Адрес первого узла как найти

Для работы компьютера (ноутбука, смартфона и т.п.) в сети устройству присваивается IP-адрес. Как правило, вместе с информацией об адресе узла можно узнать и маску сети (или префикс). Маска сети указывает на количество бит в IP-адресе, отведенных под номер сети. Соответственно оставшиеся биты используются под номер узла. Маска и префикс — это разные записи одного и того же значения. Записывается только одно из них. В операционных системах Windows обычно используется маска, в операционных системах на основе Linux могут применяться оба варианта записи. Приведем пример.

Запись в левом столбце идентична записи в правом. Используется один из приведенных вариантов.

По информации об IP-адресе и префиксу можно определить параметры сети, а именно, IP-адрес сети, маску сети, широковещательный адрес сети, диапазон IP-адресов, предназначенных для адресации узлов (с первого адреса до последнего и их количество). Рассчитанные параметры могут понадобиться для добавления узла в существующую локальную сеть. Другие параметры, необходимые для работы в сети, такие как адрес шлюза и DNS-сервера (серверов) можно узнать из настроек сетевого адаптера.

Рассмотрим два примера для решения подобных задач.

Ⅰ Пример. IP-адрес узла и префикс:

10.0.0.10/25

Необходимо определить номер сети, маску сети, широковещательный адрес сети, диапазон и количество адресов.

Ход решения:

1. Переведем IP-адрес и префикс сети в двоичную систему счисления. Двоичный код адреса запишем первым, ниже запишем префикс. Число, обозначающее префикс показывает количество бит, отведенных под номер сети. В данном случае это 25 единиц, остальное нули (так как IP-адрес четвертой версии протокола IP состоит из 32 бит). В данном виде записывается маска в двоичной системе счисления. Биты адреса и префикса записываем на одной вертикальной линии.

Принимаем нумерацию бит справа налево. То есть самый правый бит нумеруем как первый, а самый левый как тридцать второй. Затем определим границу сети в соответствии с маской (по правую сторону от границы должны быть только нули, по левую сторону – только единицы), в данном случае граница сети проходит между восьмым и седьмым битами (под номер сети отводится 25 бит).

2. Определяем номер сети и маску сети. Для этого все биты, принадлежащие IP-адресу узла и находящиеся справа от границы сети, заменяем нулями, а те биты, что слева, – переписываем без изменений:

Переводим номер сети в десятичную систему счисления:

10.0.0.0.

Префикс записанный в первом пункте в двоичном коде также переводим в десятичную систему счисления и вычисляем маску сети:

255.255.255.128

3. Находим широковещательный адрес данной сети. Для этого все, что в номере сети находится слева от границы, записываем без изменений, а все, что справа, – заполняем единицами:

Переводим широковещательный адрес в десятичную систему счисления:

10.0.0.127.

4. Теперь необходимо определить диапазон и количество адресов узлов в сети. Нужно понимать, что нумерация сети состоит из непрерывного диапазона адресов. При этом самый первый адрес (не обязательно заканчивающийся на ноль) – это адрес сети, а самый последний – это широковещательный адрес сети (для групповой рассылки всем узлам сети). Соответственно адресация узлов каждой сети находится между этими двумя значениями. Таким образом, для того чтобы вычислить адрес первого узла в сети, необходимо к номеру сети прибавить единицу (10.0.0.1), а для того чтобы определить адрес последнего узла, – от широковещательного адреса сети отнять единицу (10.0.0.126). Получаем следующий диапазон адресов узлов:

10.0.0.1 – 10.0.0.126.

Таким образом, максимальное количество адресов в сети 10.0.0.0/25 составляет 126 (от 10.0.0.1 до 10.0.0.126).

Пример записи решения:

(1 строка – IP-адрес узла, 2 – номер сети, 3 – маска сети, 4 – широковещательный адрес сети)

Преобразуем все записи из двоичной системы счисления в десятичную:

Номер сети: 10.0.0.0

Маска: 255.255.255.128

Широковещательный IP-адрес: 10.0.0.127

Адрес первого узла в сети: 10.0.0.1

Адрес последнего узла в сети: 10.0.0.126

Количество адресов (максимально возможное количество узлов в данной сети) составляет 126 единиц.

Ⅱ Пример. IP-адрес узла и префикс:

3.0.3.110/20

Необходимо определить номер сети, маску сети, широковещательный адрес сети, диапазон и количество адресов.

Ход решения практически такой же, как и в первом примере. Но из-за того, что префикс сети менее 24, то могут возникнуть определенные сложности при вычислении, поэтому рассмотрим пример более подробно.

1. Переведем IP-адрес и префикс сети в двоичную систему счисления, Граница сети в соответствии с маской (по правую сторону от границы должны быть только нули, по левую сторону – только единицы) проходит между тринадцатым (13) и двенадцатым (12) битами (под номер сети отводится 20 бит):

2. Определяем номер сети. Для этого все биты, что находятся справа от границы сети, заменяем нулями, а те биты, что слева, – переписываем без изменений:

Переведём номер сети в десятичную систему счисления:

3.0.0.0

Префикс записанный в первом пункте в двоичном коде также переводим в десятичную систему счисления и вычисляем маску сети:

255.255.240.0

3. Определим широковещательный адрес данной сети. Для этого все, что слева от границы, записываем без изменений, как в номере сети, а все, что справа, – заполняем единицами:

Переводим в десятичную систему:

3.0.15.255

4. Определяем диапазон адресов узлов в сети. Для того чтобы вычислить адрес первого узла в сети, необходимо к номеру сети прибавить единицу (3.0.0.1), а для того чтобы определить адрес последнего узла, – от широковещательного адреса сети отнять единицу (3.0.15.254). Получаем следующий диапазон адресов узлов: 3.0.0.1 – 3.0.15.254. Таким образом, максимальное количество адресов в сети 3.0.0.0/20 составляет 4094.

Пример записи решения:

(1 – IP-адрес узла, 2 – номер сети, 3 – маска сети, 4 – номер адреса широкого вещания)

Номер сети: 3.0.0.0

Маска: 255.255.240.0

Номер адреса широкого вещания: 3.0.15.255

1-ый узел в сети: 3.0.0.1

Последний узел в сети: 3.0.15.254

Количество адресов (максимально возможное количество узлов в данной сети) составляет 4094 единиц.

Теперь более подробно об определении количества IP-адресов. Как видим в данном случае изменяется содержимое не только четвертого, но также и третьего байта. Распишем изменения чисел, когда третий байт равен нулю

3.0.0.1 – 3.0.0.255 (то есть 255 адресов)

При дальнейшем прибавлении единицы четвертый байт станет равным нулю и изменится третий байт, то есть

3.0.1.0

При третьем байте равным единицы, четвертый байт будет изменяться следующим образом

3.0.1.0 – 3.0.1.255 (то есть 256 адресов)

далее

3.0.2.0 – 3.0.2.255 (256 адресов)

и так далее

…

3.0.14.0 – 3.0.14.255 (256 адресов)

последний байт

3.0.15.0. – 3.0.15.254 (255 адресов)

Рассчитывая подобным образом получим общее число адресов

255+256*14+255=4094

То есть два диапазона – первый и последний (3.0.0.* и 3.0.15.*) имеют по 255 адресов.

Четырнадцать диапазонов (3.0.1.*, 3.0.2.*, 3.0.3.*, 3.0.4.*, 3.0.5.*, 3.0.6.*, 3.0.7.*, 3.0.8.*, 3.0.9.*, 3.0.10.*, 3.0.11.*, 3.0.12.*, 3.0.13.* и 3.0.14.*) по 256 адресов.

Распределение IP-сети на подсети описано в статье

Но,
адрес, в котором все биты, отвечающие
за номер узла равны
«0» является номером сети и не может
быть назначен узлу, а адрес, в котором
все биты, отвечающие за номер узла равны
«1» является широковещательным адресом
в данную сеть и так же не может быть
назначен узлу. Таким образом, в данной
сети 2⁵-2
узлов, т.е. 30 узлов.

Найдем
адрес
первого узла в этой сети. В этом случае,
биты, отвечающие за номер узла
должны принять минимальное значение,
но не все быть равны нулям. Т.е. последние
пять
бит адреса должны принять значение
00001, и тогда адрес первого узла в этой
сети выглядит
следующим образом:

Переводим
его в точечно-десятичную запись:
210.56.78.193

Найдем
теперь самый большой номер узла. В этом
случае, биты адреса, отвечающие за номер
узла, должны быть все равны «1» кроме
последнего. Иначе получится широковещательный
адрес сети.

Переводим
его в точечно-десятичную запись:
210.56.78.222

Наконец
найдем широковещательный (broadcast)
адрес сети, установив все биты IP
адреса,
отвечающие за номер равными «1»:

Переводим
его в точечно-десятичную запись:
210.56.78.224

Итого,
имеем
узел с IP
адресом 210.56.78.212 и маской 255.255.255.224. Этот
узел находится
в сети 210.56.78.192, всего в сети 30 узлов,
первый узел 210.56.78.193, последний
узел 210.56.78.222 (наш узел в серединке
210.56.78.212), широковещательный адрес
сети 210.56.78.223.

Следующий
пример.

Еще
один пример
– для закрепления.

3 Деление сетей с помощью масок.

Рассмотрим
практическое использование изученного
метода, т.е. деление классовых сетей на
части с помощью масок.

Начнем
с деления на части сети класса С.
Изначально сеть класса C
может содержать
до 254 узлов, и узлы будут использовать
маску 255.255.255.0. Это значит, что первые
24 бита адреса – номер сети, а последние
8 бит – номер узла.

Пусть
мы хотим разбить сеть на несколько
частей, которые будут меньше, чем 254
узла, но этих частей (подсетей или сетей)
будет более одной. Как это сделать?

Получив
номер сети класса С, мы исходим из того,
что последние 8 бит адреса находятся
целиком в нашем распоряжении, и мы может
поступать с ними по своему усмотрению.
Мы можем использовать все
8 бит для нумерации узлов, а можем
некоторое количество из этих 8 бит
использовать как номер сети, или как
еще говорят «подсети», так как полученные
таким образом сети будут частями исходной
сети класса С.

Пусть
мы позаимствует в пользу номера подсети
из 8 имеющихся в нашем распоряжении
бит только 1. Как показать это маской?
Очевидно, нужно выбрать маску таковой,
чтобы первые 24+1 бита были в адресах
номером сети, т.е. соответствующие биты
в маске должны быть равны «1», а остальные
биты в маске должны равны «0».

Сколько
бит у нас есть в распоряжении для
нумерации подсетей, являющихся частями
нашего диапазона класса С? Очевидно
лишь один бит. Сколько подсетей можно
пронумеровать,
используя один бит? Очевидно, лишь 2
подсети (2¹
= 2). Сколько узлов будет
в каждой подсети? Узлы в подсетях нумеруют
7 бит, следовательно, узлов будет 2⁷-2=126.
Запишем номера этих подсетей. (Номер
сети принимаем равным 212.1.2.0).

Так
как первые три байта не меняются, будем
записывать их в десятичной записи, а
последний байт – в двоичной форме. Запишем
номер сети и маску, выделяющую один
дополнительный
бит для нумерации подсетей.

Из
этой записи следует, что 1-ый бит четвертого
байта адреса является частью номера
сети
(или номером подсети), а семь остальных
нумеруют узел. Можем переписать тогда
номер
сети и маску
в следующем виде:

Рассматриваем
первую подсеть.

Номер
первой подсети

Последовательность
«х» (в нашем случае, пока один «х»)
принимает первое возможное значение –
«0», а последовательность «у» должна
быть положена равной «0» в том случае,
если мы хотим получить номер первой
подсети:

Маска:

В
точечно-десятичной форме первая подсеть
будет записана как 212.1.2.0, маска
255.255.255.128. Сколько улов в этой подсети?
Очевидно, 126: (2⁷–
2)=126, где

7
– количество бит, отводимое на адресацию
хостов.

Определим
номер первого узла этой подсети. Для
этого необходимо приписать последовательности
«у» минимальное возможное значение (но
не все нули, иначе получится не номер
первого узла, а номер сети)

В
точечно-десятичной форме первый узел
будет иметь адрес 212.1.2.1, маска
255.255.255.128.

Определим
номер последнего узла этой подсети.
Необходимо приписать последовательности
«у» максимально возможное значение (но
не все единицы, иначе получится не номер
последнего узла, а широковещательный
адрес)

В
точечно-десятичной форме последний
узел будет иметь адрес 212.1.2.126, маска
255.255.255.128.

Найдем
широковещательный адрес этой сети: для
этого последовательность «у» должна
принять значение из всех «1»:

В
точечно-десятичной форме широковещательный
адрес будет 212.1.2.127

Рассмотрим
вторую подсеть, для этого первому биту
четвертого байта приписываем значение
«1», остальную процедуру проделываем
аналогично:

В
точечно-десятичной форме первая подсеть
будет записана как 212.1.2.128, маска
255.255.255.128.

Определим
номер первого узла подсети. Для этого
необходимо приписать последовательности
«у» минимальное возможное значение (но
не все нули, иначе получится не номер
первого узла, а номер сети)

В
точечно-десятичной
форме первый узел будет иметь адрес
212.1.2.129, маска 255.255.255.128.

Определим
номер последнего узла подсети. Необходимо
приписать последовательности
«у» максимально возможное значение (но
не все единицы, иначе получится не номер
последнего узла, а широковещательный
адрес)

В
точечно-десятичной форме последний
узел будет иметь адрес 212.1.2.254, маска
255.255.255.128.

Определим
широковещательный
адрес этой сети: для этого последовательность
«у» должна принять значение из всех
«1»:

В
точечно-десятичной
форме широковещательный адрес будет
212.1.2.255.

Таким
образом, мы разделили сеть 212.1.2.0 на две
равные части, каждая из которых теперь
может называться самостоятельной сетью.

Можно
ли разделить исходную сеть не на 2, а на
4 части? Да, для этого необходимо
позаимствовать из последнего байта не
1 а 2 бита в пользу номера подсети. Получим:

Разделим
исходную сеть на большее число частей,
позаимствуем из последнего байта 3 бита
в пользу номера подсети. Получим 8
подсетей по 30 узлов в каждой.

Для
деления на 16 подсетей
позаимствуем 4 бита на номер подсети,
получим 16 подсетей по
14 узлов в каждой.

Выпишем
только
номера подсетей сетей

Позаимствовав
5 бит на номер подсети, получим 32 подсети
по 6 узлов в каждой

Позаимствовав
6 бит на номер подсети, получим 64 подсети
по 2 узла в каждой

Позаимствовав
7 бит на номер подсети, получим 128 подсетей,
но в этих подсетях не сможет
расположится ни одного узла: так как
для нумерации узла в этом случае
применяется
1 бит, то он принимает всего 2 значения
«0» и «1», при последнем бите, равном
нулю результат будет номером сети, а
при последнем бите, равном единице
результат будет широковещанием в данную
сеть, видно, что корректных номеров
узлов не остается.

Таким
образом
маска 255.255.255.254 не используется и разбивать
сеть класса С на 128 подсетей не имеет
смысла.

Как
следует
из описанных выше примеров, количество
подсетей на которые делится сеть
всегда равно натуральной степени 2, а
число узлов – натуральная степень двойки
минус 2.

Далее
рассмотрим по одному примеру деления
сетей классов B
и А.

Разделим
сеть
класса B
150.150.0.0, таким образом, чтобы получилось
не менее 40 подсетей. Главным вопросом,
на который необходимо ответить перед
описанием подсетей является
вопрос:

–
сколько бит необходимо, чтобы они
обеспечивали по меньшей мере 40 разных
значений ?

Или,
2 в какой
степени больше либо равно 40 ?

Ответ:
минимальное значение показателя степени
равно 6. Т.е. минимум 6 бит необходимо для
нумерации 40 подсетей. В сетях класса B
изначально
на номер сети остается 16 бит, на номер
узла – 16 бит. Из этих 16-и бит, предназначенных
для нумерации узлов, позаимствуем в
пользу номера подсети 6 бит, тогда на
номер узла останется еще 10 бит. Таким
образом, получится 64 подсети, в каждой
из них окажется по 1022 узла. И хотя по
условию требуется 40 подсетей, выделение
6-ти бит на нумерацию – автоматически
«вырезает» 2⁶
= 64 адреса.

Проводим
границу между номером сети и номером
узла следующим образом:

Для
примера рассмотрим некоторую подсеть
с хххххх=100110

Обратите
внимание, номер узла, в данном случае,
состоит из двух последних бит третьего
байта и всех бит четвертого байта. Точка
между байтами не влияет на возможность
подобного явления. Не нужно забывать,
что точка между байтами применяется
лишь для удобства записи – не более.

Теперь
рассмотрим
пример с сетью класса А: разделим сеть
17.0.0.0 таким образом, чтобы
получились сети размером не менее 400
000 узлов.

Так
как известно, сколько необходимо иметь
узлов в одной сети, оценим, сколько бит
необходимо оставить на номер узла, а
остальные позаимствовать в пользу
номера сети. Учитывая, что 19 бит позволяют
пронумеровать около 500 тыс. узлов (2¹⁹
= 524 288) , принимаем, что на номер узла
достаточно оставить 19 бит, тогда остальные
13 бит IP адреса будут являться номером
сети. Первый из этих бит фиксирован
(сеть класса А), семь следующих нумеруют
саму сеть класса А, следовательно
оставшиеся 5 бит позволят нам нумеровать
подсети.

Проводим
границу между номером сети и номером
узла следующим образом

Для
примера рассмотрим некоторую подсеть
с ххххх=01010

Практическое
задание:

Пусть
компания
имеет сеть, изображенную на рисунке
ниже. В сети на коммутаторе Switch1
– 20 компьютеров, в сети на коммутаторе
Switch2
– 28 компьютеров, в сети на коммутаторе
Switch3
– 10 компьютеров, в сети на коммутаторе
Switch4
– 26 компьютеров, в
сети на коммутаторе Switch5
– 15 компьютеров. Компания получила
идентификатор класса
С 221.9.8.0. Требуется разделить эту сеть
на необходимое количество подсетей,
рассчитать маску подсети, номера всех
сетей, присвоить адреса всем узлам сети
и портам маршрутизаторов,
рассчитать для каждой сети широковещательный
адрес.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Предположим у нас имеется адрес сети 172.30.0.64/27. Требуется определить первый доступный адрес в сети.

В любой сети есть два зарезервированных IP-адреса: первый и последний.

Первый адрес любой сети — это адрес сети, последний — широковещательный адрес.

Переведем IP-адрес и маску в двоичный формат (если число двоичных разрядов будет меньше 8, то дополним нулями слева).

Переводим отдельно каждый октет IP-адреса в двоичную систему. ‭

Октет в десятичной системе счисления	Октет в двоичной системе счисления	Октет в двоичной системе счисления (с нулями слева)
172	10101100	10101100
30	11110	00011110
0	0	00000000
64	1000000	01000000

Далее определим маску в двоичном виде. Запись /27 после IP-адреса говорит о том что в маске 27 единиц и 5 нулей (32-27=5).

Запишем 27 единиц и 5 нулей, и разделим их на группы по 8 бит и получим маску в двоичном виде:

11111111.11111111.11111111.11100000

Далее, для наглядности, запишем IP-адрес и маску вместе (друг под другом)

10101100.00011110.00000000.01000000 — IP-адрес

11111111.11111111.11111111.11100000 — Маска

Биты IP-адреса, которым соответствуют «1» в маске определяют номер сети и они одинаковые для всех адресов одной сети.

Биты IP-адреса, которым соответствуют «0» в маске определяют номер хоста в сети и они разные для всех адресов одной сети.

В сети 172.30.0.64/27 номера хостов будут лежать в диапазоне 00000-11111.

Как мы говорили ранее самый первый номер (00000) зарезервирован для адреса сети, а самый последний (11111) зарезервирован для широковещательного адреса.

Получается, для присвоения хостам в сети доступны номера в диапазоне 00001-11110.

Для определения первого доступного IP-адреса нужно в адресе сети изменить биты, соответствующие номеру хоста на первый доступный номер хоста:

10101100.00011110.00000000.01000001

После этого, переведем биты в десятичный формат и получим первый доступный адрес: 172.30.0.65.