Cum se calculează subrețeaua cu IPv4 cu adresa IP și masca de rețea

O adresă IP este un număr logic de identificare al unui computer din rețea sau al unei rețele sau subrețele. Adresele IPv4 sunt 32 de biți în format zecimal punctat, care nu trebuie confundate cu adresa MAC reprezentată în notație hexazecimală separată prin puncte sau cratime. Adresele IP se pot schimba dinamic, atât la nivel de adresare IP publică, cât și privată, deși s-ar putea, de asemenea, să fie fixate. Subrețeaua este tehnica împărțirii unei rețele mari în rețele mai mici (subrețele), pentru a calcula ce mască de subrețea va trebui să folosim în noua rețea, va trebui să calculăm diferiți parametri. Astăzi, în acest articol, vă vom arăta cum putem face subrețea ușor și rapid, atât „manual”, cât și folosind calculatoare IP care ne vor ușura viața.

Ce este subrețeaua, tipurile și clasele de adrese

Subrețeaua constă în împărțirea unei rețele mari în mai multe subrețele mai mici, acest lucru trebuie făcut cu mare atenție și planificare pentru a nu risipi adresele IPv4. În general, subrețeaua se face la nivel local, utilizând gama de adresare IP privată pe care o avem disponibilă pentru utilizarea noastră fără limitări, cu toate acestea, subrețeaua se poate face și pentru adresarea IP publică, atâta timp cât lucrați sau aveți propriul operator și propria gamă de adresele IP publice de utilizat. În acest tutorial vom lucra în mod specific cu adresarea IP privată în toate exemplele.

Există multe motive pentru care doriți să împărțiți o rețea mare în mai multe rețele mai mici, cum ar fi:

• Extindeți sau reduceți gama de adrese IP din rețeaua locală . Dacă avem o rețea foarte mare, este posibil să dorim să reducem numărul de adrese IP disponibile, pentru a le gestiona mai ușor.
• Optimizarea rețelei : o rețea foarte mare ar putea avea mult trafic de difuzare, ceea ce face rețeaua mult mai lentă.
• Îmbunătățiți organizarea întregii rețele : putem împărți o rețea foarte mare în subrețele mai mici, pentru a utiliza fiecare subrețea pentru un anumit public. De exemplu, am putea crea o subrețea pentru management, administrare, echipe de vânzări, o subrețea pentru invitați etc.
• O mai mare securitate și control al traficului : împărțindu-ne în subrețele mici, ne putem segmenta în mod adecvat rețeaua în VLAN-uri (nivel 2) și putem utiliza diferite adrese IP (nivel 3) pentru a permite sau a interzice traficul între diferitele computere. Datorită subrețelor sau subrețelor, administratorii de rețea pot gestiona mai ușor tot traficul de intrare și de ieșire.

Odată ce am văzut ce este subrețeaua și toate avantajele acesteia, vom vorbi despre diferitele tipuri de adrese IPv4 care există.

Tipuri de adrese IPv4

În rețelele IPv4 există un total de trei tipuri de adrese IP, fiecare tip de adresă IP este orientat către o anumită sarcină, aceste adrese IP sunt:

• Adresă de rețea : este adresa IP la care se referă rețeaua sau subrețeaua. Pentru a calcula adresa de rețea, este necesar să efectuați operațiunea ȘI între o adresă IP orientată către gazde (computere, servere) și masca de subrețea configurată. Adresa de rețea este cea pe care routerele dvs. o includ în tabelele de rutare, pentru a ști cum să ajungeți la o anumită destinație și pentru a ști care este originea unui anumit pachet.
• Adresa gazdei : acestea sunt adresele IP atribuite computerelor finale din rețea. Un computer, imprimantă sau smartphone va avea o adresă IP a gazdei.
• Adresa de difuzare : este o adresă specială, este utilizată pentru a trimite date către toate gazdele dintr-o rețea. Adresa de difuzare într-o subrețea este întotdeauna ultima adresă IP. Există, de asemenea, o adresă specială de difuzare atunci când nu am obținut încă adresarea IP de la serverul DHCP sau de la administratorul de rețea manual, această adresă specială este 255.255.255.255.

Majoritatea dintre noi în casele noastre au un router care are adresa IP 192.168.1.1, iar computerele care se conectează la rețea au adresele 192.168.1.2 până la 192.168.1.254 de obicei. O mască de subrețea 255.255.255.0 este utilizată pe toate aceste gazde. Toate aceste adrese IP sunt adrese de gazdă, adresa de rețea poate fi calculată prin efectuarea operațiunii (192.168.1.1 ȘI 255.255.255.0), care rezultă în 192.168.1.0, prin urmare, adresa de rețea este 192.168.1.0. În ceea ce privește adresa de difuzare, aceasta este ultima adresă din rețea, prin urmare, în acest caz, adresa de difuzare este 192.168.1.255.

Masca de subrețea joacă un rol fundamental la subrețuire, deoarece ne va spune ce biți aparțin părții de rețea și care dintre ei aparține părții gazde. Masca de subrețea determină adresa IP a rețelei, gama de adrese IP pentru gazde și, de asemenea, adresa IP difuzată. Masca de subrețea poate fi exprimată în binar, în zecimale punctate ca adresă IP și, de asemenea, în notație CIDR. Notarea CIDR este practic numărul 1 pe care îl avem de la stânga la dreapta în masca de subrețea în notație binară. În tabelul următor puteți vedea toate măștile de subrețea în notație binară, zecimală și CIDR, în plus, puteți vedea și numărul maxim de gazde în funcție de masca de subrețea.

Există anumite adrese IPv4 care nu pot fi atribuite gazdelor, cum ar fi adresa IP a rețelei sau adresa IP difuzată, sistemul de operare ne-ar da direct o eroare. De asemenea, găsim IPv4 care poate fi atribuit gazdelor, dar cu restricții privind interacțiunea gazdelor menționate în cadrul rețelei.

Clase de adrese IPv4

În abordarea cu IPv4 există diferite tipuri de rețele, acestea fiind create cu scopul de a crea rețele de dimensiuni mari, medii și mici. În prezent, toate routerele de Internet folosesc protocoale de rutare dinamică (IGP) a gateway-ului intern și, de asemenea, protocoale EGP care sunt fără clasă, prin urmare, vom folosi VLSM (Mărci de subrețea cu dimensiune variabilă) pentru a salva multe adrese IP și a nu le risipi.

Există adresele de clasă A, B, C care sunt cele mai utilizate, avem și clasele E care sunt adrese Multicast și clasa E care sunt destinate utilizării experimentale sau de testare. În tabelul următor puteți vedea un rezumat al diferitelor clase pe care le avem:

După cum puteți vedea, atât în ​​clasele A, B, cât și în adresele C, avem o gamă de adrese IP private pe care o putem folosi în casa sau în afaceri fără probleme, dar întotdeauna la nivel local. Această adresare IP privată nu este rutabilă pe internet. Există, de asemenea, alte adrese IP rezervate, cum ar fi 0.0.0.0 pentru a indica faptul că este o rută implicită, adresele IP de loopback care sunt 127.0.0.0/8 sau adresele IP APIPA care se află în intervalul 169.254.0.0/16.

Când calculăm subrețele, trebuie să luăm în considerare ceea ce vrem să calculăm: câte subrețele se pot încadra într-o rețea mai mare? Calculați subrețeaua pe baza numărului maxim de gazde de introdus într-o rețea?

Calculați numărul maxim de subrețele dintr-o rețea mai mare

În acest exemplu vom calcula câte subrețele se pot încadra într-o rețea mai mare. Să ne imaginăm că vrem introduceți un total de 40 de rețele în rețeaua 192.168.1.0/24 , ce mască de subrețea ar trebui să utilizeze diferitele gazde? Ce gamă IP avem la dispoziție pentru gazde? Care ar fi adresa IP a rețelei și adresa IP difuzată? Primul lucru pe care trebuie să-l știm este că, pentru a face acest exercițiu, este absolut necesar să rezervăm un total de 2 biți pentru gazde, prin urmare, într-o rețea de clasă A cu mască / 8 vom avea un total de 22 de biți disponibil, într-o rețea de clasa B cu mască / 16 vom avea disponibil un total de 14 biți, iar într-o rețea de clasa C cu mască / 24 vom avea disponibil un total de 6 biți.

Pașii pentru efectuarea calculului sunt după cum urmează:

1. Conversia celor 40 de rețele în binar: Primul lucru pe care trebuie să-l facem este să convertim 40 în binar, adică 101000, ceea ce înseamnă că avem un total de 6 biți pentru a calcula ulterior masca de subrețea finală.
2. Masca de subrețea implicită este / 24 sau 255.255.255.0, dacă schimbăm această mască în binar avem: 11111111.11111111.11111111.00000000.
3. Rezervăm cei 6 biți calculați (40 de rețele) de la stânga la dreapta, începând cu primul 0 care apare, prin urmare, vom lucra la al patrulea octet.
4. Noua mască de subrețea ar fi după cum urmează: 11111111.11111111.11111111.11111100; prin urmare, avem de-a face cu o mască de subrețea / 30 sau 255.255.255.252. Dacă ultima parte a măștii (11111100) este convertită în zecimal, ne dă numărul 252.

Cu aceste informații, pentru a calcula diferitele subrețele pe care le putem crea în rețeaua 192.168.1.0/24, trebuie să facem 2 ridicate la numărul de zerouri ale măștii de subrețea pe care le-am calculat, dacă ne uităm, avem ultima o parte a măștii este «11111100», avem două zerouri, prin urmare, 2 ^ 2 care este egal cu 4. Acest 4 este creșterea pe care trebuie să o folosim pentru a calcula diferitele adrese de rețea ale diferitelor subrețe.

Gama de adresare IP a subrețelor calculate ar fi următoarea, în mod logic în toate acestea se va utiliza masca de subrețea / 30 sau 255.255.255.252 pe care am calculat-o.

• 192.168.1.0 - 192.168.1.3; prima adresă IP este adresa de rețea, iar ultima este adresa de difuzare. Adresele 192.168.1.1 și 192.168.1.2 care se află „în mijloc” sunt orientate către gazde.
• 192.168.1.4 - 192.168.1.7
• 192.168.1.8 - 192.168.1.11
• 192.168.1.12 - 192.168.1.15
• ....
• 192.168.1. 252 - 192.168.1.255

Ultima adresă de rețea, în ultimul octet, corespunde întotdeauna cu masca de subrețea calculată în acest exemplu (255.255.255. 252 )

Calculați subrețele pe baza numărului maxim de gazde pe subrețea

În acest exemplu, vom calcula câte gazde se pot încadra într-o subrețea care se află într-o rețea mai mare. Într-o rețea 192.168.1.0/24, un total de 254 de gazde se pot potrivi așa cum am văzut înainte, deși există 256 de adrese, prima adresă este adresa de rețea și ultima este adresa de difuzare, prin urmare, ele nu pot fi utilizate pentru gazdele. .

Să presupunem că vrem puneți un total de 40 de gazde într-o subrețea, pe baza rețelei de top 192.168.1.0/24 , ce mască de subrețea ar trebui să utilizeze diferitele gazde? Ce gamă de IP avem la dispoziție pentru gazde? Care ar fi adresa IP a rețelei și adresa IP difuzată? Primul lucru pe care ar trebui să-l știm este că, pentru a face acest exercițiu, vor exista întotdeauna „exces” de adrese IP ale gazdelor, în acest caz, nu numai că vor fi 40 de gazde în fiecare subrețea, dar în total (2 ^ 8) -2.

Pașii pentru efectuarea calculului sunt foarte asemănători cu precedentul, dar cu un schimbare foarte importantă în pasul numărul trei .

1. Conversia celor 40 de gazde în binar: Primul lucru pe care trebuie să-l facem este să convertim 40 în binar, adică 101000, ceea ce înseamnă că avem un total de 6 biți pentru a calcula ulterior masca de subrețea finală.
2. Masca de subrețea implicită este / 24 sau 255.255.255.0, dacă schimbăm această mască în binar avem: 11111111.11111111.11111111.00000000.
3. Rezervăm cei 6 biți calculați (40 de gazde) de la dreapta la stânga punând zerouri și îl vom completa cu 1 până la stânga.
4. Noua mască de subrețea ar fi după cum urmează: 11111111.11111111.11111111. 11000000 ; prin urmare, avem de-a face cu o mască de subrețea / 26 (avem un total de 26) sau 255.255.255.192. Dacă ultima parte a măștii (11000000) este convertită în zecimal, ne dă numărul 192.

Cu aceste informații, pentru a calcula diferitele subrețele pe care le putem crea în rețeaua 192.168.1.0/24, trebuie să facem 2 ridicate la numărul de zerouri ale măștii de subrețea pe care le-am calculat, dacă ne uităm, avem ultima o parte a măștii este «11000000», avem șase zerouri, prin urmare, 2 ^ 6 care este egal cu 64. Acest 64 este creșterea pe care trebuie să o folosim pentru a calcula diferitele adrese de rețea ale diferitelor subrețe.

Gama de adresare IP a subrețelor calculate ar fi următoarea, în mod logic în toate acestea se va utiliza masca de subrețea / 26 sau 255.255.255.192 pe care am calculat-o.

• 192.168.1.0 - 192.168.1.63; prima adresă IP este adresa de rețea, iar ultima este adresa de difuzare. Adresele IP care se află „în mijloc” sunt orientate către gazde.
• 192.168.1.64 - 192.168.1.127
• 192.168.1.128 - 192.168.1.191
• 192.168.1.192 - 192.168.1.255

Dacă dorim să punem 40 de gazde pe rețea, putem crea doar un total de patru subrețele în rețeaua 192.168.1.0/24 așa cum am văzut.

Sperăm că acest tutorial vă va ajuta să vă calculați subrețele pe baza numărului de rețele și a numărului de gazde pe care dorim să le plasăm într-o subrețea.