trenger 6 ekstra biter for å lage de 40 undernettene, så subnettmasken vil være:

3. Beregn antall verter per subnett og nettverkshopp

Nå er det på tide å vite hvor mange datamaskiner vi kan adressere i hvert undernett. Vi har allerede sett at å trenge 6 biter for undernett reduserer plassen for verter. Vi har bare 10 biter igjen for dem m = 10 hvor vi må laste ned nettverkets IP og kringkaste IP.

Hva om hvert undernett skulle ha 2000 verter, hva ville vi gjort? Vel, selvfølgelig last opp til en klasse A IP for å få flere biter fra vertene.

Nå er det på tide å beregne nettverkshoppet, det er dette som er ment å tilordne et nummer til IP-en for hvert delnett som er opprettet med respekt for bits for verter og biter for undernett. Vi må ganske enkelt trekke fra nettverdien oppnådd i masken fra maksimalverdien på oktetten, det vil si:

Vi trenger disse hoppene i tilfelle hvert delnett er fylt med sin maksimale vertskapasitet, så vi må respektere disse hoppene for å sikre skalerbarheten i nettverket. På denne måten vil vi unngå å måtte omstrukturere i tilfelle det øker med fremtiden.

4. Vi trenger bare å tilordne IP til våre undernett

Med alt vi har beregnet før, har vi allerede alt klart til å lage våre undernett, la oss se de første 5 slik de ville være. Vi ville fortsette å subnett 40, og vi vil fortsatt ha god plass til å komme til 64 undernett med de 6 bitene.

For å bruke subnett IP må vi ta hensyn til at de 10 vertsbitene må være på 0 og at det beregnede subnetthoppet er 4 i 4. Derfor har vi disse hoppene i den tredje oktetten, og derfor er den siste oktetten 0, hvor god nettverks-IP det er. Vi kan fylle hele kolonnen direkte.

Den første verts-IP- en beregnes ganske enkelt ved å legge til 1 til subnett-IP, dette har ingen hemmeligheter. Vi kan fylle hele kolonnen direkte.

Nå ville det mest naturlige være å plassere den sendte IP-en, siden det bare dreier seg om å trekke fra 1 fra neste subnett-IP. For eksempel er forrige IP av 127.11.4.0 127.11.3.255, så vi vil fortsette med dem alle. Når den første kolonnen fylles ut, er det enkelt å få ut denne.

Til slutt vil vi beregne den siste verts-IP-en ved å trekke fra 1 fra den sendte IP-en. Denne kolonnen vil bli fylt ut i den siste på en enkel måte hvis vi allerede har sendte adresser.

Konklusjoner om subnetting

Prosessen med å beregne subnettmasken er ganske enkel hvis vi er klare på konseptene subnet, nettverk IP, nettmaske og undernett og kringkastingsadressen. I tillegg kan vi med et par veldig enkle formler enkelt beregne kapasiteten for undernett til en IP, uansett klasse, og vertskapasiteten, avhengig av nettverkene vi trenger.

Selvfølgelig, hvis vi gjør dette for hånd, og vi ikke har mye praksis i å gjøre desimaler til binære konverteringer, kan det ta litt lengre tid, spesielt hvis vi studerer dette for et karriere nettverk eller yrkesfag.

Den samme prosedyren vil bli utført med IP-klasser for A og C nøyaktig som eksemplet med klasse B. Vi må bare ta hensyn til rekke adressene som skal tas og identifikatoren deres, resten er praktisk talt automatisk.

Og hvis de i stedet for å gi oss IP og klasse bare gir oss antall undernett og antall verter, vil vi være de som bestemmer klassen, foreta de tilsvarende konverteringene til binær og bruker formlene for ikke å komme til kort i prognosene.

Uten videre sier vi deg noen interessante koblinger som dekker andre nettverkskonsepter mer detaljert:

Hvordan så kroppen din ut med veiledningen vår om hvordan du beregner subnettmasken ? Vi håper at alt er klart, ellers har du kommentarfeltet til å stille oss spørsmål eller hvis du ser noen skrivefeil.