Как найти адрес узла сети по маске

Время на прочтение
1 мин

Количество просмотров 59K

В процессе вычисления сетей, при подготовке к CCNA, я выявил интересную закономерность, на основе которой можно быстро вычислять адрес сети, а так же ее широковещательный адрес без особых усилий. Этот метод я ранее в литературе не встречал.

Итак, мы имеем произвольный IP адрес – 192.170.175.83/13 и наша 1 задача вычислить адрес сети, для этого мы посмотрим на второй октет, так как именно он содержит как сетевую так и хостовую часть. На хостовую часть во втором октете отводится 3 бита, что дает нам 8 (2^3) изменяемых хостовых адресов в данном октете, т.е. каждая подсеть в данном октете будет содержать 8 изменяемых адресов. Теперь мы разделим представленное в третьем октете число на количество изменяемых адресов – 170/8 = 21.25, в результате деления мы получили номер искомой подсети – 21 (дробная часть нас ясное дело не интересует). Зная номер подсети, и количество изменяемых адресов в ней мы можем вычислить ее адрес, для этого 21 * 8 = 168. Итого – адрес сети будет 192.168.0.0.

Задача №2 – вычислить широковещательный адрес, для этого мы к 168 прибавим количество изменяющихся адресов и вычтем единицу: 168 + 8 – 1 = 175, следовательно, широковещательный адрес данной подсети 192.175.255.255.

И по поводу последних двух октетов в моем примере – если маска в октете нулевая, то в адресе сети он всегда будет равен 0, и широковещательный адрес всегда будет равен 255.

PS: Если данный метод ранее кому то встречался – просьба дать ссылку.

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 8 сентября 2022 года; проверки требуют 6 правок.

Маска подсети — битовая маска для определения по IP-адресу адреса подсети и адреса узла (хоста, компьютера, устройства) этой подсети. В отличие от IP-адреса маска подсети не является частью IP-пакета.

Благодаря маске можно узнать, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети.

Например, узел с IP-адресом 12.34.56.78 и маской подсети 255.255.255.0, с длиной префикса 24 бита (/24), находится в сети 12.34.56.0.

В случае адресации IPv6 адрес 2001:0DB8:1:0:6C1F:A78A:3CB5:1ADD с длиной префикса 32 бита (/32) находится в сети 2001:0DB8::/32.

Другой вариант определения — это определение подсети IP-адресов. Например, с помощью маски подсети можно сказать, что один диапазон IP-адресов будет в одной подсети, а другой диапазон соответственно в другой подсети.

Чтобы получить адрес сети, зная IP-адрес и маску подсети, необходимо применить к ним операцию поразрядной конъюнкции (побитовое И). Например, в случае более сложной маски:

IP-адрес:       11000000 10101000 00000001 00000010 (192.168.1.2)
Маска подсети:  11111111 11111111 11111110 00000000 (255.255.254.0)
Адрес сети:     11000000 10101000 00000000 00000000 (192.168.0.0)

Легенда:

• часть маски, определяющая адрес сети и состоящая из единиц;
• адрес сети, который определяется маской подсети;
• диапазон адресов устройств в этой сети.

Разбиение одной большой сети на несколько маленьких подсетей позволяет упростить маршрутизацию. Например, пусть таблица маршрутизации некоторого маршрутизатора содержит следующую запись:

Пусть теперь маршрутизатор получает пакет данных с адресом назначения 192.168.1.2. Обрабатывая построчно таблицу маршрутизации, он обнаруживает, что при наложении (применении операции «побитовое И») на адрес 192.168.1.2 маски 255.255.255.0 получается адрес сети 192.168.1.0. В таблице маршрутизации этой сети соответствует шлюз 10.20.30.1, которому и отправляется пакет.

Битовые операции при расчёте адреса сети в IPv6 выглядят аналогично. Но в IPv6 можно просто рассчитать адрес сети по длине префикса, применив формулу: «длина префикса в битах» / 4 = «кол-во 0xF у адреса сети». Взяв полученное количество 0xF из адреса узла, получаем адрес сети.

Маски при бесклассовой маршрутизации (CIDR)[править | править код]

Маски подсети являются основой метода бесклассовой маршрутизации (англ. CIDR). При этом подходе маску подсети записывают вместе с IP-адресом в формате «IP-адрес/количество единичных бит в маске». Число после знака дроби ( длина префикса сети) означает количество единичных разрядов (бит) в маске подсети.

Рассмотрим пример записи диапазона IP-адресов в виде 10.96.0.0/11. В этом случае маска подсети будет иметь двоичный вид 1111_1111.1110_0000.0000_0000.0000_0000, или то же самое в десятичном виде: 255.224.0.0. 11 разрядов IP-адреса отводятся под адрес сети, а остальной 32-11=21 разряд полного адреса (1111_1111.1110_0000.0000_0000.0000_0000) — под локальный адрес в этой сети. Итого, 10.96.0.0/11 означает диапазон адресов от 10.96.0.0 до 10.127.255.255.

* Чтобы в сетях с такой размерностью маски возможно было разместить хосты, отступают от правил, принятых для работы в остальных сетях.

Возможных узлов подсети меньше количества адресов на два: начальный адрес сети резервируется для идентификации подсети, последний адрес используется в качестве широковещательного адреса (возможны исключения в виде адресации в IPv4 сетей /32 и /31).

Выбор маски для подсети[править | править код]

Если  — количество компьютеров в подсети, округлённое до ближайшей большей степени двойки, и (для сетей класса C), то маска подсети вычисляется по следующей формуле: , где двойка вычитается, так как один IP-адрес (первый в задаваемом маской диапазоне) является IP-адресом подсети и ещё один IP-адрес (последний в задаваемом маской диапазоне) является широковещательным адресом (для отправки данных всем узлам подсети). Для будет другая формула.

Пример: в некой подсети класса C есть 30 компьютеров; маска для такой сети вычисляется следующим образом:

28 - 30 - 2 = 224 = E0h;
маска: 255.255.255.224 = 0xFF.FF.FF.E0.

См. также[править | править код]

• Бесклассовая адресация

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

• Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов = Computer Networks. Principles, Technologies and Protocols for Network Design. — 3-е изд. — СПб.: Издательский дом «Питер», 2006. — С. 572—576. — 958 с. — ISBN 5-469-00504-6.

Ссылки[править | править код]

• Ivan Pascal. «Вычисление сетевой маски для подсети». OpenNet.ru (3 июня 2002). Дата обращения: 21 февраля 2011.
• Сергей Верещагин. «Wildcard Mask (шаблонная маска)» (30 мая 2009). Дата обращения: 21 февраля 2011. Архивировано 25 августа 2011 года.

С помощью нашего IP калькулятора вы можете вычислить ip адрес сети, широковещательный адрес, ip адрес первого узла (хоста), ip адрес последнего узла (хоста), количество рабочих узлов (хостов) в заданной сети, маску сети, обратную маску (wildcard mask) и сетевой префикс.

Все вычисления будут представлены в трёх системах счисления – десятичной, двоичной и шестнадцатеричной.

Удобный калькулятор подсетей с дополнительными функциями (добавляйте в закладки и делитесь с друзьями):

Для вычисления номера сети по заданному
IP-адресу и маске необходимо применить
побитовую операцию “И” к адресу и
маске. Такая операция называется
наложением маски на
адрес.

На
рисунке 3
представлено
табличное
побитовой
операции “И”.

1-ый операнд	2-ой операнд	Значение “И”
0	0	0
1	0	0
0	1	0
1	1	1

Рис.
3.
Определение
побитовой
операции
“И”

Для вычисления номера узла по заданному
IP-адресу и маске
необходимо применить
побитовую операцию “И” к адресу и
результату применения побитовой операции
“НЕ” к маске.

На
рисунке 4
представлено
табличное
определение
унарной операции
побитового
отрицания

“НЕ”
(побитового
дополнения).

Операнд	Значение “НЕ”
0	1
1	0

Пример
7

Рис.
4.
Определение
побитовой
операции
“НЕ”

Применим побитовую
операцию “И”
к однобайтовым
числам 185
и 221.

Представим
числа в
двоичной форме:
185 =
10111001, 221
= 11011101.

10111001

11011101

^И
10011001

Применим побитовую
операцию “НЕ”
к числу
185.

10111001

^НЕ

01000110

Пример
8

Вычислим
номер сети
и номер
узла для
адреса 215.17.125.177
и маски
255.255.255.240.

IP-адрес:
215.17.125.177
(11010111.00010001.01111101.10110001)

Маска: 255.255.255.240
(11111111.11111111.11111111.11110000)

В этом
случае номер
сети (Н.с.)
и номер
узла (Н.у.)
будут следующими:

Пример
9

Вычислим
номер сети
и номер
узла для
адреса
67.38.173.245 и
маски 255.255.240.0.

IP-адрес:
67.38.173.245
(01000011.00100110.10101101.11110101)

Маска: 255.255.240.0
(11111111.11111111.11110000.00000000)

Н.с.: 67.38.160.0 (01000011.00100110.10100000.00000000)

Н.у.: 0.0.13.245 (00000000.00000000.00001101.11110101)

Соответствие блоков адресов номерам сетей на основе масок

При использовании маски, так же, как и
в случае адресации на основе классов,
номер сети определяет
блок адресов
с одинаковым префиксом.

Пример
10

В маске
255.255.255.192 (11111111.11111111.11111111.11000000) выделено
26 разрядов под
номер сети и
6 разрядов под
номер узла.

Номеру
сети 192.168.74.64
с данной
маской
соответствует
блок адресов:

Всего в этом блоке 2⁶ = 64
адресов (192.168.74.64 – 192.168.74.127). Все
адреса имеют
одинаковый
префикс (первые 26 разрядов):

11000011.10101000.01001010.01

Пример
11

В маске 255.255.254.0 (1111111.11111111.11111110.00000000)
выделено 23
разряда под номер
сети и
9 разрядов под
номер узла.

Номеру
сети 192.168.74.0
c данной
маской
соответствует
блок адресов:

Адрес
3: 11000011.10101000.01001010.00000010
(192.168.74.2)

……………………

Адрес
511:
11000011.10101000.01001011.11111110
(192.168.75.254)

Адрес
512:
11000011.10101000.01001011.11111111
(192.168.75.255)

Всего в этом блоке 2⁹ = 512
адресов (192.168.74.0 – 192.168.75.255). Все адреса
имеют одинаковый
префикс (первые 23 разряда):

11000011.10101000.0100101

Замечание: размер блока адресов,
соответствующий некоторой маске, всегда
равен степени
двойки.