Az alhálózati maszk kiszámítása (végleges útmutató az alhálózathoz)

A mai témánk nem mindenki számára szól, mivel ha jó útmutatót akarunk készíteni a hálózatokon, akkor elengedhetetlen egy cikk, amely ismerteti az alhálózati maszk kiszámítását, ezt az alhálózatnak nevezett technikát kell kidolgozni. Ezzel az informatikai rendszergazdák bárhol megtervezhetik a hálózat és az alhálózat szerkezetét.

Tartalom index

Ehhez nagyon jól tudnunk kell, mi a hálómaszk, az IP osztályok, és az IP címek decimálisról binárisra konvertálása, bár ehhez már van egy cikkünk, amelyet régen készítettünk.

Most az IPv4 címek hálózati maszkjának kiszámításán fogunk összpontosítani, mivel az IPv6 még nincs eléggé megvalósítva ahhoz, hogy gyakorlatilag átültethesse, talán egy későbbi cikkben. További beszéd nélkül menjünk a feladathoz.

IPv4 cím és IP protokoll

Kezdjük egy elején egy tizedes számjegyű IP-címmel, amely logikusan, egyedileg és visszavonhatatlanul, hierarchia szerint azonosítja a hálózati interfészt. Az IPv4 címeket egy 32 bites cím (32 cím és nulla binárisan) felhasználásával hozza létre, 4 oktettel (8 bites csoportok) , pontokkal elválasztva. A kényelmesebb ábrázoláshoz mindig decimális jelölést használunk, ez közvetlenül az, amit látunk a házigazdákban és a hálózati eszközökben.

Az IP-cím az IP vagy az Internet Protokoll szerint szolgálja a címzési rendszert. Az IP az OSI modell hálózati rétegén működik, mivel nem kapcsolat-orientált protokoll, tehát az adatcsere elvégezhető a vevő és az adó közötti előzetes megállapodás nélkül. Ez azt jelenti, hogy az adatcsomag a hálózat leggyorsabb útját fogja keresni, amíg el nem éri a rendeltetési helyet, ugrálva az útválasztótól az útválasztóig.

Ezt a protokollt 1981- ben hajtották végre, abban a keretben vagy az adatcsomagnak van egy fejléce, amelyet IP fejlécnek hívnak. Ebben többek között a rendeltetési hely és az eredeti IP-címek vannak tárolva, így az útválasztó mindenkor tudja, hová küldje el a csomagokat. Ezen kívül az IP-címek információkat tárolnak a hálózat azonosításáról, ahol működnek, sőt annak méretéről és a különbségről a különféle hálózatokra. Ez a hálózati maszknak és a hálózati IP-nek köszönhetően történik.

Képviselet és tartomány

Az IP-címnek ezután lesz a következő nómenklatúrája:

Mivel mindegyik oktett bináris száma 8 és egy nulla, ezt lefordítva decimális jelölésként 0 és 255 közötti számokra állíthatjuk elő.

Ebben a cikkben nem magyarázzuk meg, hogyan lehet átalakítani decimálisról binárisra és fordítva, ezt itt találja:

Végleges útmutató a számozási rendszerek közötti konvertáláshoz

Akkor soha nem lehet olyan IP-cím, amelynek száma 0-nál kevesebb vagy 255-nél nagyobb. Amikor eléri a 255-et, a következő szám ismét 0 lesz, és a következő oktett egy számjeggyel felfelé lesz a számolás megkezdéséhez. Pontosan olyan, mint egy óra percigénye.

A hálózatok létrehozásának módja

Tudjuk, mi az IP-cím, hogyan ábrázolva és mi az, de tudnunk kell néhány speciális IP-t is, hogy tudjuk, hogyan kell kiszámítani az alhálózati maszkot.

Netmask

A hálómaszk egy IP-cím, amely meghatározza a hálózat hatókörét vagy terjedelmét. Ezzel megismerjük az alhálózatok számát, amelyeket létrehozhatunk, és a gazdagépek (számítógépek) számát, amelyekhez tudunk csatlakozni.

Tehát a hálózati maszk azonos formátumú, mint az IP-cím, de mindig különbözik egymástól azáltal, hogy az oktetek, amelyek körülhatárolják a hálózati részt, meg vannak töltve, a gazdagép pedig nullákkal teli, például:

Ez azt jelenti, hogy nem adhatunk önkényesen IP-címeket a hálózat megtöltéséhez gazdagéppel, de tiszteletben kell tartanunk a hálózati részt és a gazdagépek részét. Mindig együtt dolgozunk a gazdagép-résszel, miután kiszámoltuk a hálózati részt és az alhálózathoz IP-t rendelünk.

Hálózati IP-cím

Van egy IP-címünk, amely felelős annak a hálózatnak az azonosításáért, amelyhez az eszközök tartoznak. Megértjük, hogy minden hálózatban vagy alhálózatban van egy azonosító IP-cím, amelynek az összes gazdagépnek közösnek kell lennie ahhoz, hogy megjelölje tagságát abban.

Ezt a címet az jellemzi, hogy a közös hálózati rész és a hoszt rész mindig 0-nál van, így:

0 leszünk képesek a gazdagép azon részének oktettjeire, amelyeket az előző szakasz hálózati maszk jelezte nekünk. Ebben az esetben 2 lenne, míg a másik 2 a hálózati rész számára lenne fenntartott IP.

Broadcast cím

A sugárzási cím éppen az ellenkezője a hálózati címnek, benne az 1 összes oktet bitjét beállítottuk, amelyek a host címet jelzik.

Ennek a címnek a segítségével az útválasztó üzenetet küldhet a hálózathoz vagy az alhálózathoz csatlakoztatott összes gazdagépnek, IP-címétől függetlenül. Az ARP protokollt erre használják, például címek hozzárendelésére vagy állapotüzenetek küldésére. Tehát ez egy újabb fenntartott IP.

Gazda IP-cím

És végül megvan a gazda IP címe, amelyben a hálózati rész mindig változatlan marad, és a gazda rész változik minden gazdagépen. Az általunk vett példában ez a tartomány lenne:

Ezután 2 ¹⁶ -2 gazdagépet is megkereshetünk, azaz 65 534 számítógépet vonhatjuk le a két címet a hálózatra és az adásra.

IP osztályok

Eddig egyszerű volt, igaz? Már tudjuk, hogy bizonyos IP-címek a hálózat, a sugárzás és a maszk számára vannak fenntartva, de az IP osztályokat még nem láttuk. Ezeket a címeket ténylegesen családokra vagy osztályokra osztják, hogy megkülönböztessék azokat a célokat, amelyekre az egyes esetekben felhasználásra kerülnek.

Az IP osztályokkal meghatározzuk az értéktartományt, amelyet ez felvehet a hálózati részre, a velük létrehozható hálózatok számát és a címezhető gazdagépek számát. Összesen 5 IP osztályunk van, amelyeket az IETF (Internet Engineering Task Force) határoz meg:

Ne feledje, még nem az alhálózati maszk kiszámításáról beszélünk, hanem a hálózatok létrehozásának képességéről. Ekkor látjuk az alhálózatot és annak részleteit.

• A osztály B osztály C osztály D osztály E osztály

Az A eset IP-jeit nagyon nagy hálózatok létrehozására használják, például az Internet hálózatot és a nyilvános IP-k allokálását az útválasztóinkhoz. Bár valóban rendelkezhetünk bármely más B vagy C osztályú IP-vel, például a B osztály egyikével rendelkezik. Minden attól függ, hogy mely IP-ket az ISP szolgáltató szerződte, valamit, amit alább magyarázunk. Az A osztályban osztályazonosító bitünk van, így csak 128 hálózatot tudunk címezni, és nem a 256- at, mint amire számíthatnánk.

Nagyon fontos tudni, hogy ebben az osztályban van egy Loopback számára fenntartott IP tartomány , amely 127.0.0.0 és 127.255.255.255 között van. A visszatérítést arra használják, hogy az IP-t magának a gazdagépnek rendelje hozzá, csapatunk belsőleg rendelkezik egy IP 127.0.0.1 vagy "localhost" IP- vel, amellyel ellenőrzi, hogy képes-e csomagok küldésére és fogadására. Tehát ezeket a címeket elvben nem fogjuk tudni használni.

A B osztályú IP- ket közepes hálózatokhoz használják, például egy város hatósugarában, ezúttal két oktettel kell létrehozni a hálózatokat, és még kettővel kell címezni a hostokat. A B osztály két hálózati bittel van meghatározva.

A C osztályú IP- k a legismertebbek, mivel gyakorlatilag minden otthoni internet-felhasználó rendelkezik egy útválasztóval , amely C osztályú IP-t rendel a belső hálózatához. Kis hálózatokra irányul, így 1 egyetlen oktettet hagy a házigazdák számára és 3 a hálózat számára. Készítsen egy ipconfig- ot a számítógépére, és ellenőrizze, hogy az Ön IP-címe - C osztály. Ebben az esetben 3 hálózati bit szükséges az osztály meghatározásához.

A D osztályt a multicast hálózatokban használják, ahol az útválasztók csomagokat küldenek az összes csatlakoztatott gazdagépnek. Tehát minden olyan forgalom, amely belép egy ilyen hálózatba, minden gazdagépre replikálódik. Nem vonatkozik a hálózatépítésre.

Végül az E osztály az utolsó megmaradt tartomány, és csak kutatási célokra használják hálózatba.

A téma szempontjából nagyon fontos az, hogy az IP-címek hálózatokban történő kiosztása jelenleg megfelel a (CIDR) Osztálytalan tartományok közötti útválasztás vagy Osztálytalan tartományok közötti útválasztás alapelvének. Ez azt jelenti, hogy az IP-k a hálózat méretétől függetlenül kerülnek kiosztásra, így rendelkezhetünk nyilvános A, B vagy C osztályú IP-vel . Szóval miért szól ez? Nos, hogy megértsük az alhálózatok helyes létrehozását.

Mi az alhálózat vagy az alhálózat?

Közelebb kerülünk az alhálózati maszk kiszámításához, a szemhez, nem pedig a hálózathoz. Az alhálózati technika a hálózatok különféle kisebb hálózatokra vagy alhálózatokra történő felosztásából áll. Ilyen módon a számítógép vagy a hálózat adminisztrátora feloszthatja egy nagy épület belső hálózatát kisebb alhálózatokra.

Ezzel különféle funkciókat rendelhetünk, különféle útválasztókkal, és például létrehozhatunk egy Active Directory-t, amely csak egy alhálózatot érinti. Vagy megkülönböztetheti és leválaszthatja az alhálózatban bizonyos számú gazdagépet a hálózat többi részétől. Rendkívül hasznos a hálózatok területén, mivel az egyes alhálózatok egymástól függetlenül működnek.

Az útválasztó munkája az alhálózatokkal is könnyebb, mivel kiküszöböli a torlódásokat az adatcsere során. És végül: az adminisztrációnál sokkal könnyebb kijavítani a hibákat és elvégezni a karbantartást.

Az IPv4 címmel fogjuk megcsinálni, bár lehetséges is alhálózatokat készíteni IPv6-tal, legalább 128 bittel a gazdagépek és a hálózatok címzésére.

Az alhálózat előnyei és hátrányai

Ehhez a technikához minden bizonnyal nagyon világosnak kell lennie az IP-cím fogalmairól, a létező osztályokról és mindenről, amit a fentiekben kifejtettünk. Ehhez hozzá kell adnunk, hogyan kell áttérni a bináris értékről a decimálisra és fordítva, tehát ha manuálisan kívánjuk végrehajtani a folyamatot, akkor sokáig tarthat.

előnyei:

• Izolációk a hálózati szegmensekben Csomagok útválasztása független logikai hálózatokban Alhálózatok tervezése az ügyfélnek és a rugalmasság érdekében Jobb adminisztráció és hibák lokalizálása Nagyobb biztonság az érzékeny eszközök elkülönítésével

hátrányai:

• Ha megosztjuk az IP-t osztályokkal és komlóval, sok IP-cím pazarolódik. Viszonylag unalmas folyamat, ha kézzel történik. Hálózati struktúrájának megváltozásakor a kezdetektől újra kell számolni. Ha nem érti, felfüggesztheti a hálózatok tárgyát.

Alhálózati technika: kiszámítja az alhálózati maszkot és az IP címzést

Szerencsére az alhálózati folyamat számos egyszerű képlettel foglalkozik, amelyeket emlékezni és alkalmazni kell, és a dolgok világosak. Tehát nézzük meg lépésről lépésre.

1. Alhálózatok száma és gyors jelölés

Az alhálózati számítási problémát a következő jelöléssel látjuk el:

Ez azt jelenti, hogy a hálózati IP 129.11.0.0, 16 bit a hálózat számára van fenntartva (2 oktett). Soha nem fogunk találni egy 16-nál alacsonyabb azonosítójú B osztályú IP-t, mint például a többi osztály:

De ha a 31-ig elérjük a jobb azonosítókat, azaz az alhálózatok létrehozásához abszolút az összes fennmaradó bitet elvesszük. Az utóbbit nem veszik figyelembe, mert el kell hagyni valamit a házigazdák megkeresésére, igaz?

Alhálózati maszkként:

Ilyen módon 16 rögzített bitet veszünk a hálózathoz, további két extrát az alhálózathoz, a többi pedig a gazdagépeket. Ez azt jelenti, hogy a gazdagépek kapacitása most csökkent 2 ¹⁴ -2 = 16382- re az alhálózati kapacitás javára azzal a lehetőséggel, hogy 2 ² = 4-et végezzen .

Nézzük meg általános módon egy táblázatban:

2. Számítsa ki az alhálózatot és a hálózati maszkot

Figyelembe véve az alhálózat korlátját, amely az IP osztályoktól függően megtörténik, lépésről lépésre mutatjuk be a példát, hogy megtudjuk, hogyan oldódik meg.

Ebben a B osztályú IP 129.11.0.0 szabványt szándékozunk 40 alhálózat létrehozására egy nagy épületben. Megcsinálhattuk volna egy C osztálytal? természetesen, és az A osztálytal is.

127.11.0.0/16 + 40 alhálózat

B osztályként hálózati maszk lenne:

A második megoldandó kérdés a következő: Hány bitre van szükségem 40 alhálózat (C) létrehozásához ebben a hálózatban? Ezt akkor tudjuk meg, ha decimálisról binárisra lépünk:

6 extra bitre van szükségünk a 40 alhálózat létrehozásához, tehát az alhálózati maszk lenne:

3. Számítsa ki az alhálózatonkénti és a hálózati ugrást tartalmazó gazdagépeket

Ideje megismerni, hogy hány számítógépet tudunk címezni az egyes alhálózatokban. Már láttuk, hogy ha 6 bitre van szükség az alhálózatokban, akkor csökken a gazdagépek számára biztosított hely. Csak 10 bit maradt számukra m = 10, ahonnan le kell töltenünk a hálózati IP-t és át kell adnunk az IP-t.

Mi lenne, ha minden alhálózatnak 2000 gazdagépe legyen, mit tegyünk? Nos, nyilvánvalóan töltsön fel egy A osztályú IP-re, hogy több bitet szerezzen a gazdagépektől.

Itt az ideje, hogy kiszámítsuk a hálózati ugrást. Ez az, amelyet számon kell rendelni egy számhoz az egyes alhálózatokhoz, amelyeket létrehoztak, a gazdagép és az alhálózat bitjeinek tiszteletben tartásával. Egyszerűen le kell vonnunk a maszkban kapott alhálózati értéket az oktet maximális értékéből, azaz:

Szükségünk van ezekre az ugrásokra abban az esetben, ha minden alhálózat meg van töltve a maximális gazdakapacitással, ezért ezeket a lépéseket tiszteletben kell tartanunk a hálózat méretezhetőségének biztosítása érdekében. Ily módon kerüljük az átstrukturálást, ha ez a jövőben növekszik.

4. Csak IP-t kell hozzárendelnünk alhálózatunkhoz

Mivel mindent korábban kiszámítottunk, már minden készen áll az alhálózatok létrehozására, nézzük meg az első ötöt, ahogy lennének. Folytatnánk a 40-es alhálózatot, és még mindig sok helyünk lenne 64 alhálózat elérésére a 6 bittel.

Az alhálózati IP alkalmazásához figyelembe kell vennünk, hogy a 10 gazdabitnek 0-nál kell lennie, és hogy a kiszámított alhálózati ugrásnak 4-nek kell lennie 4-ben. Ezért van ilyen ugrás a 3. oktettben, és ezért az utolsó oktett 0, milyen jó a hálózati IP. Ezt az egész oszlopot közvetlenül meg tudjuk tölteni.

Az első host IP kiszámításához egyszerűen hozzá kell adni az 1-et az alhálózati IP-hez, ennek nincs titka. Ezt az egész oszlopot közvetlenül meg tudjuk tölteni.

Most a legtermészetesebb az, hogy a sugárzott IP-t elhelyezzük, mivel csak az kell levonni az 1-et a következő alhálózati IP-ről. Például az előző 127.11.4.0 IP a 127.11.3.255, tehát folytatnánk mindet. Az első oszlop kitöltése után ezt könnyű kiszámítani.

Végül kiszámoljuk az utolsó host IP-t az 1-es kivonással a sugárzott IP-ről. Ezt az oszlopot egyszerűen kitölti az utolsó oszlop, ha már megtettük az adási címeket.

Következtetések az alhálózatról

Az alhálózati maszk kiszámításának folyamata nagyon egyszerű, ha tisztában vagyunk az alhálózat, a hálózati IP, a hálózati maszk és az alhálózat és az adási cím fogalmával. Ezenkívül néhány nagyon egyszerű képlettel könnyen kiszámolhatjuk az IP alhálózatainak kapacitását, függetlenül az osztálytól, és a host kapacitását a szükséges hálózatoktól függően.

Nyilvánvaló, hogy ha ezt kézzel végezzük, és nincs sok gyakorlatunk a decimális és bináris konverziók elvégzésében, akkor egy kicsit tovább tarthat, különösen, ha ezt karrierhálózati vagy szakképzési kurzuson tanuljuk.

Ugyanezt az eljárást kell végrehajtani az A és C osztályú IP-kkel, pontosan úgy, mint a B osztály esetében. Csak a figyelembe veendő címek tartományát és azonosítóját kell figyelembe vennünk, a többi gyakorlatilag automatikus.

És ha ahelyett, hogy megadnánk az IP-t és az osztályt , egyszerűen megadnánk az alhálózatok és a gazdagépek számát, akkor mi döntjük el az osztályt, a megfelelő átalakításokat binárisra alakítva és a képleteket használva, hogy ne maradjunk el az előrejelzésekben.

További beavatkozás nélkül néhány érdekes linket hagyunk Önnek, amelyek részletesebben ismertetik a többi hálózati koncepciót:

Hogyan néz ki a teste az alhálózati maszk kiszámításával kapcsolatos bemutatónkkal? Reméljük, hogy minden egyértelmű, különben ott van a megjegyzés mező, hogy bármilyen kérdést feltehessen nekünk, vagy ha hibát talál.