In computer networks, an IP address is a unique address that identifies a device on the internet or a local network. Using IP address we can find information about the Class of IP address and number of computers connected in that network (range of IP address in that network), network IP address, broadcast address.
Steps to find the number of computers connected in the given IP address
1) Identify the class of the IP address
To find the number of computers connected in the network first we need to identify the class of the IP address, there are 5 classes of IP addresses they are A, B, C, D, E.
Each IP address of ipv4 consists of 32bits, it is divided into 4 octets, 1 octet = 8 bits, look at the first octet to find the class of the given IP address. The range of each class is given in the following table.
| Classes | range |
|---|---|
| A | 0 to 127 |
| B | 128 to 191 |
| C | 192 to 223 |
| D | 224 to 239 |
| E | 240 to 255 |
Example: If the IP address given is 64.19.23.0 then the first octet is 64 which is in the range of 0 to 127, so the given IP address belongs to class A.
2) Finding network IP address
To find the network IP address we need default mask value, Default mask value is different for each class, the default mask value for each class is given in the table below
| Classes | Default mask |
|---|---|
| A | 255.0.0.0 |
| B | 255.255.0.0 |
| C | 255.255.255.0 |
| D | – |
| E | – |
After finding the default mask value, perform AND operation with the given IP address to get the network IP address.
Example: If the given IP address is 64.0.0.8 convert this into the binary format by replacing each octet with respective binary values, then the Binary format of the given IP address will be 01000000.00000000.00000000.00001000.
Now take the default mask value to which the IP address belongs (from the above table), convert that default mask value into its binary format, the default mask of class A is 255.0.0.0 converting to binary format will be
11111111.00000000.00000000. 00000000
Now perform the AND operation between them
01000000.00000000.00000000. 00001000
11111111.00000000.00000000. 00000000
01000000.00000000.00000000.00000000 => 64.0.0.0
Convert the resulting answer to decimal format to get the network IP address. The network IP address of the given IP address 64.0.0.8 is 64.0.0.0
3) Finding the number of hosts or number of computers connected to that network
The class it belongs will tell the range of hosts that can connect to that network, it’s given in the below table.
| Classes | Number of networks possible | Number of hosts possible in 1 network | Number of usable hosts in 1 network |
|---|---|---|---|
| A | 126 | 224 | 224 – 2 |
| B | 16384 | 65536 | 65534 |
| C | 221 | 256 | 254 |
| D | no networks | no hosts | – |
| E | no networks | no hosts | – |
[Note: Class D is reserved for Multicasting, group email/ broadcast, possible IP address in class D are 228
Class E is reserved for experimental and research / military purposes, possible IP addresses in class E is 228]
In simple words, the Number of hosts in any network can be calculated with the formula = 2x– 2, where x is the number of host ID bits in the IP address.
Why do we subtract 2?
Because the first and last addresses are not used for any hosts because the first IP is used to represent the whole network ID while the last IP is used as the broadcast address.
Example: The given IP address is 192.168.254.1 it belongs to class C, when we perform AND operation on IP address with a default mask of class C, we get the network IP address as 192.168.254.0 this is the IP address used to represent the whole network and the broadcast address will be the last IP address of this network which is 192.168.254.255
4) Broadcast address
Broadcast addresses are of 2 types limited broadcast and direct broadcast
- Limited broadcast: When the host in the same network wants to broadcast a message to all hosts within its network, In this case, the Broadcast address will be 255.255.255.255
- Direct broadcast: When the host in another network wants to broadcast a message to all the hosts in the other network, then the broadcast address will be calculated as above.
Example 1: Find the Class, network IP address, number of hosts (computers), and broadcast address of 9.1.5.31
Answer: Finding the Class to which the given IP address belongs to
The first octet has a value of 9 which is in the range of 0 to 127 so the given IP address belongs to Class A.
Finding the Network IP address
The default mask for class A as given in the table is 255.0.0.0
Perform the AND operation to get the network IP address
9.1.5.31 => 00001001.00000001.00000101.00011111
255.0.0.0 =>
11111111.00000000.00000000.00000000
00001001.00000000.00000000.00000000 => 9.0.0.0
IP address = 9.1.5.31, Network address= 9.0.0.0
So, Network ID bits= 8 (first octet), Host ID bits= 24 (Last three octets)
The network IP address of the given IP address is 9.0.0.0
The number of hosts in each network is 224– 2
The broadcast IP address is 9.255.255.255
Example 2: Find the Class, network IP address, number of hosts (computers), and broadcast address of 201.20.30.40
Answer: Finding the Class to which the given IP address belongs to
The first octet has a value of 201 which is in the range of 192 to 223 so the given IP address belongs to Class C.
Finding the Network IP address
The default mask for class C as given in the table is 255.255.255.0
Perform the AND operation to get the network IP address
201.20.30.40 => 11001001.00010100.00011110.00101000
255.255.255.0 => 11111111.11111111.11111111.00000000
11001001.00010100.00011110.00000000 => 201.20.30.0
IP address = 201.20.30.40, Network address= 201.20.30.0
So, Network ID bits= 24 (first three octets), Host ID bits= 8 (Last octet)
The network IP address of the given IP address is 201.20.30.0
The number of hosts in each network is 28– 2= 254
The broadcast IP address is 201.20.30.255
Last Updated :
03 Dec, 2021
Like Article
Save Article
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 26 июля 2022 года; проверки требует 1 правка.
Создание подсети путём деления идентификатора хоста
Подсеть — логическое разделение сети IP[1].
IP-адрес разделён маской подсети на префикс сети и адрес хоста. Хостом в данном случае является любое сетевое устройство (а именно сетевой интерфейс этого устройства), обладающее IP-адресом. Компьютеры, входящие в одну подсеть, принадлежат одному диапазону IP-адресов.
Префикс маршрутизации выражается в нотации CIDR. Он записывается как адрес сети, затем слеш (/) и длина префикса в битах. Например, для сети 192.168.1.0/24 — первые 24 бита зарезервированы под адрес сети, а оставшиеся 8 под хосты. Для протокола IPv6 нотация действует тем же образом, например, в адресе 2001:db8::/32 первые 32 бита — это префикс маршрутизации (адрес сети), а оставшиеся 96 зарезервированы под хосты. Для IPv4 сеть также характеризуется маской подсети, которая является битовой маской. При поразрядной операции И между маской подсети и адресом можно получить префикс маршрутизации.
Преимущества подсетей заключается в более эффективном использовании доступных адресов.
Подсети в IPv4[править | править код]
Процесс деления предполагает разделение сети на несколько подсетей с определённым количеством адресов под хосты.
Определение префикса сети[править | править код]
Маска подсети в IPv4 состоит из 32 битов, непрерывной последовательности единиц (1), за которой следует непрерывная последовательность нулей (0). В маске подсети не может стоять единица после нуля.
| Двоичная форма | Точечно-десятичная нотация | |
|---|---|---|
| IP-адрес | 11000000.10101000.00000101.10000010
|
192.168.5.130
|
| Маска подсети | 11111111.11111111.11111111.00000000
|
255.255.255.0
|
| Сетевой префикс | 11000000.10101000.00000101.00000000
|
192.168.5.0
|
| Адрес хоста (часть IP) | 00000000.00000000.00000000.10000010
|
0.0.0.130
|
Сетевой префикс (адрес сети) вычисляется побитовой операцией AND между IP-адресом и маской. Результат AND равен единице тогда, когда оба операнда равны единице.
Подсчёт количества подсетей[править | править код]
Создание подсетей предполагает увеличение маски сети на несколько бит.
| Двоичной форме | Точечно-десятичная нотация | |
|---|---|---|
| IP-адрес | 11000000.10101000.00000101.10000010
|
192.168.5.130
|
| Маска подсети | 11111111.11111111.11111111.11000000
|
255.255.255.192
|
| Сетевой префикс | 11000000.10101000.00000101.10000000
|
192.168.5.128
|
| Адрес хоста
(без префикса) |
00000000.00000000.00000000.00000010
|
0.0.0.2
|
В примере выше маска подсети была увеличена на 2 бита, создавая тем самым 4 (22) возможных подсетей:
| Сеть | Сеть (двоичный) | Широковещательный адрес |
|---|---|---|
192.168.5.0/26
|
11000000.10101000.00000101.00000000
|
192.168.5.63
|
192.168.5.64/26
|
11000000.10101000.00000101.01000000
|
192.168.5.127
|
192.168.5.128/26
|
11000000.10101000.00000101.10000000
|
192.168.5.191
|
192.168.5.192/26
|
11000000.10101000.00000101.11000000
|
192.168.5.255
|
Общая формула: 
, где N — количество подсетей, а n — маска сети в нотации CIDR делённая по модулю 8 (или просто количество добавленных бит к маске).
Подсчёт количества адресов для хостов в подсети[править | править код]
Количество возможных хостов в сети могут быть легко вычислены по формуле 
, где n — маска сети в нотации CIDR.
Биты маски подсети, равные нулю, отведены под адреса хостов. В приведённом выше примере маска подсети состоит из 26 бит, оставшиеся 6 бит могут быть использованы для идентификаторов хостов. Это позволяет создать сеть на 62 хоста (26−2).
Значения из одних нулей и значения из одних единиц зарезервированы для адреса сети и широковещательного адреса соответственно. Или другими словами первый и последний адрес подсети. Поэтому при подсчёте числа хостов надо вычитать 2 из общего числа доступных адресов.
Например, для маски /27 могут использоваться 8 подсетей. Каждый первый IP-адрес в подсети (.0, .32, .64, …, .224), то есть адрес сети, и каждый последний IP-адрес в подсети (.31, .63, .95, … .255), то есть широковещательный адрес, зарезервированы, соответственно для каждой сети доступно только 30 адресов (c .1 по .30, с .33 по .62, с.65 по .94, … с .225 по .254).
/24 сеть может быть разделена на следующие подсети увеличением маски подсети последовательно по одному биту. Длина маски влияет на общее количество хостов, которые могут быть определены в сети (последний столбец).
| Размер префикса в битах | Маска сети | Доступно
подсетей |
Доступно адресов для хостов | Всего хостов на все подсети |
|---|---|---|---|---|
| /24 | 255.255.255.0
|
1 | 254 | 254 |
| /25 | 255.255.255.128
|
2 | 126 | 252 |
| /26 | 255.255.255.192
|
4 | 62 | 248 |
| /27 | 255.255.255.224
|
8 | 30 | 240 |
| /28 | 255.255.255.240
|
16 | 14 | 224 |
| /29 | 255.255.255.248
|
32 | 6 | 192 |
| /30 | 255.255.255.252
|
64 | 2 | 128 |
| /31 | 255.255.255.254
|
128 | 2 * | 256 |
*применимо только для соединений точка-точка
Специальные адреса и подсети[править | править код]
Первая и последняя подсети, полученной путём деления, изначально имели особое назначение и применение[2]. Кроме того, в протоколе IPv4 зарезервировано два адреса в каждой сети: первый, использующийся как адрес сети, и последний, для отправки широковещательных пакетов.
Подсети ноль и «все единицы»[править | править код]
У первой подсети все биты адреса сети, следующие после префикса маршрутизации, равны нулю (0). Поэтому её ещё называют” нулевой подсетью[2]. Последняя подсеть, соответственно, состояла из единиц и получила название «all-ones», или «все единицы»[2].
IETF изначально отговаривали производителей от использования этих двух подсетей из-за возможной путаницы сети и подсети с тем же адресом[3]. В 1995 году это решение было отменено [rfc:1878 в RFC 1878][4].
Протокол IPv6 подсетей[править | править код]
Дизайн адресного пространства протокола IPv6 существенно отличается от IPv4. Основной причиной создания подсети в IPv4 является повышение эффективности использования сравнительно небольшого адресного пространства. Но таковой проблемы в IPv6 не стоит.
В документе RFC 4291 для IPv6 на хосты отведено 64 бита[5]. Следовательно, префикс маршрутизации равен /64 (128−64 = 64 старших бит). Хотя, технически возможно использовать меньшие подсети[6], они являются непрактичными для локальных сетей на основе технологии Ethernet, потому что 64 бита необходимы автоматической настройки адреса[7]. Инженерный совет Интернета рекомендует использовать /127 подсети для соединений точка-точка (состоящих из двух узлов)[8][9].
См. также[править | править код]
- Маска подсети
- Автономная система (Интернет)
Примечания[править | править код]
- ↑ RFC 950, Internet Standard Subnetting Procedure, J. Mogul, J. Postel (August 1985), page 1, 16
- ↑ 1 2 3 «Document ID 13711 — Subnet Zero and the All-Ones Subnet» Архивная копия от 9 февраля 2014 на Wayback Machine.
- ↑ RFC 950, Jeffrey Mogul; Jon Postel (August 1985).
- ↑ RFC 1878, Troy Pummill; Bill Manning (December 1995).
- ↑ RFC 4291, «IP Version 6 Addressing Architecture — section 2.5.1.
- ↑ RFC 4862, »IPv6 Stateless Address Autoconfiguration — section 5.5.3.(d) Router Advertisement Processing”.
- ↑ RFC 2464, «Transmission of IPv6 Packets over Ethernet Networks — section 4 Stateless Autoconfiguration».
- ↑ RFC 6164, «Using 127-Bit IPv6 Prefixes on Inter-Router Links».
- ↑ RFC 6547, «RFC 3627 to Historic Status».
Литература[править | править код]
- Blank, Andrew G. TCP/IP Foundations Technology Fundamentals for IT Success. San Francisco, London: Sybex, Copyright 2004.
- Lammle, Todd. CCNA Cisco Certified Network Associate Study Guide 5th Edition. San Francisco, London: Sybex, Copyright 2005.
- Groth, David and Toby Skandier. Network + Study Guide, 4th Edition. San Francisco, London: Wiley Publishing, Inc., Copyright 2005.
Ссылки[править | править код]
- Cisco-IP Addressing and Subnetting for New Users (англ.)
- Subnetworking в каталоге ссылок Curlie (dmoz)
- Netmask Quick Reference Chart (англ.)
Калькулятор производит расчет адреса сети IPv4, широковещательного адреса, ip-адрес первого узла, ip-адрес последнего узла, количество узлов в заданной сети, маску подсети и инверсию маски (wildcard mask).
Данные представлены в десятичной и двоичных системах исчисления.
При построении сети, классы подсетей выбираются исходя из предполагаемого количества узлов в компьютерной сети. Если изначально выбрана подсеть вмещающая малое количество узлов (например, класс С c маской 255.255.255.0), при большом росте компьютерной сети часто приходится менять подсеть и маску подсети, чтобы не усложнять адресацию.
И наоборот, если изначально выбрана подсеть включающая в себя огромное количество хостов (например, класса А с маской 255.0.0.0), то при возникновении в компании филиальной сети, приходится сжимать подсети чтобы выделять подсети под филиалы.
Использование:
Для того, чтобы рассчитать сетевые параметры, укажите IP-адрес хоста и маску подсети.
Справочная информация для IPv4:
Адреса зарезервированные для особых целей:
| Подсеть | Назначение |
|---|---|
| 0.0.0.0/8 | Адреса источников пакетов “этой” (“своей”) сети, предназначены для локального использования на хосте при создании сокетов IP. Адрес 0.0.0.0/32 используется для указания адреса источника самого хоста. |
| 10.0.0.0/8 | Для использования в частных сетях. |
| 127.0.0.0/8 | Подсеть для коммуникаций внутри хоста. |
| 169.254.0.0/16 | Канальные адреса; подсеть используется для автоматического конфигурирования адресов IP в случает отсутствия сервера DHCP. |
| 172.16.0.0/12 | Для использования в частных сетях. |
| 100.64.0.0/10 | Для использования в сетях сервис-провайдера. |
| 192.0.0.0/24 | Регистрация адресов специального назначения. |
| 192.0.2.0/24 | Для примеров в документации. |
| 192.168.0.0/16 | Для использования в частных сетях. |
| 198.51.100.0/24 | Для примеров в документации. |
| 198.18.0.0/15 | Для стендов тестирования производительности. |
| 203.0.113.0/24 | Для примеров в документации. |
| 240.0.0.0/4 | Зарезервировано для использования в будущем. |
| 255.255.255.255 | Ограниченный широковещательный адрес. |
Зарезервированные адреса, которые маршрутизируются глобально.
| Подсеть | Назначение |
|---|---|
| 192.88.99.0/24 | Используются для рассылки ближайшему узлу. Адрес 192.88.99.0/32 применяется в качестве ретранслятора при инкапсуляции IPv6 в IPv4 (6to4) |
| 224.0.0.0/4 | Используются для многоадресной рассылки. |
Маски и размеры подсетей
| Маска подсети | Префикс, бит | Количество подсетей | Количество хостов | Количество адресов | Класс подсети |
|---|---|---|---|---|---|
| 128.0.0.0 | /1 | 2147483646 | 2147483648 | А | |
| 192.0.0.0 | /2 | 1073741822 | 1073741824 | А | |
| 224.0.0.0 | /3 | 536870910 | 536870912 | А | |
| 240.0.0.0 | /4 | 268435454 | 268435456 | А | |
| 248.0.0.0 | /5 | 134217726 | 134217728 | А | |
| 252.0.0.0 | /6 | 67108862 | 67108864 | А | |
| 254.0.0.0 | /7 | 33554430 | 33554432 | А | |
| 255.0.0.0 | /8 | 16777214 | 16777216 | А | |
| 255.128.0.0 | /9 | 8388606 | 8388608 | B | |
| 255.192.0.0 | /10 | 4194302 | 4194304 | B | |
| 255.224.0.0 | /11 | 2097150 | 2097152 | B | |
| 255.240.0.0 | /12 | 1048574 | 1048576 | B | |
| 255.248.0.0 | /13 | 524286 | 524288 | B | |
| 255.252.0.0 | /14 | 262142 | 262144 | B | |
| 255.254.0.0 | /15 | 131070 | 131072 | B | |
| 255.255.0.0 | /16 | 65534 | 65536 | B | |
| 255.255.128.0 | /17 | 2 | 32766 | 32768 | C |
| 255.255.192.0 | /18 | 4 | 16382 | 16384 | C |
| 255.255.224.0 | /19 | 8 | 8190 | 8192 | C |
| 255.255.240.0 | /20 | 16 | 4094 | 4096 | C |
| 255.255.248.0 | /21 | 32 | 2046 | 2048 | C |
| 255.255.252.0 | /22 | 64 | 1022 | 1024 | C |
| 255.255.254.0 | /23 | 128 | 510 | 512 | C |
| 255.255.255.0 | /24 | 256 | 254 | 256 | C |
| 255.255.255.128 | /25 | 2 | 126 | 128 | C |
| 255.255.255.192 | /26 | 4 | 62 | 64 | C |
| 255.255.255.224 | /27 | 8 | 30 | 32 | C |
| 255.255.255.240 | /28 | 16 | 14 | 16 | C |
| 255.255.255.248 | /29 | 32 | 6 | 8 | C |
| 255.255.255.252 | /30 | 64 | 2 | 4 | C |
| 255.255.255.254 | /31 | 2* | 2 | C | |
| 255.255.255.255 | /32 | 1* | 1 | C |
Количество подсетей = 2n, где n – это количество занятых бит от порции хоста.
Cisco формула расчёта хостов (узлов)
Количество хостов в подсети = 2n-2, где n – это количество свободных бит (нулей) в порции хоста, а «-2» – это вычет адреса сети (в порции хоста все нули) и широковещательного адреса (в порции хоста все единицы).
Объяснение формул расчета сетей
IP адрес
IP адрес состоит из 32 битов, которые поделены на 4 части по 8 бит соответственно (эти части называются октетами). В жизни используется запись IP адреса в десятичном виде.
Примеры IP адресов:
172.16.2.15 = 10101100.00010000.00000010.00001111
178.68.128.168 = 10110010.01000100.10000000.10101000
217.20.147.94 = 11011001.00010100.10010011.01011110
Из этих 32 битов часть относится к адресу хоста, которому принадлежит этот IP адрес, а другая часть относится к адресу сети, в которой находится этот хост. Первая часть (слева направо) IP адреса обозначает адрес сети, а вторая часть (оставшиеся биты) – адрес хоста. Чтобы узнать, сколько битов относится к адресу сети, надо воспользоваться маской сети.
Маска сети
Маска сети тоже состоит из 32 битов, но в отличие от IP адреса, в маске единицы и нолики не могут перемешиваться. В жизни используется запись сетевой маски в десятичном виде.
Примеры масок сети:
255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000
255.255.240.0 = 11111111.11111111.11110000.00000000
255.255.255.128 = 11111111.11111111.11111111.10000000
Префикс маски
Еще чаще, маска сети записывается в виде короткого префикса маски. Число в префиксе обозначает количество бит относящихся к адресу сети.
/16 = 11111111.11111111.00000000.00000000 = 255.255.0.0
/24 = 11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0
/26 = 11111111.11111111.11111111.11000000 = 255.255.255.192
IP адрес и маска сети
Чтобы узнать, какая часть IP адреса относится к порции сети, необходимо выполнить бинарную логическую операцию AND (И).
Бинарная логическая операция AND (И)
Смысл операции заключается в сравнении двух битов, причем только в одном случае бинарная операция даёт единицу на выходе – в случае сравнения двух единиц. В остальных случаях логическая операция AND даёт на выходе 0.
Результаты сравнения логической операцией AND двух битов:
1 AND 1 = 1
1 AND 0 = 0
0 AND 1 = 0
0 AND 0 = 0
Операция AND над IP адресом и маской
Представим, что у нас есть IP адрес 192.168.1.31 с маской сети в виде префикса /24, наша задача вычислить адрес сети, порцию сети, порцию хоста.
Сначала надо перевести IP адрес из десятичной системы счисления в двоичную систему. Затем перевести префикс в двоичный вид и нормальный вид маски сети (десятичный). Далее останется только сложить IP адрес с маской с помощью логической операции AND.
192.168.1.31/24
192.168.1.31 = 11000000.10101000.00000001.00011111
/24 = 11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0
11000000.10101000.00000001.00011111 (IP)
AND
11111111.11111111.11111111.00000000 (Mask)
=
11000000.10101000.00000001.00000000 (Адрес сети в двоичном виде)
192.168.1.0/24 (Адрес сети в десятичном виде с сетевым префиксом)
Вот мы и узнали адрес сети. Единички в маске указывают на длину порции адреса сети (11000000.10101000.00000001.), а нолики – на порцию адреса хоста (.00011111).
Примеры расчета сетей
Деление сети осуществляется присвоением битов из порции адреса хоста к порции адреса сети. Тем самым мы увеличиваем возможное количество подсетей, но уменьшаем количество хостов в подсетях. Чтобы узнать, сколько получается подсетей из присвоенных битов надо воспользоваться cisco формулой расчета сетей: 2n, где n является количеством присвоенных бит.
Пример расчета сети на 2 подсети.
У нас есть адрес сети 192.168.1.0/24, нам надо разделить имеющуюся сеть на 2 подсети. Попробуем забрать от порции хоста 1 бит и воспользоваться формулой: 21=2, это значит, что если мы заберём один бит от части хоста, то мы получим 2 подсети. Присвоение одного бита из порции хоста увеличит префикс на один бит: /25. Теперь надо выписать 2 одинаковых IP адреса сети в двоичном виде изменив только присвоенный бит (у первой подсети присвоенный бит будет равен 0, а у второй подсети = 1). Захваченный бит я выделю более жирным шрифтом красного цвета.
2 подсети (захваченный бит я выделю более жирным шрифтом красного цвета):
1) 11000000.10101000.00000001.00000000
2) 11000000.10101000.00000001.10000000
Теперь запишем рядом с двоичным видом десятичный, и добавим новый префикс. Красным пометил порцию подсети, а синим – порцию хоста.
1) 11000000.10101000.00000001.00000000 = 192.168.1.0/25
2) 11000000.10101000.00000001.10000000 = 192.168.1.128/25
Всё, сеть разделена на 2 подсети. Как мы видим выше, порция хоста теперь составляет 7 бит.
Чтобы высчитать, сколько адресов хостов можно получить используя 7 бит, необходимо воспользоваться cisco формулой расчёта хостов: 2n-2, где n = количество бит в порции хоста.
27 – 2 = 126 хостов. В начале статьи было сказано, что вычитаемая цифра 2 является двумя адресами, которые нельзя присвоить хосту: адрес сети и широковещательный адрес.
Адрес сети, это когда в порции хоста все нули, а широковещательный адрес, это когда в порции хоста все единицы. Выпишем эти адреса для каждой подсети в двоичном и десятичном виде:
11000000.10101000.00000001.00000000 = 192.168.1.0/25 (адрес сети первой подсети)
11000000.10101000.00000001.01111111 = 192.168.1.127/25 (широковещательный адрес первой подсети)
11000000.10101000.00000001.10000000 = 192.168.1.128/25 (адрес сети второй подсети)
11000000.10101000.00000001.11111111 = 192.168.1.255/25 (широковещательный адрес второй подсети)
Пример расчета сети на 4 подсети.
Этот пример делается абсолютно по тому же алгоритму, что и предыдущий, поэтому я запишу текст немного короче. Адрес я буду использовать тот же, чтобы вы видели отличия. Если нужны подробности, пишите на почту eaneav@gmail.com.
У нас есть адрес сети 192.168.1.0/24, надо разделить сеть на 4 подсети. Высчитываем по формуле, сколько нам надо занять бит от хоста: 22 = 4. Префикс изменяется на /26.
4 подсети (захваченный бит я выделю более жирным шрифтом красного цвета):
1) 11000000.10101000.00000001.00000000
2) 11000000.10101000.00000001.01000000
3) 11000000.10101000.00000001.10000000
4) 11000000.10101000.00000001.11000000
Красным пометил порцию подсети, а синим – порцию хоста:
1) 11000000.10101000.00000001.00000000 = 192.168.1.0/26
2) 11000000.10101000.00000001.01000000 = 192.168.1.64/26
3) 11000000.10101000.00000001.10000000 = 192.168.1.128/26
4) 11000000.10101000.00000001.11000000 = 192.168.1.192/26
Всё, сеть разделена на 4 подсети. Порция хоста теперь составляет 6 бит.
26 – 2 = 62 хостов.
11000000.10101000.00000001.00000000 = 192.168.1.0/26 (адрес сети первой подсети)
11000000.10101000.00000001.00111111 = 192.168.1.63/26 (широковещательный адрес первой подсети)
11000000.10101000.00000001.01000000 = 192.168.1.64/26 (адрес сети второй подсети)
11000000.10101000.00000001.01111111 = 192.168.1.127/26 (широковещательный адрес второй подсети)
11000000.10101000.00000001.10000000 = 192.168.1.128/26 (адрес сети третьей подсети)
11000000.10101000.00000001.10111111 = 192.168.1.191/26 (широковещательный адрес третьей подсети)
11000000.10101000.00000001.11000000 = 192.168.1.192/26 (адрес сети четвёртой подсети)
11000000.10101000.00000001.11111111 = 192.168.1.255/26 (широковещательный адрес четвёртой подсети)
Заключение
Таким способом можно разделить любую сеть на подсети, а cisco формулы расчета сетей и хостов помогут вам в этом деле.
В данной статье описываются IP-адреса и маски подсетей.
IP-адреса используются для идентификации устройств в сети. Для взаимодействия по сети IP-адрес должен быть назначен каждому сетевому устройству (в том числе компьютерам, серверам, маршрутизаторам, принтерам и т.д.). Такие устройства в сети называют хостами.
С помощью маски подсети определяется максимально возможное число хостов в конкретной сети. Маски подсети позволяют разделить одну сеть на несколько подсетей.
Одна часть IP-адреса представляет собой номер сети, другая – идентификатор хоста. Точно так же, как у разных домов на одной улице в адресе присутствует одно и то же название улицы, у хостов в сети в адресе имеется общий номер сети. И точно так же, как у различных домов имеется собственный номер дома, у каждого хоста в сети имеется собственный уникальный идентификационный номер – идентификатор хоста. Номер сети используется маршрутизаторами для передачи пакетов в нужные сети, тогда как идентификатор хоста определяет конкретное устройство в этой сети, которому должны быть доставлены пакеты.
Структура
IP-адрес состоит из четырех частей, записанных в виде десятичных чисел с точками (например, 192.168.1.1). Каждую из этих четырех частей называют октетом. Октет представляет собой восемь двоичных цифр (например, 11000000, или 192 в десятичном виде).
Таким образом, каждый октет может принимать в двоичном виде значения от 00000000 до 11111111, или от 0 до 255 в десятичном виде.
На следующем рисунке показан пример IP-адреса, в котором первые три октета (192.168.1) представляют собой номер сети, а четвертый октет (16) – идентификатор хоста.
Рисунок 1. Номер сети и идентификатор хоста
Количество двоичных цифр в IP-адресе, которые приходятся на номер сети, и количество цифр в адресе, приходящееся на идентификатор хоста, могут быть
различными в зависимости от маски подсети.
Частные IP-адреса У каждого хоста в сети Интернет должен быть уникальный адрес. Если ваши сети изолированы от Интернета (например, связывают два филиала), для хостов без проблем можно использовать любые IP-адреса. Однако, уполномоченной организацией по распределению нумерации в сети Интернет (IANA) специально для частных сетей зарезервированы следующие три блока IP-адресов:
- 10.0.0.0 — 10.255.255.255
- 172.16.0.0 — 172.31.255.255
- 192.168.0.0 — 192.168.255.255
IP-адреса можно получить через IANA, у своего провайдера услуг Интернет или назначить из диапазона адресов для частных сетей.
Маски подсети
Маска подсети используется для определения того, какие биты являются частью номера сети, а какие – частью идентификатора хоста (для этого применяется логическая операция конъюнкции – “И”).
Маска подсети включает в себя 32 бита. Если бит в маске подсети равен “1”, то соответствующий бит IP-адреса является частью номера сети. Если бит в маске подсети равен “0”, то соответствующий бит IP-адреса является частью идентификатора хоста.
На следующем рисунке показана маска подсети, выделяющая номер сети (полужирным шрифтом) и идентификатор хоста в IP-адресе (который в десятичном виде записывается как 192.168.1.2).
Таблица 1. Пример выделения номера сети и идентификатора хоста в IP-адресе
| 1-ый октет: (192) | 2-ой октет: (168) | 3-ий октет: (1) | 4-ый октет: (2) | |
| IP-адрес (двоичный) | 11000000 | 10101000 | 00000001 | 00000010 |
| Маска подсети (двоичная) | 11111111 | 11111111 | 11111111 | 00000000 |
| Номер сети | 11000000 | 10101000 | 00000001 | |
| Идентификатор хоста | 00000010 |
Маски подсети всегда состоят из серии последовательных единиц начиная с самого левого бита маски, за которой следует серия последовательных нулей, составляющих в общей сложности 32 бита.
Маску подсети можно определить как количество бит в адресе, представляющих номер сети (количество бит со значением “1”). Например, “8-битной маской” называют маску, в которой 8 бит – единичные, а остальные 24 бита – нулевые.
Маски подсети записываются в формате десятичных чисел с точками, как и IP-адреса. В следующих примерах показаны двоичная и десятичная запись 8-битной, 16-битной, 24-битной и 29-битной масок подсети.
Таблица 2. Маски подсети
| Двоичная 1-ый октет: |
Двоичная 2-ой октет: |
Двоичная 3-ий октет: |
Двоичная 4-ый октет: |
Десятичная | |
| 8-битная маска |
11111111 | 00000000 | 00000000 | 00000000 | 255.0.0.0 |
| 16-битная маска |
11111111 | 11111111 | 00000000 | 00000000 | 255.255.0.0 |
| 24-битная маска |
11111111 | 11111111 | 11111111 | 00000000 | 255.255.255.0 |
| 29-битная маска |
11111111 | 11111111 | 11111111 | 11111000 | 255.255.255.248 |
Размер сети
Количество разрядов в номере сети определяет максимальное количество хостов, которые могут находиться в такой сети. Чем больше бит в номере сети, тем меньше бит остается на идентификатор хоста в адресе.
IP-адрес с идентификатором хоста из всех нулей представляет собой IP-адрес сети (192.168.1.0 с 24-битной маской подсети, например). IP-адрес с идентификатором хоста из всех единиц представляет собой широковещательный адрес данной сети (192.168.1.255 с 24-битной маской подсети, например).
Так как такие два IP-адреса не могут использоваться в качестве идентификаторов отдельных хостов, максимально возможное количество хостов в сети вычисляется следующим образом:
Таблица 3. Максимально возможное число хостов
| Маска подсети | Размер идентификатора хоста | Максимальное количество хостов |
||
| 8 бит | 255.0.0.0 | 24 бит | 224 – 2 | 16777214 |
| 16 бит | 255.255.0.0 | 16 бит | 216 – 2 | 65534 |
| 24 бит | 255.255.255.0 | 8 бит | 28 – 2 | 254 |
| 29 бит | 255.255.255.248 | 3 бит | 23 – 2 | 6 |
Формат записи
Поскольку маска всегда является последовательностью единиц слева, дополняемой серией нулей до 32 бит, можно просто указывать количество единиц, а не записывать значение каждого октета. Обычно это записывается как “/” после адреса и количество единичных бит в маске.
Например, адрес 192.1.1.0 /25 представляет собой адрес 192.1.1.0 с маской 255.255.255.128. Некоторые возможные маски подсети в обоих форматах показаны в следующей таблице.
Таблица 4. Альтернативный формат записи маски подсети
| Маска подсети | Альтернативный формат записи |
Последний октет (в двоичном виде) |
Последний октет (в десятичном виде) |
| 255.255.255.0 | /24 | 0000 0000 | 0 |
| 255.255.255.128 | /25 | 1000 0000 | 128 |
| 255.255.255.192 | /26 | 1100 0000 | 192 |
| 255.255.255.224 | /27 | 1110 0000 | 224 |
| 255.255.255.240 | /28 | 1111 0000 | 240 |
| 255.255.255.248 | /29 | 1111 1000 | 248 |
| 255.255.255.252 | /30 | 1111 1100 | 252 |
Формирование подсетейС помощью подсетей одну сеть можно разделить на несколько. В приведенном ниже примере администратор сети создает две подсети, чтобы изолировать группу серверов от остальных устройств в целях безопасности.
В этом примере сеть компании имеет адрес 192.168.1.0. Первые три октета адреса (192.168.1) представляют собой номер сети, а оставшийся октет – идентификатор хоста, что позволяет использовать в сети максимум 28 – 2 = 254 хостов.
Сеть компании до ее деления на подсети показана на следующем рисунке.
Рисунок 2. Пример формирования подсетей: до разделения на подсети
Чтобы разделить сеть 192.168.1.0 на две отдельные подсети, можно “позаимствовать” один бит из идентификатора хоста. В этом случае маска подсети станет 25-битной (255.255.255.128 или /25).
“Одолженный” бит идентификатора хоста может быть либо нулем, либо единицей, что дает нам две подсети: 192.168.1.0 /25 и 192.168.1.128 /25.
Сеть компании после ее деления на подсети показана на следующем рисунке. Теперь она включает в себя две подсети, A и B.
Рисунок 3. Пример формирования подсетей: после деления на подсети
В 25-битной подсети на идентификатор хоста выделяется 7 бит, поэтому в каждой подсети может быть максимум 27 – 2 = 126 хостов (идентификатор хоста из всех нулей – это сама подсеть, а из всех единиц – широковещательный адрес для подсети).
Адрес 192.168.1.0 с маской 255.255.255.128 является адресом подсети А, а 192.168.1.127 с маской 255.255.255.128 является ее широковещательным адресом. Таким образом, наименьший IP-адрес, который может быть закреплен за действительным хостом в подсети А – это 192.168.1.1, а наибольший – 192.168.1.126.
Аналогичным образом диапазон идентификаторов хоста для подсети В составляет от 192.168.1.129 до 192.168.1.254.
Пример: четыре подсети В предыдущем примере было показано использование 25-битной маски подсети для разделения 24-битного адреса на две подсети. Аналогичным образом для разделения 24-битного адреса на четыре подсети потребуется “одолжить” два бита идентификатора хоста, чтобы получить четыре возможные комбинации (00, 01, 10 и 11). Маска подсети состоит из 26 бит (11111111.11111111.11111111.11000000), то есть 255.255.255.192.
Каждая подсеть содержит 6 битов идентификатора хоста, что в сумме дает 26 – 2 = 62 хоста для каждой подсети (идентификатор хоста из всех нулей – это сама подсеть, а из всех единиц – широковещательный адрес для подсети).
Таблица 5. Подсеть 1
| IP-адрес/маска подсети | Номер сети | Значение последнего октета |
| IP-адрес (десятичный) | 192.168.1. | 0 |
| IP-адрес (двоичный) | 11000000.10101000.00000001. | 00000000 |
| Маска подсети (двоичная) | 11111111.11111111.11111111. | 11000000 |
| Адрес подсети 192.168.1.0 |
Наименьший идентификатор хоста: 192.168.1.1 | |
| Широковещательный адрес 192.168.1.63 |
Наибольший идентификатор хоста: 192.168.1.62 |
Таблица 6. Подсеть 2
| IP-адрес/маска подсети | Номер сети | Значение последнего октета |
| IP-адрес | 192.168.1. | 64 |
| IP-адрес (двоичный) | 11000000.10101000.00000001. | 01000000 |
| Маска подсети (двоичная) | 11111111.11111111.11111111. | 11000000 |
| Адрес подсети 192.168.1.64 |
Наименьший идентификатор хоста: 192.168.1.65 | |
| Широковещательный адрес 192.168.1.127 |
Наибольший идентификатор хоста: 192.168.1.126 |
Таблица 7. Подсеть 3
| IP-адрес/маска подсети | Номер сети | Значение последнего октета |
| IP-адрес | 192.168.1. | 128 |
| IP-адрес (двоичный) | 11000000.10101000.00000001. | 10000000 |
| Маска подсети (двоичная) | 11111111.11111111.11111111. | 11000000 |
| Адрес подсети 192.168.1.128 |
Наименьший идентификатор хоста: 192.168.1.129 | |
| Широковещательный адрес 192.168.1.191 |
Наибольший идентификатор хоста: 192.168.1.190 |
Таблица 8. Подсеть 4
| IP-адрес/маска подсети | Номер сети | Значение последнего октета |
| IP-адрес | 192.168.1. | 192 |
| IP-адрес (двоичный) | 11000000.10101000.00000001. | 11000000 |
| Маска подсети (двоичная) | 11111111.11111111.11111111. | 11000000 |
| Адрес подсети 192.168.1.192 |
Наименьший идентификатор хоста: 192.168.1.193 | |
| Широковещательный адрес 192.168.1.255 |
Наибольший идентификатор хоста: 192.168.1.254 |
Пример: восемь подсетей
Аналогичным образом для создания восьми подсетей используется 27-битная маска (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111).
Значения последнего октета IP-адреса для каждой подсети показаны в следующей таблице.
Таблица 9. Восемь подсетей
| Подсеть | Адрес подсети | Первый адрес |
Последний адрес |
Широковещательный адрес |
| 1 | 0 | 1 | 30 | 31 |
| 2 | 32 | 33 | 62 | 63 |
| 3 | 64 | 65 | 94 | 95 |
| 4 | 96 | 97 | 126 | 127 |
| 5 | 128 | 129 | 158 | 159 |
| 6 | 160 | 161 | 190 | 191 |
| 7 | 192 | 193 | 222 | 223 |
| 8 | 224 | 225 | 254 | 255 |
Планирование подсетей
Сводная информация по планированию подсетей для сети с 24-битным номером сети приводится в следующей таблице.
Таблица 10. Планирование подсетей для сети с 24-битным номером
| Количество “одолженных” битов идентификатора хоста |
Маска подсети | Количество подсетей |
Количество хостов в подсети |
| 1 | 255.255.255.128 (/25) | 2 | 126 |
| 2 | 255.255.255.192 (/26) | 4 | 62 |
| 3 | 255.255.255.224 (/27) | 8 | 30 |
| 4 | 255.255.255.240 (/28) | 16 | 14 |
| 5 | 255.255.255.248 (/29) | 32 | 6 |
| 6 | 255.255.255.252 (/30) | 64 | 2 |
| 7 | 255.255.255.254 (/31) | 128 | 1 |
Пример расчета количества подсетей и хостов в подсети на основе IP-адреса и маски подсети
Приведем пример расчета количества подсетей и хостов для сети 59.124.163.151/27.
/27 – префикс сети или сетевая маска
В формате двоичных чисел 11111111 11111111 11111111 11100000
В формате десятичных чисел 255.255.255.224
В четвертом поле (последний октет) 11100000 первые 3 бита определяют число подсетей, в нашем примере 23 = 8.
В четвертом поле (последний октет) 11100000 последие 5 бит определяют число хостов подсети, в нашем примере 25 = 32.
Диапазон IP первой подсети 0~31 (32 хоста), но 0 – это подсеть, а 31 – это Broadcast. Таким образом, максимальное число хостов данной подсети – 30.
Первая подсеть: 59.124.163.0
Broadcast первой подсети: 59.124.163.31
Диапазон IP второй подсети с 59.124.163.32 по 59.124.163.63
Вторая подсеть: 59.124.163.32
Broadcast второй подсети: 59.124.163.63
Мы можем высчитать диапазон IP восьмой подсети с 59.124.163.224 по 59.124.163.255
Восьмая подсеть: 59.124.163.224
Broadcast восьмой подсети: 59.124.163.255
В нашем примере IP-адрес 59.124.163.151 находится в пятой подсети.
Пятая подсеть: 59.124.163.128/27
Диапазон IP пятой подсети с 59.124.163.128 по 59.124.163.159
Broadcast пятой подсети: 59.124.163.159
Обращаем ваше внимание, что в настоящее время для удобства расчета IP-адресов в подсети и сетевых масок существуют в Интернете специальные онлайн IP-калькуляторы, а также бесплатные программы/утилиты для быстрого и наглядного расчета.
