Інструкція користувача

IP-адреси використовуються для ідентифікації пристроїв у мережі. Для зв'язку з іншими пристроями в мережі кожному мережевому пристрою (включаючи комп'ютери, сервери, маршрутизатори, принтери тощо) має бути призначена IP-адреса. Такі пристрої в мережі називаються хостами.

Маска підмережі визначає максимальну кількість хостів, які можуть підтримуватися в певній мережі. Крім того, маски підмережі дозволяють розділити одну мережу на кілька підмереж.

Вступ до IP-адрес

Одна частина IP-адреси — це номер (ID) мережі, а інша — ID хоста. Так само, як різні будинки на одній вулиці мають однакову назву вулиці у своїй адресі, хости в мережі мають спільний номер мережі у своїй адресі. І так само, як різні будинки мають власні номери, кожен хост у мережі має свій унікальний ідентифікаційний номер — ID хоста. Номер мережі використовується маршрутизаторами для надсилання пакетів у правильні мережі, а ID хоста ідентифікує конкретний пристрій у цій мережі, якому слід доставити пакети.

Структура

IP-адреса складається з чотирьох частин, записаних у вигляді десяткових чисел, розділених крапками (наприклад, 192.168.1.1). Кожна з цих чотирьох частин називається октетом. Октет представляє вісім двійкових розрядів (наприклад, 11000000 або 192 у десятковій формі).

Таким чином, кожен октет може приймати значення від 00000000 до 11111111 у двійковій системі або від 0 до 255 у десятковій.

На наступному малюнку показано приклад IP-адреси, де перші три октети (192.168.1) представляють номер мережі, а четвертий октет (16) — ID хоста.

Кількість двійкових розрядів в IP-адресі, що відводяться під номер мережі, і кількість розрядів в адресі, що відводяться під ID хоста, можуть відрізнятися залежно від маски підмережі.

Приватні IP-адреси

Кожен хост в Інтернеті повинен мати унікальну адресу. Якщо ваші мережі ізольовані від Інтернету (наприклад, для з'єднання двох філій), ви можете легко використовувати будь-яку IP-адресу для хостів. Однак, Адміністрація адресного простору Інтернету (IANA) зарезервувала наступні три блоки IP-адрес спеціально для приватних мереж:

IP-адреси в цих приватних підмережах іноді називають 'локальними' адресами.

IP-адреси можна отримати через IANA у вашого інтернет-провайдера, або ви можете призначити їх самостійно з діапазону адрес приватних мереж.

Маски підмережі

Маска підмережі використовується для визначення того, які біти є частиною номера мережі, а які — частиною ID хоста (для цього використовується операція логічної кон'юнкції 'І').

Маска підмережі включає 32 біти. Якщо біт у масці підмережі дорівнює '1', то відповідний біт IP-адреси є частиною номера мережі. Якщо біт у масці підмережі дорівнює '0', відповідний біт IP-адреси є частиною ID хоста.

Маски підмережі завжди складаються з послідовності одиниць, що йдуть підряд, починаючи з крайнього лівого біта маски, за якою слідує послідовність нулів, що йдуть підряд, до загальної кількості 32 біти.

Маску підмережі можна визначити як кількість бітів в адресі, що представляють номер мережі (кількість бітів зі значенням '1'). Наприклад, '8-бітна маска' — це маска, в якій 8 бітів є одиницями, а решта 24 біти — нулями.

Маски підмережі записуються десятковими числами з крапками, так само як і IP-адреси. У наступних прикладах показано двійковий та десятковий запис 8-бітних, 16-бітних, 24-бітних і 29-бітних масок підмережі.

Розмір мережі

Кількість бітів у номері мережі визначає максимальну кількість хостів, які можуть бути в такій мережі. Чим більше бітів у номері мережі, тим менше бітів залишається для ID хоста в адресі.

IP-адреса з ID хоста, що складається з усіх нулів, представляє IP-адресу самої мережі (наприклад, 192.168.1.0 з 24-бітною маскою підмережі). IP-адреса з ID хоста, що складається з усіх одиниць, представляє широкомовну адресу цієї мережі (наприклад, 192.168.1.255 з 24-бітною маскою підмережі).

Оскільки такі дві IP-адреси не можна використовувати як ідентифікатори для окремих хостів, максимально можлива кількість хостів у мережі розраховується наступним чином:

Формат запису

Оскільки маска — це завжди послідовність одиниць зліва, доповнена послідовністю нулів до 32 біт, можна просто вказати кількість одиниць, а не писати значення кожного октету. Зазвичай це записується як '/' після адреси та кількості одиничних бітів у масці.

Наприклад, адреса 192.1.1.0 /25 представляє адресу 192.1.1.0 з маскою 255.255.255.128. Деякі можливі маски підмережі в обох форматах наведені в наступній таблиці.

Створення підмереж

Підмережі можна використовувати для поділу однієї мережі на кілька. У наведеному нижче прикладі мережевий адміністратор створює дві підмережі, щоб з метою безпеки ізолювати групу серверів від інших пристроїв.

У цьому прикладі мережа компанії має адресу 192.168.1.0. Перші три октети адреси (192.168.1) представляють номер мережі, а решта октету — ID хоста, що дозволяє мати в мережі максимум 2⁸ - 2 = 254 хости.

Мережа компанії до поділу на підмережі показана на наступній схемі.

Щоб розділити мережу 192.168.1.0 на дві окремі підмережі, можна 'запозичити' один біт з ID хоста. У цьому випадку маска підмережі стане 25-бітною (255.255.255.128 або /25).

'Запозичений' біт ID хоста може бути або нулем, або одиницею, що дає нам дві підмережі: 192.168.1.0 /25 та 192.168.1.128 /25.

Мережа компанії після її поділу на підмережі показана на наступному малюнку. Тепер вона включає дві підмережі, A і B.

У 25-бітній підмережі 7 біт виділено для ID хоста, тому кожна підмережа може мати максимум 2⁷ - 2 = 126 хостів (ID хоста з усіма нулями — це сама підмережа, а з усіма одиницями — це широкомовна адреса для підмережі).

Адреса 192.168.1.0 з маскою 255.255.255.128 є адресою підмережі A, а 192.168.1.127 з маскою 255.255.255.128 — її широкомовною адресою. Таким чином, найменша IP-адреса, яку можна призначити дійсному хосту в підмережі A, — 192.168.1.1, а найбільша — 192.168.1.126.

Аналогічно, діапазон ID хостів для підмережі B — від 192.168.1.129 до 192.168.1.254.

Приклад: чотири підмережі

У попередньому прикладі було показано використання 25-бітної маски підмережі для поділу 24-бітної адреси на дві підмережі. Аналогічно, для поділу 24-бітної адреси на чотири підмережі потрібно 'запозичити' два біти ID хоста, щоб отримати чотири можливі комбінації (00, 01, 10, і 11). Маска підмережі складається з 26 біт (11111111.11111111.11111111.11000000), тобто 255.255.255.192.

Кожна підмережа містить 6 біт ID хоста, що дає загалом 2⁶ - 2 = 62 хости для кожної підмережі (ID хоста з усіма нулями — це сама підмережа, а з усіма одиницями — це широкомовна адреса для підмережі).

Приклад: вісім підмереж

Аналогічно, для створення восьми підмереж використовується 27-бітна маска (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 та 111).

Значення останнього октету IP-адреси для кожної підмережі наведені в наступній таблиці.

Планування підмереж

Наведена нижче таблиця підсумовує планування підмереж для мережі з 24-бітним номером мережі.

Приклад розрахунку кількості підмереж і хостів у підмережі на основі IP-адреси та маски підмережі

Ось приклад розрахунку кількості підмереж і хостів для мережі 59.124.163.151/27.

/27 — це мережевий префікс або маска мережі. У двійковому форматі 11111111 11111111 11111111 11100000. У десятковому форматі 255.255.255.224

У четвертому полі (останньому октеті) 11100000 перші 3 біти визначають кількість підмереж; у нашому прикладі 2³ = 8.

У четвертому полі (останньому октеті) 11100000 останні 5 біт визначають кількість хостів підмережі; у нашому прикладі 2⁵ = 32.

Діапазон IP-адрес першої підмережі — 0~31 (32 хости), але 0 — це підмережа, а 31 — для широкомовної розсилки. Таким чином, максимальна кількість хостів цієї підмережі становить 30. Перша підмережа: 59.124.163.0. Широкомовна адреса першої підмережі: 59.124.163.31.

Діапазон IP-адрес другої підмережі — від 59.124.163.32 до 59.124.163.63. Друга підмережа: 59.124.163.32. Широкомовна адреса другої підмережі: 59.124.163.63.

Ми можемо розрахувати діапазон IP-адрес восьмої підмережі від 59.124.163.224 до 59.124.163.255. Восьма підмережа: 59.124.163.224. Широкомовна адреса восьмої підмережі: 59.124.163.255.

У нашому прикладі IP-адреса 59.124.163.151 знаходиться в п'ятій підмережі. П'ята підмережа: 59.124.163.128/27. Діапазон IP-адрес п'ятої підмережі — від 59.124.163.128 до 59.124.163.159. Широкомовна адреса п'ятої підмережі: 59.124.163.159.