Маска IP-адреса.
Вопрос о том, что такое *маска IP-адреса*, из чего она состоит и как используется, приходится слышать довольно часто. Самое неприятное, что в Интернете есть много непроверенной, устаревшей и не соответствующей действительности информации. Поэтому постараюсь ответить максимально подробно.
Из скольки бит состоит IP-адрес?
Для вас это простой вопрос, на который вы отвечаете не задумываясь? И ответите правильно, даже если вас разбудят среди ночи? Значит, вы профессиональный айтишник — сетевой инженер или, например, администратор. Если вы засомневались, не беда. Дочитав статью до конца, вы наверняка узнаете много интересного.
Для удобства информация разделена на шесть порций, или небольших глав. Есть мудрая поговорка, что нельзя съесть слона целиком, но можно съесть его по частям. Поехали.
Маска ip адреса общие понятия.
IP-адрес (v4) состоит из 32-бит. Это можно взять в рамочку, как в школьных учебниках. Желательно запомнить и про IPv6 тоже: 128 бит.
Теоретически IPv4-адресов может быть: 2 32 = 2 10 *2 10 *2 10 *2 2 = 1024*1024*1024*4 ≈ 1000*1000*1000*4 = 4 млрд.
Всего 4 миллиарда. Но дальше будет рассмотрено, сколько из них не используется, грубо говоря, съедается.
Как записывается IPv4-адрес? Он состоит из четырёх октетов и записывается в десятичном представлении без начальных нулей, октеты разделяются точками: например, "192.168.11.10".
Если что, октет — это ровно то же самое, что байт. Но если вы скажете "октет" в среде профессионалов, они вас сразу зауважают и вам легче будет сойти за своего.
В заголовке IP-пакета есть поля "source IP" и "destination IP". Это адреса источника: кто посылает и назначения: кому отправлено. Почти как на почтовом конверте. Внутри пакетов у IP-адресов нет никаких масок, и разделителей между октетами тоже нет. Просто 32 бита для адреса назначения и еще 32 для адреса источника.
Однако, когда IP-адрес присваивается интерфейсу — ещё говорят, сетевому адаптеру — компьютера или маршрутизатора, то, кроме самого адреса этого устройства, ему присваивают еще и маску подсети.
Можно повторить, это важно: *маска IP-адреса* НЕ передается в заголовках IP-пакетов.
Компьютерам маска подсети нужна для определения границ. угадайте, чего именно. подсети. Это нужно, чтобы каждый мог определить, кто находится с ним в одной (под)сети, а кто — за ее пределами. Вообще-то можно говорить просто "сети", часто этот термин используют именно в значении "IP-подсеть". Внутри одной сети компьютеры обмениваются пакетами напрямую, но если нужно послать пакет в другую сеть, шлют их шлюзу по умолчанию (это третий параметр, настраиваемый в сетевых свойствах). Вот как это происходит.
Маска подсети — это тоже 32-бита. Но, в отличие от IP-адреса, нули и единицы в ней не могут чередоваться. Всегда сначала идут единицы, потом нули.
- Не может быть маски 120.22.123.12=01111000.00010110.01111011.00001100.
- Но может быть маска 255.255.248.0=11111111.11111111.11111000.00000000.
Сначала N единиц, потом 32-N нулей. Легко догадаться, что такая форма записи избыточна. Вполне хватило бы числа N, называемого длиной маски. Так и делают: пишут 192.168.11.10/21 вместо 192.168.11.10 255.255.248.0. Обе формы имеют один и тот же смысл, но первая заметно удобнее.
Чтобы определить границы подсети, компьютер делает побитовое умножение (логическое И) между IP-адресом и маской, а на выходе получает адрес с обнулёнными битами в позициях нулей маски.
Рассмотрим пример 192.168.11.10/21:
Маска ip адреса, адрес подсети.
Владение двоичной арифметикой обязательно для любого профессионального администратора. Нужно уметь безошибочно переводить IP-адреса из десятичной формы в двоичную и обратно. Это может делаться в уме или на бумажке. Обходиться в таких вопросах без калькулятора — это требование суровой действительности.
Адрес 192.168.8.0 называется адресом подсети. Обратите внимание на все обнулённые биты на позициях, которые соответствуют нулям в маске. Адрес подсети обычно нельзя использовать в качестве адреса для интерфейса того или иного хоста.
Если, наоборот эти же биты превратить в единицы, то получится адрес 192.168.15.255. Такой адрес называется направленным бродкастом (то есть широковещательным) для данной сети. Сейчас особого смысла в нём нет, но когда-то раньше считалось, что все хосты в подсети должны на него откликаться. Сейчас это неактуально, однако этот адрес тоже (обычно) нельзя использовать как адрес хоста.
Получается, из каждой подсети выбрасывается два адреса. Остальные адреса в диапазоне от 192.168.8.1 до 192.168.15.254 включительно — это полноправные адреса хостов внутри подсети 192.168.8.0/21. Их, все без исключения, можно использовать для назначения на компьютерах.
Зрительно адрес как бы делится на две части. Та часть адреса, которой соответствуют единицы в маске, является идентификатором подсети — или адресом подсети. Обычно её называют "префикс".
Вторая часть, которой соответствуют нули в маске — это идентификатор хоста внутри подсети.
Очень часто встречается адрес подсети в таком виде:
- 192.168.8.0/21
- 192.168.8.0 255.255.248.0
Когда маршрутизатор прокладывает в сети маршруты для передачи трафика, он оперирует именно префиксами.
Как ни странно, он не интересуется местонахождением хостов внутри подсетей. Об этом знает только шлюз по умолчанию конкретной подсети (технологии канального уровня могут отличаться).
Главное: в отрыве от подсети адрес хоста не используется совсем.
Длина маски подсети.
Количество хостов в подсети определяется как 232-N-2, при этом N — длина маски.
Логичный вывод: чем длиннее маска, тем меньше в ней хостов.
Ещё один полезный логический вывод: максимальной длиной маски для подсети с хостами будет N=30.
Именно сети /30 чаще всего используют для адресации на point-to-point-линках между маршрутизаторами.
Большинство маршрутизаторов сегодня отлично работает и с масками /31, используя адрес подсети (нуль в однобитовой хостовой части) и бродкаст (единица) в качестве адресов интерфейсов. Однако администраторы и сетевые инженеры иногда просто боятся такого подхода, согласно проверенному принципу "мало ли что".
А вот *маска IP-адреса* /32 используется гораздо чаще. С ней удобно работать, во-первых, при адресации так называемых loopback-интерфейсов. Во-вторых, практически невозможно ничего напутать: /32 — это подсеть, состоящая из одного хоста, то есть по сути никакая и не сеть.
Если администратору сети приходится оперировать не группами хостов, а индивидуальными машинами, то с каждым разом сеть становится всё менее масштабируемой, в ней резко увеличивается вероятность всяческого бардака и никому не понятных правил. За исключением, наверное, только написания файрвольных правил для серверов: вот там специфичность ценится и котируется.
Другими словами, с пользователями лучше обращаться не индивидуально, а массово, целыми подсетями, иначе сеть быстро станет неуправляемой.
Интерфейс, на котором настроен IP-адрес, иногда могут называть IP-интерфейсом или L3-интерфейсом ("эл-три", тема "модель OSI").
До того как послать IP-пакет, компьютер определяет, попадёт ли адрес назначения в "свою" подсеть. Если ответ положительный, то он шлёт пакет "напрямую", если отрицательный — направляет его шлюзу по умолчанию, то есть маршрутизатору.
Адресом шлюза по умолчанию обычно назначают первый адрес хоста в подсети, хотя это и вовсе не обязательно. В нашем примере адрес шлюза 192.168.8.1 — для красоты.
Маршрутизатор и шлюз подсети.
Наверное, лучше повторить: шлюз и маршрутизатор — это одно и то же!
Из того, о чём говорилось только что, следует достаточно ясный вывод. Маршрутизатор с адресом интерфейса 192.168.8.1 ничего не знает о трафике, передаваемом, например, между хостами 192.168.8.5 и 192.168.8.7.
У начинающих администраторов одна из самых типичных ошибок — желание заблокировать или как-то иначе проконтролировать с помощью шлюза трафик между хостами в одной подсети. На самом деле, чтобы трафик проходил через маршрутизатор, адресат и отправитель должны находиться в разных подсетях.
А отсюда следует, что в сети даже самого маленького предприятия должно быть несколько IP-подсетей (больше двух) и маршрутизатор (точнее, файрвол, но сейчас можно считать эти слова синонимами), который маршрутизирует и контролирует трафик между подсетями.
Важный следующий шаг: разбиение подсетей на более мелкие подсети.
Сеть из нашего примера 192.168.8.0/21 можно разбить на две подсети /22, четыре подсети /23, восемь /24 и так далее. Общее правило, как можно догадаться, такое:
- K=2 X-Y ,
при этом K — количество подсетей с длиной маски Y, которые умещаются в подсеть с длиной маски X.
Агрегация.
Любой приличный айтишник, включая сетевого администратора, должен знать наизусть степени двойки от нуля до 16. Просто для того, чтобы не стыдно было получать зарплату.
Есть такой процесс, называемый агрегацией. Это значит объединение мелких префиксов — с длинной маской подсети, в которых мало хостов — в крупные, с короткой маской подсети, в которых много хостов. Второе название этого же процесса — суммаризация. Запомните, не суммирование!
Агрегация необходима, чтобы минимизировать количество информации, которую использует маршрутизатор для поиска пути передачи в сети.
Пример: провайдеры выдают клиентам множество маленьких блоков по типу /29. При этом весь остальной Интернет об этом даже не подозревает. За каждым провайдером закреплены префиксы намного крупнее — от /19 и выше. Благодаря такой системе в Глобальную таблицу Интернет-маршрутизации заносится намного меньше записей: их число сократилось на несколько порядков.
Составление адресного плана.
Мы помним, что *маска IP-адреса* бывает разной длины. Чем больше длина маски, тем меньше хостов может быть в подсети. Одновременно увеличивается доля "съеденных" адресов на адреса подсети, шлюза по умолчанию и направленного бродкаста.
Пример. Подсеть с маской /29 (232-29 = 8 комбинаций). Здесь остаётся всего пять доступных для реального использования адресов, в процентах это будет 62,5%. Легко поставить себя на место провайдера, которому необходимо выдать тысячам корпоративных клиентов блоки /29. Для него грамотная разбивка IP-пространства на подсети жизненно необходима.
Эту науку ещё называют составлением адресного плана. Каждый, кто разбивает IP-пространство на подсети, должен уметь не только видеть и учитывать множество факторов, но и искать разумные компромиссы.
Если используется большой диапазон адресов, удобно работать с масками, совпадающими по длине с границами октетов.
Пример. Адреса из блоков частного сектора: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16.
*Маска IP-адреса*: /8, /16, /24 или, соответственно, по-другому 255.0.0.0, 255.255.0.0, 255.255.255.0.
Такой подход серьёзно облегчает работу мозга и снижает нагрузку на калькулятор: не надо постоянно переходить на двоичную систему и биты. Ничего плохого в этом методе нет. Кроме одного: возможности чересчур сильно расслабиться. и наделать ошибок.
Итоги по маске IP-адреса.
Само понятие "классы адресов", о котором нет-нет да и приходится читать/слышать, давно устарело. Уже больше 20 лет назад выяснилось, что длина префикса может быть любой. Если же раздавать адреса блоками по /8, то никакого Интернета не получится. Итак: "классов адресов" не существует!
Другой, мягко говоря, странный термин. Иногда говорят "сеть класса такого-то" по отношению к подсети с той или иной длиной маски. Например, "сеть класса C" про 10.1.2.0/24. или что-то подобное. Знайте, так никогда не скажет серьёзный специалист. Класс сети, когда он ещё существовал, не имел отношения к длине маски и определялся совсем другими факторами — а именно комбинациями битов в адресе. Если классовая адресация использовалась, то длина масок тоже была строго регламентирована. Каждому классу соответствовали маски только строго определённой длины. Хотя бы поэтому подсеть 10.1.2.0/24, как в примере, никогда не принадлежала и не могла принадлежать к классу C.
Но лучше об этом не вспоминать. Важно только вот что. "Под одной крышей" в RFC3330 собраны все существующие глобальные конвенции, которые посвящены специальным значениям разнообразных блоков адресов.
В них блоки 10/8, 172.16/12 и 192.168/16 (написание сокращённое) определяются как диапазоны для частного использования, запрещённые к маршрутизации в интернете. Другими словами, каждый может использовать их по своему усмотрению, в частных целях.
Пусть вас не удивляет способ написания префиксов, когда полностью отбрасывается хостовая часть: он широко применяется и не вызывает разночтений или недоразумений.
Далее, блок 224.0.0.0/4 зарезервирован для мультикаста, и так далее. Но конвенции — это не совсем законы в полном юридическом смысле слова. Их цель — сделать проще и легче административное взаимодействие. Конвенции крайне не рекомендуется нарушать, но до поры до времени никем не запрещено использовать любые адреса для любых целей. Ровно до того момента, пока вы не встречаетесь с внешним миром
Что такое маска подсети
Роутеру, компьютеру и любому другом устройству, так или иначе подключённому к сети, необходимо знать, куда отправлять пакеты данных, чтобы они точно дошли до получателя. В этом им помогает IP-адрес. Он выступает в роли ориентира, указывающего, в каком месте всемирной паутины находится то или иное устройство.
IP-адрес (v4) состоит из 32-бит, а IPv6 из 128 бит. Получается, что только IPv4-адресов может быть 4 млрд. И этот объём уже превышен, раз понадобились адреса нового типа, IPv6. Вы можете узнать адрес своего устройства, если введёте в терминале команду ipconfig (в Linux и MacOS — ifconfig). Кстати, у большинства роутеров по умолчанию стоит один и тот же адрес: 192.168.0.1.
Восьмизначное двоичное число в IP-адресе — это октет. Его значение может колебаться в пределах от 0 до 255 в десятичной системе. Получается, что октету можно присвоить 256 разных значений. Диапазон IP-адресов стартует с 0.0.0.0 и заканчивается 255.255.255.255.
Как устроен IP-адрес
Но IP-адрес представляет собой не просто комбинацию чисел, которые последовательно присваиваются разным устройствам. Его можно разбить на две части: номер узла (устройства) и номер сети. Возьмём, например, IPv4-адрес 192.168.1.12. Номером сети в нём будет 192.168.1, а номером узла — .12. Получается, что любое устройство, у которого IP-адрес начинается с 192.168.1, входит в состав одной сети. Если его IP-адрес начинается с 192.168.3, то это значит, что устройство входит в состав другой сети, подключиться к которой нельзя без настроенного роутера.
Можно сказать, что роутер — это сетевой надуровень, в состав которого входят подсети. Он выступает в роли моста, позволяющего ходить между разными подсетями. Важно знать, что номер сети может храниться в первых двух или даже одном октете, тогда как остальные числа выступают в качестве номеров устройств, подключённых к этой сети.
Чтобы данные доходили до получателя, нужно научить компьютер различать цифры, которые относятся к сети и к устройствам. Для этого используются первые биты IP-адреса в двоичном представлении. Компьютер получает информацию о них и понимает, где здесь адрес устройства, а где — сети.
Понять принцип несложно. Когда первый бит — 0, то это значит, что используется одно первое число, так как сеть большая и устройств много. В таких сетях используется адресное пространство от 0.0.0.0 до 127.0.0.0. Когда первые два бита — это 10, то перед вами сеть средних размеров, которая в качестве своего адреса использует два числа. IP-адреса средней сети могут использовать адресное пространство от 128.0.0.0 до 191.255.0.0. В ситуации, когда первые бита — 110, перед вами небольшая сеть с диапазоном адресов от 192.0.0.0 до 223.255.255.0.
Зачем IP-адресу нужна маска подсети
Представьте, что вы взаимодействуете с другим сетевым устройством, обмениваясь пакетами данных. Возможно, вы знаете, что у IP-пакета есть заголовок с полями «source IP» и «destination IP». В этих полях содержится об отправителе и получателе. Как поля «Кому/Куда» и «От кого» на бумажном почтовом конверте. Внутри пакета масок нет. Но когда компьютеру или роутеру присваивается IP-адрес, одновременно он получает и маску подсети.
Маска подсети — это ещё один алгоритм, с помощью которого IP-адрес дробится на номер сети и номер узла. Маска подсети похожа на IP-адрес, так как выглядит как набор из четырёх блоков чисел. Например, она может выглядеть так: 255.255.255.0.
Фактически маска подсети — это 32-битное число, обладающее одной интересной особенностью: в нём невозможно чередование нулей и единиц. Они всегда расставлены в строгом порядке, сначала идут единицы, потом нули. Чтобы было нагляднее, это можно изобразить следующим образом: 255.255.248.0=11111111.11111111.11111000.00000000.
Давайте посмотрим на примере. Допустим, у нас есть IP-адрес 192.168.123.132. Если перевести его в двоичную систему счисления, мы получим 110000000.10101000.01111011.10000100, а маска подсети 255.255.255.0 будет выглядеть как 11111111.11111111.11111111.00000000.
В этом примере адресом сети выступают первые 24 бита (мы считаем единицы), а оставшиеся 8 битов (считаем нули) идентифицируют адрес узла. Так получаются следующие адреса:
11000000.10101000.01111011.00000000 — адрес сети (192.168.123.0)
00000000.00000000.00000000.10000100 — адрес узла (000.000.000.132)
И когда пакет с адресом 192.168.123.132 попадёт в сеть 192.168.123.0, компьютер его увидит и обработает. Кстати, часто маска подсети пишется с префиксом. Например, так: 192.168.21.3/19. Узнать префикс легко, для этого нужно посчитать все единички в двоичном формате. Количество единиц и нулей может меняться.
Выводы
Маска подсети позволяет компьютеру идентифицировать устройства внутри одной сети, и понимать, кто не в ней. Устройства, находящиеся в пределах одной сети могут обмениваться данными напрямую, а для связи с устройствами из другой сети используют роутер.
С помощью маски подсети удобно разбивать большую сеть на несколько маленьких. Это особенно актуально для крупных компаний, у которой может быть несколько тысяч компьютеров и других устройств.
Как узнать маску сети: что это такое и зачем она нужна
Компьютерные сети
С понятием «маска подсети» сталкивался каждый, кто хоть раз делал настройки интернета на телефоне или компьютере. Объяснить же суть определения, сможет не каждый. Эта статья поможет ответить на все основные вопросы по данной теме.
Определение
Всего существует пять категорий маршрутизации. В соответствии с нуждами потребителя могут быть зарезервированы адреса классов A, B, C, D, E. Например, адреса категории В могут отдавать только организациям и фирмам, которые имеют большое количество вычислительной техники. Предоставлять их потребителям домашнего интернета нецелесообразно. Это слишком дорого и нерентабельно.
Классическому пользователю вряд ли понадобится более 65000 адресов, именно столько хостов может объединять адрес типа В. В этом случае и понадобится распределить их по подразделам.
«Маска подсети – это битовая маска, которая используется для отслеживания принадлежности конкретного IP-адреса к определенной подсети».
Этот параметр необходим для определения девайсом его локации по отношению к другим устройствам, принадлежности к определенной сети. Сам процесс осуществляется путем перевода IP и маски в двоичный код и побитовым поочередным перемножением двух этих чисел.
Для лучшего понимания возьмем маску 255.255.248.0 и переведем ее в двоичный код, получится 11111111.11111111.11111000.00000000. Обратите внимание, что первыми в списке идут единицы, а потом нули, эти цифры не должны чередоваться. Для примера будем использовать IP-адрес 192.168.11.10, его двоичный код выглядит так — 11000000.10101000.00001011.00001010. Компьютер выполняет поочередное побитовое перемножение, считать просто (1*1=1; 1*0=0; 0*0=0), и в резуультате получается следующее число — 11000000.10101000.00001000.00000000 — 192.168.8.0/21, это и есть айпи подсети (21 – количество бит, выделенное для подсети).
Назначение маски подсети, IP-адреса, шлюза
Любой девайс, который имеет возможность выхода в сеть, должен быть обозначен своим уникальным кодом, IP-адресом. Встречаются и локальные (внутрисетевые) IP-адреса, не предназначенные для выхода в интернет, но в данном случае нас интересуют устройства с присутствием этой функции. Это может быть не только компьютер, но и роутер, принтер и любое другое устройство, которое имеет возможность выйти в интернет.
Каждая единица такой техники в сети называется хостом. Лучше объединить несколько IP-адресов, которые смогут использовать сеть в рамках определенной подсети. Локация или местоположение хоста определяется при помощи протокола сетевого взаимодействия. Наиболее распространенным является протокол версии CP/IPv4.
Сама маска содержит 4 раздела, каждый из которых может быть числом от 0 до 255. У хостов, находящихся в одной подсети, первые октеты одинаковые (та часть, где в двоичной системе стоят единицы), отличаться могут лишь концовки. Например:
- одна подсеть (155.148.124.1; 155.148.124.2);
- разные подсети (155.148.124.1; 252.148.124.1).
В данном случае, число в четвертом разделе – это идентификатор хоста. Как адрес дома состоит из названия улицы и номера дома, так и IP-адрес в своем числовом значении имеет адрес сети и адрес хоста. Подробное описание и расчет IP-адресов даны в следующем видео:
Если объяснить доступным для чайников языком, получится следующее сравнение: двум живущим в одном дворе людям проще передать пакет друг другу, для передачи в другой город понадобятся, например, услуги почты. В сети все устроено аналогично. Два устройства в одной сети получают пакеты данных напрямую, а зарегистрированные в разных сетях устройства для передачи данных используют шлюз.
Это практично с точки зрения безопасности. В отдельных случаях в разных сетях необходимо осуществлять подключение разного количества девайсов, в одном месте 40 компьютеров, в другом 5. Для этого и создаются подсети, обобщенные одним маршрутизатором.
Приведем пример: в доме есть один маршрутизатор, который предоставляет трафик другим девайсам (компьютер, ноутбук, планшет или телефон). Провайдер выделяет статический IP-адрес, а сам маршрутизатор использует подсеть для ограничения доступа извне. Так вы можете выходить в интернет с разных устройств при использовании роутером функции трансляции сигнала.
Префикс
«Префикс создан для удобства графического отображения сетевой маски, он определяет количество бит порции сети».
Выглядит он следующим образом: 252.154.130.150/5. Ниже представлена таблица, которая наглядно отображает принцип формирования значений префикса. Количество единиц в двоичном коде маски и есть значение префикса.
Если известны IP-адрес сети и префикс, можно без труда определить маску подсети (или взять ее значение из таблицы), далее на основе этих данных можно узнать адрес сети и адрес хоста. Все математически легко высчитывается. Сам префикс показывает, сколько бит выделено в рамках одной сети. Провайдер может сокращать или расширять хостовую часть, тем самым контролируя количество возможных подключений дополнительных IP-адресов.
Число адресов
Маска подсети дает информацию о количестве доступных хостов, которые можно использовать. Выделяемое число адресов зависит от потребностей пользователя.
Рассчитать количество хостов или подсетей в пределах одной сети несложно. Для этого возьмем сеть в десятичной записи 232.154.120.4/26. Префикс равен 26, значит формат двоичных чисел будет следующим:
В последнем разделе 11000000 первые 2 бита – единицы, значит вычисление числа подсетей будет выглядеть так:
В этом же разделе считаем нули, их 6, вычисляем количество хостов:
Следовательно, число IP-адресов первой подсети – 62 (0 – подсеть, 61 – broadcast)
Таким образом можно вычислить диапазон IP для каждой из шести подсетей.
Обратная маска
«Обратная маска – это инверсия маски подсети, образ, где единицы заменяются нулями, а нули единицами».
Допустим, у нас есть прямая маска (subnet mask)
Ее инверсия (wildcard mask) будет выглядеть так:
Для чего же нужна маска сети в обратном виде? Она позволяет отфильтровать узлы или группы в разных подсетях, а также реализовать другие задачи. Такая технология отображения удобна, например, для выявления хостов с определенными адресами и объединения их в одну систему с целью предоставления общего доступа.
Вычисление маски подсети
Иногда возникает потребность определить маску подсети, нужно это, как правило, для определения количества IP-адресов в пределах одной подсети или для настройки оборудования, например, роутера.
Числовое значение маски подсети в двоичной системе счисления определяет количество бит. Всего по умолчанию имеется 32 бита в значении, это стандартный размер, в его составе есть единицы и нули. Биты со значением единицы представляют адрес сети, а биты с нулями относятся к адресу хоста. Если в коде 8 единиц, тогда перед нами восьмибитная маска.
Для определения значения маски на компьютере с ОС Windows используем следующую технологию: вводим «ipconfig» в командной строке и жмем Enter. Также эту информацию можно получить в разделе «Сетевые подключения». Выбираем действующее подключение, вызываем диалоговое меню и выбираем «Состояние».
В появившемся окне кликаем «Сведения», откроется вкладка с нужными данными. Эти способы подойдут, если необходимо определить маску подсети для внутреннего IP. Для определения маски внешнего айпи, можно воспользоваться онлайн калькулятором.
Необходимо ввести нужный айпи и нажать «Подсчитать», система выведет результат. Такие онлайн-калькуляторы присутствуют на тематических сайтах.
Для удобства и экономии времени можно использовать и другие утилиты, которые быстро рассчитают и проанализируют числовые данные.
Расчет маски подсети: примеры «для чайников»
В одной из предыдущих статей мы рассказывали, что такое маска подсети, и для чего она может потребоваться. Здесь же коснемся практической части и рассмотрим расчет маски подсети на конкретных примерах.
В чем назначение маски подсети в сочетании с ip-адресом?
Итак,существует пять классов маршрутизации – A, B, C, D, E. Различным организациям выделяются адреса из диапазонов A, B и C, D и E, которые используются для технических и исследовательских нужд.
Однако выделение какой-либо организации (или частному лицу в Интернете) сети из класса В – недопустимое расточительство. Например, вам нужен «белый» адрес для работы в сети Интернет.
Провайдер располагает адресами класса В и выделяет для вас одного сеть 129.16.0.0. Теперь у вас 65534 «белых» адресов, которые вы маловероятно задействуете.
Вот тут и нужна маска подсети. Маска нужна для определения, какая часть адреса относится к сети, а какая – к хосту. Адресация с использованием маски сети называется бесклассовой (от английского Classless Inter-Domain Routing или CIDR).
Маска подсети определена стандартом RFC 917.
Как именно работает и на что влияет маска подсети? Провайдеру, располагающему сетью 129.16.0.0 нет нужды отдавать ее полностью в чье-то ведение. Теперь можно разбить ее, используя маску сети на много подсетей меньшего размера.
Как разделить сеть на подсети с помощью маски подсети?
Возьмем адрес 129.16.10.1 с маской 255.255.255.0. В двоичном виде это будет выглядеть следующим образом:
129.16.10.1 = 10101100.00010000.00001010.00000001
255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
Устройство, обрабатывающее IP пакет, сопоставляет адрес и маску и вычисляет, какая часть адреса принадлежит сети, а какая – хосту. Часть маски с единицами определяет сеть, а часть с нулями – хост.
Теперь, используя логическое И, можно рассчитать, как выглядит адрес подсети.
Коротко в десятичном виде эта запись выглядит так: 129.16.10.0 /24.
Почему 24? – Потому что именно столько бит выделено под сеть. Можно сокращать количество устройств и далее, забирая биты хостовой части и отдавая в пользу сетевой, увеличивая количество подсетей. На практике, провайдеры именно так и делают, выделяя каждому клиенту столько адресов, сколько нужно для пользования.
Как научиться считать маски подсети?
Маска подсети всегда представляет собой последовательное количество вначале единиц, а затем – нулей. Маски вида 11011111.11111111.11111111.1100000 быть не может.
Стоить учесть, что для любой подсети работает правило вычисление количества хостов:
232-n -2, где n – длина подсети. 232-24 -2 = 254 для маски 255.255.255.0.
Откуда берется -2?
Это первый и последний адреса сети: первый – адрес самой сети, последний – адрес широковещательных рассылок.
Еще для наглядности. Рассмотрим, как разделить сеть 192.168.1.0 /24 на две на подсети с помощью маски. Для этого заберем один бит хостовой части в пользу сетевой, получаем 11111111.11111111.11111111.10000000. На выходе у нас две подсети – 192.168.1.0 /25 и 192.168.1.128 /25. (0 и 128 – значения, которые может принять первый бит четвертого октета, 0 и 1 соответственно).
Теперь рассмотрим, как разделить первоначальную сеть на четыре подсети. Для этого отдаем первые два бита из последнего октета в пользу сети:
11111111.11111111.11111111.00000000 = 192.168.1.0
11111111.11111111.11111111.01000000 = 192.168.1.64
11111111.11111111.11111111.10000000 = 192.168.1.128
11111111.11111111.11111111.11000000 = 192.168.1.192
Для чего используется маска подсети?
Деление больших сетей на маленькие используется администраторами для упрощения работы с сетевой инфраструктурой. Использование ограничений для различных департаментов компании удобно реализовывать на группу ПК, нежели отдельно на каждую машину. Кроме того, наличие подсетей уменьшает домены широковещательных рассылок, снижая нагрузку на коммутаторы.
Если два устройства относятся к одной подсети, то общение между ними будет осуществляться напрямую, минуя маршрутизатор. Для того, что бы отправить пакет в другую подсеть, устройство направляет его на свой шлюз по умолчанию, которым является физический или виртуальный интерфейс устройства третьего уровня (L3). Там сверяется адрес получателя с таблицей маршрутизации, и пакет направляется дальше.
Когда на маршрутизатор попадает очередной пакет, он проверяет сеть получателя, чтобы найти совпадение в своей таблице маршрутизации. Если совпадение есть, то пакет перенаправляется в нужный интерфейс, если совпадение отсутствует, то используется маршрут по умолчанию. В случае, когда поддержка бесклассовой маршрутизации не настроена, а пакет не относится к какой-либо сети в таблице маршрутизации, то он будет отброшен.
Например, пакет из сети 192.168.10.0 попадает на роутер, в таблице маршрутизации имеется два маршрута: к сетям 192.168.1.0 и 192.168.2.0, а так же маршрут по умолчанию 0.0.0.0 0.0.0.0. В такой ситуации пакет будет отброшен, так как сеть 192.168.10.0 относится к классу С, а маршрут к такой сети в таблице не существует.
В случае, когда используется бесклассовая маршрутизация, пакет будет отправлен на шлюз по умолчанию – 0.0.0.0 0.0.0.0.
Стоит учесть, что при использовании бесклассовой адресации само понятие «класс» пропадает. Нельзя сказать, что адрес 192.168.1.1 /24 относится к классу С или адрес 10.1.1.1 /24 относится к классу А. Классы были нужны для определения границ сети до тех пор, пока не использовалась маска сети.