Маска размера подсети


Подсети
 используются практически во всех (за исключением самых малых) сетевых средах для разбиения сети на более мелкие сегменты с собственными адресами. Для создания адресов подсетей заимствуется нескольких бит из хостовой части IP адреса. В этой статье описывается принцип работы и расчет подсети.

Подсети

Сетевым администраторам часто приходится делить сети, особенно сети большого размера, наподсети для обеспечения гибкости ip адресации. В этом разделе описывается назначение и функции подсетей, а также схемы их адресации.

Подсети

Подсети ip

Проблемы

  • Все устройства используют общую полосу пропускания.
  • Все устройства используют общий широковещательный домен.
  • Трудно применить политику безопасности.

Сеть организации, занимающей трехэтажное здание, можно разделить на подсети по этажам, а затем по офисам. С точки зрения сети этажи можно рассматривать как подсети, а офисы как отдельные адреса хостов.

Подсеть сегментирует хосты внутри сети. Сети без подсетей имеют плоскую топологию. Для доставки пакетов в сети с плоской топологией используется короткая таблица маршрутизации и MACадреса второго уровня. Структура MACадресов неиерархическая. По мере расширения сети использование полосы пропускания сети становится все менее эффективным.

Плоская сеть имеет следующие недостатки:

  • все устройства используют общую полосу пропускания;
  • все устройства используют общий широковещательный домен второго уровня;
  • изза отсутствия границ между устройствами трудно применить политики безопасности.

В сети Ethernet, соединяемой с помощью концентраторов, каждый хост в единой физической сети видит все пакеты в этой сети. В сети, соединенной коммутатором, хост видит все широковещательные пакеты. При интенсивном трафике может возникать множество коллизий, связанных с одновременной передачей данных несколькими устройствами. Устройство обнаруживает коллизию, останавливает передачу, а затем начинает ее снова через случайный интервал времени. Для пользователей этот процесс воспринимается как замедление работы сети. В таких случаях для разделения сетей на несколько подсетей можно использовать маршрутизаторы cisco.

Подсети ip

  • Небольшими сетями проще управлять.
  • Уменьшается суммарный трафик.
  • Значительно проще применить политики безопасности.

 

 

Подсети ip дают следующие преимущества:

  • небольшие сети проще организовывать в соответствии с географическими или функциональными потребностями, кроме того, ими легче управлять;
  • уменьшается общий трафик сети, что позволяет повысить производительность;
  • меры безопасности проще применять не на уровне всей сети, а на уровне соединений между подсетями.

Как показано на рисунке, в многосетевой среде каждая из подсетей может подключаться к сети Интернет через единственный маршрутизатор. В этом примере сеть разделена на несколько подсетей. Фактические подробности внутренней сетевой среды и способ ее деления на несколько подсетей несущественны для других IPсетей.

Маска подсети определяет сетевую часть (префикс) IP адреса. Сетевая часть IP адреса определяет сеть, к которой подключен хост (то есть сетевой адрес). Она важна для эффективной маршрутизации.

Маска подсети

  • Маска подсети сообщает маршрутизатору количество бит, которое необходимо анализировать при маршрутизации
  • Определяет количество значимых бит
  • Используется в качестве средства измерения,Маска подсети

 

Адрес подсети: двухуровневый и трехуровневый

Когда для определения адресов и классов адресов был разработан метод IPv4, казалось, что будет достаточно двухуровневого адреса (сеть и узел). С каждым классом адреса (A, B и C) связана маска подсети по умолчанию, и поскольку эта маска определена заранее, ее не нужно настраивать в явном виде.

По мере увеличения количества подключенных подсети к сети устройств стало ясно, что в этом методе сетевые адреса используются неэффективно. Для решения этой проблемы был разработан метод трехуровневой адресации, включающей подсети.

Адрес подсети ip содержит исходное классовое сетевое поле и поле подсети ip. Полный префикс сети, состоящий из сетевого поля и поля подсети, получил название расширенного сетевого префикса. Поле подсети ip и поле хоста образуются из исходной хостовой части классового адреса. Для создания адреса подсети можно «заимствовать» биты из исходной хостовой части адреса и использовать их в качестве поля подсети.

Однако для работы подсетей необходим метод определения сетевой и хостовой частей адреса. Для этого маска подсети должна быть задана в явном виде.

Адрес подсети

Адрес подсети ip создается путем заимствования бит из хостовой части адресов класса A, B и C. Обычно сетевой администратор назначает адрес подсети локально. Как и IP адрес, каждый адрес подсети должен быть уникальным. При создании подсетей многие уникальные адреса хостов (конечных точек) становятся недоступными. Поэтому следует уделять особое внимание проценту адресов, которые теряются при создании подсетей. В алгоритме, используемом для расчета подсетей, используются степени двойки.

При заимствовании бит из хостовой части важно обратить внимание на число создаваемых дополнительных подсетей при каждом заимствовании 1 бита. При заимствовании 2 битов возможно создание четырех подсетей (22 = 4). При заимствовании каждого дополнительного бита из хостовой части количество создаваемых подсетей увеличивается в 2 раза, а число уникальных адресов хостов уменьшается в 2 раза. Ниже приводится несколько примеров:

  • Использование 3 битов для поля подсети позволяет создать 8 подсетей (23 = 8).
  • Использование 4 битов для поля подсети позволяет создать 16 подсетей (24 = 16).
  • Использование 5 битов для поля подсети позволяет создать 32 подсети (25 = 32).
  • Использование 6 битов для поля подсети позволяет создать 64 подсети (26 = 64).

В общем случае для расчета количества доступных подсетей на основе заданного количества битов для подсети можно использовать следующую формулу:

Количество подсетей = 2s (где s – это количество битов, заимствованных из хостовой части для создания подсетей)

Расчет подсети

При создании подсетей важно определить оптимальное количество подсетей и хостов. В этом разделе описывается расчет подсети.

Расчет подсети

 

Расчет хостов для подсети класса C

Каждый раз, когда бит заимствуется из хостовой части, количество бит в поле, которое можно использовать для номеров хостов, уменьшается. При этом число адресов хостов, доступных для назначения, уменьшается на два.

Расчет подсети на примере

В качестве примера рассмотрим сеть класса С, в которой все 8 бит в последнем октете используются для идентификатора хоста. Поэтому существует 256 возможных значений. Фактически для назначения хостам можно использовать 254 адреса (256 – 2 зарезервированных адреса).

Теперь представим, что эта сеть класса C разделена на подсети. Если из используемых по умолчанию 8 бит хостовой части заимствуются 2 бита, размер хостовой части уменьшится до 6 битов. Все возможные комбинации 0 и 1 для оставшихся 6 битов образуют совокупное число доступных хостов, которое можно назначить каждой подсети. Теперь исходное число 256 уменьшилось до 64. Количество доступных номеров хостов уменьшилось до 62 (64 – 2).

Если в той же сети класса C заимствовать 3 бита, размер хостовой части сократится до 5 бит и доступное количество хостов для каждой подсети уменьшится до 32 (25). Количество доступных номеров хостов уменьшается до 30 (32 – 2). Количество доступных адресов хостов, которое можно назначить подсети ip, зависит от количества созданных подсетей. Например, если в сети класса C создается 8 подсетей, в каждой из них можно использовать 30 (32 – 2) адресов хостов.

Расчет подсети и хосты для сети класса B

Подсети

 

Расчет хостов для подсети класса B

Теперь рассмотрим сетевой адрес класса B, в котором 16 бит используется для идентификатора сети и 16 бит для идентификатора хоста. В этом случае доступно 65 536

(216) адресов для назначения хостам (после вычитания двух адресов для широковещательного и сетевого адресов, которые использовать нельзя, остается 65 534 адреса).

Теперь представим, что сеть класса B разделена на подсети. Если из используемых по умолчанию 16 бит хостовой части заимствуются 2 бита, размер хостовой части уменьшится до 14 бит. Все возможные комбинации 0 и 1 для оставшихся 14 бит образуют совокупное число доступных хостов, которое можно назначить каждой подсети. Таким образом, каждой подсети можно назначить только 16 382 хоста.

Если в той же сети класса B заимствовать 3 бита, размер хостовой части сократится до 13 бит и доступное количество хостов для каждой подсети ip уменьшится до 8 192 (213). Количество доступных номеров хостов уменьшается до 8 190 (8 192 – 2). Например, если в сети класса B создается 6 подсетей, в каждой из них можно использовать 8 190 (8 192 – 2) адресов хостов.

Доступные подсети и хосты для сети класса A

Доступные подсети и хосты для сети класса A

 

Расчет хостов для подсети класса A

Теперь рассмотрим сетевой адрес класса A, в котором 8 бит используется для идентификатора сети и 24 бита для идентификатора хоста. В этом случае доступно 16 777 216 (224) адресов для назначения хостам (после вычитания двух адресов для широковещательного и сетевого адресов, которые использовать нельзя, остается 16 777 214 адресов).

Теперь представим, что эта сеть класса A разделена на подсети. Если из используемых по умолчанию 24 бит хостовой части заимствуются 2 бита, размер хостовой части уменьшится до 18 бит. Все возможные комбинации 0 и 1 для оставшихся 18 битов образуют совокупное число доступных хостов, которое можно назначить каждой подсети. Теперь исходное число 16 777 216 уменьшилось до 262 142. Количество хостовых адресов, которое можно использовать, уменьшилось до 262 140 (262 142 – 2).

Маски подсети и их использование конечными системами

Конечная система использует маску подсети ip для сравнения сетевой части локального сетевого адреса с сетевым адресом назначения отправляемого пакета. В этом разделе описано использование масок подсети конечными системами.

Маска подсети

 

Перед тем, как конечная система отправит пакет по месту назначения, она должна определить, относится ли этот адрес назначения к данной локальной сети. Если относится, конечная система будет использовать процесс Address Resolution Protocol (ARP) для привязки IPадреса к MACадресу. В противном случае пакет должен пересылаться маршрутизатору, используемому в качестве шлюза по умолчанию, для передачи в сеть назначения.

Маски подсети и маршрутизаторы

Маска подсети определяет сетевую часть (префикс) IP адреса. С помощью этой информации маршрутизаторы могут определить, как доставить пакет в нужный пункт назначения. В этом разделе описывается, как маршрутизаторы используют маски подсети.

Маски <em>маска размера подсети</em> подсети и маршрутизаторы

 

Все маршрутизаторы ведут таблицы маршрутизации. В зависимости от расположения маршрутизатора в иерархии сети эта таблица может быть небольшой и простой или большой и сложной.

Маршрутизатор вносит в таблицу маршрутизации сетевые части адресов всех известных сетей для сравнения с сетевыми адресами назначения пакетов, которые необходимо переслать. Если сеть не имеет непосредственного подключения к маршрутизатору, он хранит адрес маршрутизатора следующего перехода, которому должен пересылаться пакет. Чтобы маршрутизаторам не приходилось сохранять все сети назначения в своих таблицах, они используют маршрут по умолчанию для пересылки пакетов, которые не соответствуют записям в таблице маршрутизации.

Процедура маршрутизации с использование масок подсети
№ Действие Примечания 1. Хост A определяет, что для сети назначения необходимо использовать маршрутизатор, являющийся шлюзом по умолчанию (маршрутизатор A). У маршрутизатора A есть маршрут к сети назначения 10.3.1.0, и он пересылает пакет маршрутизатору B через указанный интерфейс. 2. Поскольку сеть 10.3.1.0/24 непосредственно подключена к интерфейсу fa0/2 маршрутизатора B, маршрутизатор B будет использовать протокол ARP для определения MACадреса хоста B.

Применение схемы адресации подсетей

адресация подсети

 

При настройке маршрутизатора, каждый интерфейс соединяется с отдельным сегментом сети или подсети. Интерфейсу маршрутизатора необходимо назначить доступный адрес хоста из каждой сети или подсети, к которой он подключен (см. рисунок). В этом примере маршрутизатор имеет два интерфейса Ethernet. Интерфейсу, который подключен к подсети 172.16.2.0, присваивается IPадрес 172.16.2.1, а другому интерфейсу, который подключен к подсети 172.16.3.0, присваивается IPадрес 172.16.3.1. У всех подключенных хостов должны быть собственные адреса из диапазона даннойподсети ip. Все хосты, для которых заданы адреса, не относящиеся к подсети, будут недоступны.

Маски подсети и принцип их действия

В предыдущих разделах мы обсудили, зачем нужны маски подсети и как они используются конечными системами и маршрутизаторами. В этом разделе разъясняется, как маски подсетисоздаются и функционируют.

Значения октетов маски подсети

Октеты маски подсети

 

Как и в IPадресах, в масках подсети используется точечнодесятичное представление, например 255.255.255.0

Хотя в масках подсети используется тот же формат, что и в IP адресах, они не являются IP адресами. Каждая маска подсети имеет 32 бита, разделенных на 4 октета, которые обычно представлены в точечнодесятичном представлении, как и IP адреса. В двоичном представлении маски подсети содержат единицы в разрядах, относящихся к части сети и подсети ip , и нули в разрядах хостовой части.

Значения октетов маски подсети

Существует только восемь допустимых значений маски подсети на октет. Поле подсети всегда расположено сразу после номера сети. То есть заимствоваться должны первые n бит, начиная со старшего бита (MSB) исходной хостовой части, где n – число бит, определяющее область подсетей (см. рисунок). С помощью маски подсети маршрутизатор определяет, какие биты определяют маршрут (сеть и подсеть), а какие биты являются битами хостов.

Если во всех 8 битах октета в двоичном представлении установлены 1, в десятичном формате этот октет будет представлен как 255. Поэтому в десятичном представлении подсети по умолчанию используются значения 255. В классе A по умолчанию используется адрес подсети 255.0.0.0 или 11111111.00000000.00000000.00000000. Если заимствовать три старших бита из второго по старшинству октета, в десятичном представлении мы получим число 224. Адрес подсетипреобразуется в 255.224.0.0 или 11111111.11100000.00000000.00000000.

Маски подсети по умолчанию

Маски подсети по умолчанию

 

При использовании IP адресации маска подсети определяет адресную информацию, которая необходима для отправки пакетов по месту назначения. Маска подсети указывает, какие биты в IP адресе являются битами сети и подсети.

На рисунке приводятся маски подсети по умолчанию для классов A, B и C. Маска подсети задается с единицами в битах, относящихся к сети, и нулями в остальных битах.

Применение маски подсети

Большинство сетевых администраторов работают с существующими сетями, для которых уже определены подсети и подходящие маски подсети. Сетевые администраторы должны уметь определять, какая часть существующего IP адреса относится к сети, а какая – к подсети. Эту информацию можно получить, применив маску подсети. В этом разделе описано, как применить маску подсети ip.

Процедура внедрения подсетей

  1. Определите IPадрес, выделенный регистрационным oрганом.
  2. Исходя из административной и организационной структуры, определите количество необходимых подсетей.
  3. На основе класса адреса и необходимого количества подсетей определите количество бит, которое необходимо заимствовать из идентификатора хоста.
  4. Определите двоичное и десятичное значение маски подсети.
  5. Примените маску подсети к IPадресу сети, чтобы определить адреса подсетей и хостов.
  6. Назначьте адреса из подсетей конкретным интерфейсам.

В приведенной на рисунке процедуре разъясняется, как выбрать необходимое количество подсетей для определенной сети, а затем применить маску для внедрения подсетей.

Процедура внедрения подсетей

№ Действие Пример 1. Определите IPадрес для вашей сети, выделенный соответствующим регистрационным органом. Предположим, что выделен адрес 172.16.0.0 класса В. 2. Исходя из административных потребностей и структуры организации, определите, сколько подсетей необходимо для сети. Обязательно учтите возможный рост и развитие сети. Предположим, что вы управляете всемирной сетью в 25 странах. В каждой стране в среднем четыре филиала. Поэтому вам необходимо 100 подсетей. 3. На основе класса адреса и выбранного количества подсетей определите количество бит, которое необходимо заимствовать из хостовой части. Для создания 100 подсетей необходимо позаимствовать 7 бит (27 – 2 = 126). № Действие Пример 4. Определите двоичное и десятичное значение выбранной маски подсети. Для адреса класса B с 16 битами в идентификаторе сети после заимствования 7 бит образуется маска /23. Двоичное значение этой маски: 11111111.11111111.11111110.00000000 Десятичное значение этой маски: 255.255.254.0 5. Примените эту маску подсети к IPадресу сети, чтобы определить адреса подсетей и хостов. Кроме того, необходимо определить сетевой и широковещательный адрес для каждой подсети. 6. Назначьте адреса подсетей конкретным подсетям в вашей сети.

Адрес подсети и схема его определения

При работе в классовой сетевой среде, в которой используется маски подсетей фиксированных размеров, можно определить адрес подсети и всю схему адресации сети на основе одного IPадреса и соответствующей ему маски подсети.

Адрес подсети и схема его определения

 

На рисунке приводятся три первых действия (из восьми), используемых для определения подсети заданного IPадреса. В этом примере используются следующие IPадрес и маска подсети:

  • Сетевой адрес: 192.168.221.37
  • Маска подсети: 255.255.255.248

Адрес подсети и его определение

 

На этом рисунке показаны последние пять из восьми действий, используемых для определенияадреса подсети.

Шаги для определения адреса подсети

После преобразования двоичных значений в десятичные будут получены следующие адреса для подсетей:

  • Адрес  подсети №1: 192.168.221.32
  • Адрес первого хоста: 192.168.221.33
  • Адрес последнего хоста: 192.168.221.38
  • Широковещательный адрес: 192.168.221.39
  • Адрес подсети №2: 192.168.221.40

Обратите внимание, что диапазон блока адресов, включая адрес подсети и широковещательный адрес в этом примере, начинается с адреса 192.168.221.32 и заканчивается адресом 192.168.221.39, то есть включает восемь адресов. Размер блока адресов соответствует количеству бит хостовой части (2h = 23 = 8).

Пример для класса С

Если известен адрес 192.168.5.139 и маска подсети 255.255.255.224, номер подсети равен 11111111.11111111.11111111.11100000 или /27.

Пример. Применение маски подсети для адреса класса C

Применение маски подсети для адреса класса C

Таблица адресов подсетей

Номер подсети Идентификатор подсети Диапазон адресов хостов Широковещательный адрес Все 0 192.168.5.0 с 192.168.5.1 по 192.168.5.30 192.168.5.31 1 192.168.5.32 с 192.168.5.33 по 192.168.5.62 192.168.5.63 2 192.168.5.64 с 192.168.5.65 по 192.168.5.94 192.168.5.95 3 192.168.5.96 с 192.168.5.97 по 192.168.5.126 192.168.5.127 4 192.168.5.128 с 192.168.5.129 по 192.168.5.158 192.168.5.159 5 192.168.5.160 с 192.168.5.161 по 192.168.5.190 192.168.5.191 6 192.168.5.192 с 192.168.5.193 по 192.168.5.222 192.168.5.223 Все 1 192.168.5.224 с 192.168.5.225 по 192.168.5.254 192.168.5.255

Пример для класса B

Если известен адрес 172.16.139.46 и маска подсети 255.255.240.0 или /20, можно определитьадреса подсети и хостов для этой сети.

Пример. Применение маски подсети для адреса класса B

Применение маски подсети для адреса класса B

Таблица адресов подсетей

Номер подсети Идентификатор подсети Диапазон адресов хостов Широковещательный адрес Все 0 172.16.0.0 с 172.16.0.1 по 172.16.15.254 172.16.15.255 1 172.16.16.0 с 172.16.16.1 по 172.16.31.254 172.16.31.255 2 172.16.32.0 с 172.16.32.1 по 172.16.47.254 172.16.47.255

……….

13 172.16.208.0 с 172.16.208.1 по 172.16.223.254 172.16.223.255 14 172.16.224.0 с 172.16.224.1 по 172.16.239.254 172.16.239.255 Все 1 172.16.240.0 с 172.16.240.1 по 172.16.255.254 172.16.255.255

Пример для класса A

Если известен адрес 10.172.16.211 и маска подсети /18, можно определить адреса подсетей и хостов для этой сети.

Пример. Применение маски подсети для адреса класса A

Применение маски подсети для адреса класса A

 

Таблица адресов подсетей

Номер подсети Идентификатор подсети Диапазон адресов хостов Широковещательный адрес Все 0 10.0.0.0 с 10.0.0.1 по 10.0.63.254 10.0.63.255 1 10.0.64.0 с 10.0.64.1 по 10.0.127.254 10.0.127.255 2 10.0.128.0 с 10.0.128.1 по 10.0.191.254 10.0.191.255

……….

1021 10.255.64.0 с 10.255.64.1 по 10.255.127.254 10.255.127.255 1022 10.255.128.0 с 10.255.128.1 по 10.255.191.254 10.255.191.255 Все 1 10.255.192.0 с 10.255.192.1 по 10.255.255.254 10.255.255.255
Источник: http://ps523.ru/подсети-маска-подсети-и-расчет-подсет/



Рекомендуем посмотреть ещё:


Закрыть ... [X]

Расчет маски подсети Небольшой Блог Системного Киста на зубах и опухли губы

Маска размера подсети Подсети, маска подсети и расчет подсети ps523
Маска размера подсети Таблица масок подсети : Создание сайтов
Маска размера подсети Количество узлов и подсетей - Cisco
Маска размера подсети Маски подсети NetworkCenter
Маска размера подсети IP Калькулятор Онлайн
10 звезд, которые смогли измениться до неузнаваемости Более 20 лучших идей на тему «Татуировки хной» на Pinterest Болит и ноет десна в конце нижней челюсти, между зубами или Интернет магазин детской одежды Бабаду, купить Как называется специальность по обработке кожи? И где можно

Похожие новости