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

IP-адреси використовуються для ідентифікації пристроїв в мережі. Для взаємодії з іншими пристроями по мережі IP-адреса має бути призначена кожному мережевому пристрою (в тому числі для комп'ютерів, серверів, маршрутизаторів, принтерів і т.д.). Такі пристрої в мережі називають хостами.
За допомогою маски підмережі визначається максимально можлива кількість хостів у конкретній мережі. Крім цього, маски підмережі дозволяють розділити одну мережу на декілька підмереж.

Зміст:

Знайщмство з IP-адресами
Маски підмережі
Формування підмереж
Приклад розрахунку кількості підмереж та хостів в підмережі на підставі IP-адреси та маски підмережі

 


Знайомство з IP-адресами

Одна частина IP-адреси є номер мережі, інша - ідентифікатор хоста. Точно так само, як у різних будинків на одній вулиці в адресі присутня одна й та ж назва вулиці, у хостів в мережі в адресі є загальний номер мережі. І точно так само, як у різних будинків є власний номер будинку, у кожного хоста в мережі є власний унікальний ідентифікаційний номер - ідентифікатор хоста. Номер мережі використовується маршрутизаторами (роутерами, інтернет-центрами) для передачі пакетів в потрібні мережі, тоді як ідентифікатор хоста визначає конкретний пристрій в цій мережі, якому повинні бути доставлені пакети.

Структура
IP-адреса складається з чотирьох частин, записаних у вигляді десяткових чисел з крапками (наприклад, 192.168.1.1). Кожну з цих чотирьох частин називають октетом. Октет це вісім двійкових цифр (наприклад, 11000000, або 192 в десятковому вигляді).
Таким чином, кожен октет може приймати в двійковому вигляді значення від 00000000 до 11111111, або від 0 до 255 в десятковому вигляді.
На наступному малюнку показаний приклад IP-адреси, в якому перші три октети (192.168.1) є номер мережі, а четвертий октет (16) - ідентифікатор хоста.

terrasoft.axd?s=db&sn=eb9beead-9538-4ad9
Малюнок 1. Номер мережі та ідентифікатор хоста

Кількість двійкових цифр в IP-адресі, які припадають на номер мережі, і кількість цифр в адресі, що припадає на ідентифікатор хоста, можуть бути різними в залежності від маски підмережі.

Приватні IP-адреси
У кожного хоста в мережі Інтернет повинна бути унікальна адреса. Якщо ваші мережі ізольовані від Інтернету (наприклад, пов'язують дві філії), для хостів без проблем можна використовувати будь-які IP-адреси. Однак, уповноваженою організацією з розподілу нумерації в мережі Інтернет (IANA) спеціально для приватних мереж зарезервовані наступні три блоки IP-адрес:

  • 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-адреси зазначених приватний підмереж іноді називають "сірими".
IP-адреси можна отримати через IANA, у свого провайдера послуг Інтернет або самостійно призначити з діапазону адрес для приватних мереж.


Маски підмережі

Маска підмережі використовується для визначення того, які біти є частиною номера мережі, а які - частиною ідентифікатора хоста (для цього застосовується логічна операція кон'юнкції - "І").
Маска підмережі включає в себе 32 біта. Якщо біт в масці підмережі дорівнює "1", то відповідний біт IP-адреси є частиною номера мережі. Якщо біт в масці підмережі дорівнює "0", то відповідний біт IP-адреси є частиною ідентифікатора хоста.

Таблиця 1. Приклад виділення номера мережі і ідентифікатора хоста в IP-адресі

  1-ый октет: (192) 2-ой октет: (168) 3-ий октет: (1) 4-ый октет: (2)
IP-адреса (двійкова) 11000000 10101000 00000001 00000010
Маска підмережі (двійкова) 11111111 11111111 11111111 00000000
Номер мережі 11000000 10101000 00000001  
Ідентифікатор хоста        00000010

 

Маски підмережі завжди складаються з серії послідовних одиниць, починаючи з самого лівого біта маски, за якою слідує серія послідовних нулів, що становлять в цілому 32 біта.

Маску підмережі можна визначити як кількість біт в адресі, які є номером мережі (кількість біт зі значенням "1"). Наприклад, "8-бітної маскою" називають маску, в якій 8 біт - одиниці, а решта 24 біта - нульові.
Маски підмережі записуються в форматі десяткових чисел з крапками, як і IP-адреси. У наступних прикладах наведені двійковий і десятковий запис 8-бітної, 16-бітної, 24-бітної і 29-бітної масок підмережі.

  Двійкова  
1-ий октет:
Двійкова
2-ий октет:
Двійкова
3-ій октет:

Двійкова
4-ий октет:

Десяткова
8-бітна
маска
11111111 00000000 00000000 00000000 255.0.0.0
16-бітна
маска
11111111 11111111 00000000 00000000 255.255.0.0
24-бітна
маска
11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0
29-бітна
маска
11111111 11111111 11111111 11111000 255.255.255.248

 

Розмір мережі
Кількість розрядів в номері мережі визначає максимальну кількість хостів, які можуть перебувати в такій мережі. Чим більше біт в номері мережі, тим менше біт залишається на ідентифікатор хоста в адресі.
IP-адреса з ідентифікатором хоста з усіх нулів є IP-адреса мережі (192.168.1.0 з 24-бітної маскою підмережі, наприклад). IP-адреса з ідентифікатором хоста з усіх одиниць являє собою широкомовну адресу даної мережі (192.168.1.255 з 24-бітної маскою підмережі, наприклад).
Так як такі дві IP-адреси не можуть використовуватися в якості ідентифікаторів окремих хостів, максимально можливу кількість хостів в мережі обчислюється таким чином:

Таблиця 3. Максимально можливе число хостів

Маска підмережі

Розмір ідентифікатора хоста

  Максимальна
кількість хостів
8 біт 255.0.0.0 24 біт 224 – 2 16777214
16 біт 255.255.0.0 16 біт 216 – 2 65534
24 біт 255.255.255.0 8 біт 28 – 2 254
29 біт 255.255.255.248 3 біт 23 – 2 6

 

Формат запису
Оскільки маска завжди є послідовністю одиниць зліва, що доповнюється серією нулів до 32 біт, можна просто вказувати кількість одиниць, а не записувати значення кожного октету. Зазвичай це записується як "/" після адреси і кількість одиничних біт в масці.

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

Таблиця 4. Альтернативний формат запису маски підмережі

Маска підмережі Альтернативний
формат запису
Останній октет
(у двійковому вигляді)
Останній октет
(в десятковому вигляді)
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

 


Формування підмереж
За допомогою підмереж одну мережу можна розділити на кілька. У наведеному нижче прикладі адміністратор мережі створює дві підмережі, щоб ізолювати групу серверів від інших пристроїв з метою безпеки.
У цьому прикладі мережа компанії має адресу 192.168.1.0. Перші три октети адреси (192.168.1) є номером мережі, а октет, що залишився - ідентифікатор хоста, що дозволяє використовувати в мережі максимум 28 - 2 = 254 хостів.
Мережа компанії до її поділу на підмережі показана на наступному малюнку.

terrasoft.axd?s=db&sn=eb9beead-9538-4ad9
Малюнок 2. Приклад формування підмереж: до розділення на підмережі

Щоб розділити мережу 192.168.1.0 на дві окремі підмережі, можна "запозичити" один біт з ідентифікатора хоста. В цьому випадку маска підмережі стане 25-бітної (255.255.255.128 або / 25).

"Позичений" біт ідентифікатора хоста може бути або нулем, або одиницею, що дає нам дві підмережі: 192.168.1.0 / 25 і 192.168.1.128 / 25.
Мережа компанії після її ділення на підмережі показана на наступному малюнку. Тепер вона містить дві підмережі, A і B.

terrasoft.axd?s=db&sn=eb9beead-9538-4ad9
Малюнок 3. Приклад формування підмереж: після розділення на підмережі

У 25-бітної підмережі на ідентифікатор хоста виділяється 7 біт, тому в кожній підмережі може бути максимум 27 – 2 = 126 хостів (ідентифікатор хоста з усіх нулів - це сама підмережа, а з усіх одиниць - широкомовна адреса для підмережі).
Адреса 192.168.1.0 з маскою 255.255.255.128 є адресою підмережі А, а 192.168.1.127 з маскою 255.255.255.128 є її широкомовною адресою. Таким чином, найменша IP-адреса, яка може бути закріплена за дійсним хостом в підмережі А - це 192.168.1.1, а найбільша - 192.168.1.126.
Аналогічним чином діапазон ідентифікаторів хоста для підмережі В становить 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. Аналогічним чином для поділу 24-бітної адреси на чотири підмережі потрібно "позичити" два біта ідентифікатора 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.

IP-адреса/маска підмережі Номер мережі Значення останнього
октета
IP-адреса (десяткова) 192.168.1. 0
IP-адреса (двійкова) 11000000.10101000.00000001. 00000000
Маска підмережі (двійкова) 11111111.11111111.11111111. 11000000
Адреса підмережі
192.168.1.0
Найменьший ідентифікатор хоста: 192.168.1.1
Широкомовна адреса
192.168.1.63
Найбільший ідентифікатор хоста: 192.168.1.62


Таблиця 6. Підмережа 2

IP-адреса/маска підмережі
Номер мережі
Значення останнього
октета
IP-адреса (десяткова) 192.168.1. 64
IP-адреса (двійкова) 11000000.10101000.00000001. 01000000
Маска підмережі (двійкова) 11111111.11111111.11111111. 11000000
Адреса підмережі
192.168.1.64
Найменьший ідентифікатор хоста: 192.168.1.65
Широкомовна адреса
192.168.1.127
Наибольший идентификатор хоста: 192.168.1.126


Таблиця 7. Підмережа 3

IP-адреса/маска підмережі Номер мережі Значення останнього
октета
IP-адреса (десяткова) 192.168.1. 128
IP-адреса (двійкова) 11000000.10101000.00000001. 10000000
Маска підмережі (двійкова) 11111111.11111111.11111111. 11000000
Адреса підмережі
192.168.1.128
Наименьший идентификатор хоста: 192.168.1.129
Широкомовна адреса
192.168.1.191
Найбільший ідентифікатор хоста: 192.168.1.190


Таблиця 8. Підмережа 4

IP-адреса/маска підмережі Номер мережі Значення останнього
октета
IP-адреса (десяткова) 192.168.1. 192
IP-адреса (двійкова) 11000000.10101000.00000001. 11000000
Маска підмережі (двійкова) 11111111.11111111.11111111. 11000000
Адреса підмережі
192.168.1.192
Наименьший идентификатор хоста: 192.168.1.193
Широкомовна адреса
192.168.1.255
Найбільший ідентифікатор хоста: 192.168.1.254

 

Приклад: вісім підмереж
Аналогічним чином для створення восьми підмереж використовується 27-бітна маска (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 і 111).
Значення останнього октету IP-адреси для кожної підмережі показані в наступній таблиці.

Таблиця 9. Вісім підмереж

Підмережа Адреса підмережі Перша
адреса
Остання
адреса
Широкомовна
адреса
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


Планування підмереж
Зведена інформація з планування підмереж для мережі з 24-бітовим номером мережі наводиться в наступній таблиці.
Таблиця 10. Планування підмереж для мережі з 24-бітовим номером

Кількість "позичених" бітів
ідентифікатора хоста
Маска підмережі Кількість
підмереж
Кількість
хостів в підмережі
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

 


Приклад розрахунку кількості підмереж та хостів в підмережі на підставі IP-адреси та маски підмережі

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

/ 27 - префікс мережі або мережева маска
У форматі двійкових чисел 11111111 11111111 11111111 11100000
У форматі десяткових чисел 255.255.255.224

У четвертому полі (останній октет) 11100000 перші 3 біта визначають число підмереж, в нашому прикладі 2= 8.
У четвертому полі (останній октет) 11100000 наступні 5 біт визначають число хостів підмережі, в нашому прикладі 25 = 32.

Діапазон IP першої підмережі 0 ~ 31 (32 хоста), але 0 - це підмережа, а 31 - це Broadcast. Таким чином, максимальне число хостів даної підмережі - 30.
Перша підмережа: 59.124.163.0
Broadcast першої підмережі: 59.124.163.31

Діапазон IP другий подсети з 59.124.163.32 по 59.124.163.63
Друга підмережа: 59.124.163.32
Broadcast другої ппідмережі: 59.124.163.63

Ми можемо вирахувати діапазон IP восьмої підмережі з 59.124.163.224 по 59.124.163.255
Восьма підмережа: 59.124.163.224
Broadcast 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 п'ятої підмережі з 59.124.163.128 по 59.124.163.159
Broadcast п'ятої підмережі: 59.124.163.159


Звертаємо вашу увагу, що в даний час для зручності розрахунку IP-адрес в підмережі і мережевих масок існують в Інтернеті спеціальні онлайн IP-калькулятори, а також безкоштовні програми / утиліти для швидкого і наочного розрахунку.

KB-1920

Маєте ще запитання? Надіслати запит

Коментарі

0 коментарів

Будь ласка, увійдіть, щоб залишити коментар.