Ip-адрес и маска подсети

Оглавление

Слайды презентации

Слайд 1

Адресация компьютеров в сети

Курбанова И.Б. Хайми Н.И. ГБОУ школа № 594 Санкт-Петербург

Слайд 2

При подключении компьютера к сети в параметрах настройки протокола TCP/IP должны быть указаны IP-адрес компьютера и маска сети. IP-адрес уникально идентифицирует узел (компьютер) в сети. Первая часть IP-адреса обозначает адрес сети, вторая часть – адрес узла (номер компьютера). Маска сети показывает, какая часть IP-адреса узла относится к адресу сети, а какая – к адресу узла в этой сети.

Слайд 3

IP-адрес и маска состоят из четырех десятичных чисел, разделенных точками (каждое из этих чисел находится в интервале 0…255) IP-адрес: 192.168.123.132 Маска: 255.255.255.0

Десятичные IP-адреса и маски преобразовываются в 32-разрядные двоичные числа, разделенные точками на 4 группы – «октеты» 192.168.123.132  11000000.10101000.01111011.10000100 255.255.255.0  11111111.11111111.11111111.00000000

Слайд 4

В маске сети: всегда впереди стоят «1», а в конце «0» Например, 255.255.224.0 11111111.11111111.11100000.00000000 старшие биты (слева), имеющие значение «1» отведены в IP-адресе компьютера для адреса сети; младшие биты (справа), имеющие значение «0» отведены в IP-адресе компьютера для адреса компьютера в сети; от количества «0» в маске зависит, сколько компьютеров можно подключить к данной сети.

Слайд 5

Алгоритм вычисления адреса (номера) компьютера в сети: Перевести каждое из чисел в маске и IP-адресе в двоичную систему (кроме 25510 = 111111112) Отсчитать в маске сети количество нулевых бит. Отсчитать такое же количество последних бит в IP-адресе и перевести это число в десятичную систему.

Слайд 6

IP-адрес: 192.168.123.42 11000000.10101000.01111011.00101010 Маска: 255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.11000000

Где стоят «1» – адрес сети

Где стоят «0» – адрес компьютера

6 последних бит – адрес компьютера

1010102 = 4210 – адрес (номер) компьютера в сети

Пример:

Слайд 7

Алгоритм вычисления адреса сети: Перевести каждое из чисел в IP-адресе и маске в двоичную систему. Выполнить поразрядную конъюнкцию (умножить бит на бит) IP-адреса компьютера в сети и его маски, перевести каждый октет в десятичную систему. Пример (сразу из двоичной системы)

Адрес сети: 192.168.123.0

Слайд 8

Алгоритм определения числа компьютеров в сети Перевести в двоичную систему десятичные числа, не равные 0 и 255 (т.к. 25510 = 111111112) Отсчитать в маске количество нулевых бит n. Количество компьютеров в сети K = 2n – 2 Примечание: последнее число в IP-адресе не может принимать значения: 0, 63, 64, 127, 128, 191, 192 и 255 т.к. для адресации узлов сети не используются: адреса, в которых все биты, отсекаемые маской, равны 0; адреса, в которых все биты, отсекаемые маской, равны 1

Слайд 9

Пример: Маска сети: 255.255.254.0 25410 = 111111102 254.0  11111110.00000000 Общее количество нулевых бит – 9 Число компьютеров: 29 – 2 = 512 – 2 = 510

Слайд 10

Решите задачи: 1) Сотруднику фирмы продиктовали по телефону IP-адрес компьютера. Сотрудник записал этот адрес, но не поставил разделительные точки: 2153256182 Восстановите IP-адрес. Нужно разделить на 4 группы чисел, каждое из которых от 0 до 255. 215.32.56.182

Слайд 11

2) Петя записал IP-адрес на листке бумаги и положил его в карман куртки. Петина мама случайно постирала куртку вместе с запиской. После стирки Петя обнаружил в кармане обрывки с фрагментами IP-адреса. Эти фрагменты обозначены буквами А, Б, В и Г. Восстановите IP-адрес. В ответе укажите последовательность букв, обозначающих фрагменты, в порядке, соответствующем IP-адресу.

Ответ: 203.133.133.64 – ГБВА

Числа между точками должны быть

Слайд 12

3) Определите номер компьютера в сети, если маска подсети 255.255.248.0 и IP-адрес компьютера 112.154.133.208

Решение: Переведем в двоичную систему: Маска: 255.255.248.0 11111111.11111111.11111000.00000000 (11 бит) IP-адрес: 112.154.133.208 1110000.10011010.10000101.11010000 Отсчитаем последних 11 бит и переведем в десятичную систему: 101110100002 = 148810

Слайд 13

4) По заданным IP-адресу и маске сети определите адрес сети: IP-адрес: 224.23.252.131 Маска: 255.255.240.0

Решение: Переведем в двоичную систему: IP-адрес: 224.23.252.131 11100000.00010111.11111100.10000011 Маска: 255.255.240.0 11111111.11111111.11110000.00000000 Умножим бит на бит  адрес сети: 11100000.00010111.11110000.00000000 Переведем в десятичную: 224.23.240.0

*0 *1

Слайд 14

5) Для подсети используется маска 255.255.255.128. Сколько различных адресов компьютеров теоретически допускает эта маска, если два адреса (адрес сети и широковещательный) не используют?

Решение: Переведем последнее число в маске в двоичную систему: 12810 = 100000002 – содержит 7 нулевых бит 27 – 2 = 128 – 2 = 126

Как узнать внешний IP адрес на ПК с Windows

Узнать внешний адрес средствами операционной системы не представляется возможным. Но для получения таких данных можно использовать онлайн-сервисы. Они могут определить IP. Рассмотрим самые популярные.

2ip.ru

Онлайн-сервис, который отображает внешний IP. Также сервис предоставляет информацию об используемом браузере, определяет примерное местоположение компьютера и выдает тип используемого браузера.

Достаточно в строке браузера вбить «2ip.ru» и нажать на «Enter» (пункт 1 на скриншоте). Сервис определит внешний адрес и выдаст всю требуемую информацию (2 на картинке).

Whoer.net

Данный онлайн-сервис имеет много опций. Есть даже собственный VPN. Но нас интересует только IP. 

Нужно зайти на сайт и на главной странице отобразится вся необходимая информация. Кроме данных об IP (1) вы увидите примерное расположение компьютера, имя провайдера, ОС, браузер и многое другое.

Hidemyna.me

Сервис с говорящим названием. Он создан для обеспечения анонимности в интернете, но может и показать всю нужную информацию о текущем IP адресе компьютера. Имеет русский язык в интерфейсе.

Сразу после перехода на сайт, появится окно с отображением информации о текущем IP (1 на картинке). Также рядом будет кнопка «Сменить IP адрес». Сервис умеет и это. Также сайт может предоставлять VPN и делать еще много чего интересного.

Что такое IP и откуда он берется

IP-адрес (Internet Protocol Address) – это уникальный адрес в определенной сети на базе стека протоколов TCP/IP. Он идентифицирует устройство: ваш домашний компьютер, смартфон или другой узел. 

IP-адреса нужен, чтобы информация, отправленная вашему устройству, пришла именно ему, а не другому гаджету в сети. IP может быть статическими и динамическими. 

Статический адрес выдается на какое-то более-менее длительное время (и за это провайдер обычно берет дополнительные деньги). Его можно прописать вручную в настройках или получить у провайдера (в зависимости от правил сети). Когда вы платите за статический IP, вы фактически покупаете гарантию того, что никто другой в сети этот адрес использовать не будет. 

Динамические адреса маршрутизатор автоматически раздает из доступного ему диапазона. Вы можете получать новый динамический IP каждый раз, когда входите в сеть или перезагружаете маршрутизатор. Через определенное время сеть может сбросить ваш динамический IP и выдать новый адрес. 

Сейчас используется два стандарта IP – IPv4 и более новый IPv6. Первый состоит из 4 байт (32 бит) – 4 чисел от 0 до 255 (для удобства их разделяют точками). К примеру, это 127.0.0.1 – localhost, адрес, по которому устройство может обратиться к себе самому. 

До определенного момента это работало. Но однажды 4 байт перестало хватать, чтобы каждое подключаемое к интернету устройство имело уникальный адрес. Пришлось извращаться: вводить маски подсети и т.п. 

В IPv6 каждый адрес состоит из 16 байт (128 бит). Записывают его в 16-ричном формате, разделяя двоеточиями каждые два байта. Пример: 2002:01А8:AВ10:0001:0000:0000:0000:00FB. Если в адресе несколько нулевых групп идут подряд, их пропускают, оставляя ::. 

Обычно устройства подключаются к нескольким сетям – например, к интернету и к домашней локальной сети через маршрутизатор. Для каждой сети будет свой IP. 

Мы в данном случае будем говорить о внешних IP – адресах в интернете. И предполагая, что анонимайзер, прокси, VPN и т.д. не используются. 

Определение с точки зрения компьютерных технологий

Теперь придется немного углубиться в компьютерную область, многим непонятную. К сожалению, без понимания нижеприведенного материала сделать хоть какое-то представление о рассматриваемом вопросе просто невозможно.

На самом деле это 32-х или 64-битный показатель (в зависимости от битности системы), который определяет, какая именно часть IP-адреса предназначается для использования не внутренними, а внешними ресурсами (сетью). Это также подразумевает максимальное количество IP-адресов разных устройств, которые могут присутствовать в локальной или частной сети одновременно.

Если говорить о двоичном коде, который выражает всего лишь последовательность нулей и единиц, в десятеричном выражении это сводится к использованию так называемых октетов (последовательности восьми знаков), которые способны принимать только лишь определенные значения от нуля до 255, включая параметры 128, 192, 224, 240, 248 и т. д., даже не кратные шестнадцати, как это принято при построении или создании основных компьютерных параметров. Встречается даже значение 254, но это большая редкость.

А что говорит закон по этому поводу

С одной стороны, IP-адрес – это просто набор цифр. Он чаще всего выдается случайным образом и характеризует лишь точку доступа в сети.

Вы можете выходить в интернет, к примеру, в кафе или в парке, пользуясь бесплатным Wi-Fi. Можете воспользоваться чужим компьютером или планшетом. 

С другой стороны, по IP можно определить, откуда человек выходит в сеть. А если проанализировать трафик с этого адреса, то узнать и гораздо больше. 

Проблема в том, что в законе о персональных данных до сих пор нет списка данных, которые являются персональными. В 152-ФЗ Дано лишь общее определение: 

Таким образом, IP теоретически может относиться к конкретному человеку в определенный момент времени. Но роутер может выдать тот же IP другому человеку спустя несколько минут. Или же несколько человек используют разные IP внутри локальной сети и один внешний IP. 

В общем, не все так однозначно. К тому же признать вас оператором персональных данных и доказать, что вы нарушили правила обработки информации, довольно сложно. Как и то, что вам обязательно требовалось согласие другого пользователя на получение его IP. 

Изучение IP-адресов

IP
-адрес — это адрес, который используется для уникальной идентификации устройства в IP-сети. Адрес состоит из 32 двоичных разрядов и с помощью маски подсети может делиться на часть сети и часть главного узла. 32 двоичных разряда разделены на четыре октета (1 октет = 8 битов). Каждый октет преобразуется в десятичное представление и отделяется от других октетов точкой. Поэтому принято говорить, что IP-адрес представлен в десятичном виде с точкой (например, 172.16.81.100). Значение в каждом октете может быть от 0 до 255 в десятичном представлении или от 00000000 до 11111111 в двоичном представлении.

Ниже приведен способ преобразования двоичных октетов в десятичное представление: Самый правый бит (самый младший разряд) октета имеет значение 20.Расположенный слева от него бит имеет значение 21.И так далее — до самого левого бита (самого старшего разряда), который имеет значение 27. Таким образом, если все двоичные биты являются единицами, эквивалентом в десятичном представлении будет число 255, как показано ниже:

    1  1  1  1 1 1 1 1
  128 64 32 16 8 4 2 1 (128+64+32+16+8+4+2+1=255)

Ниже приведен пример преобразования октета, в котором не все биты равны 1.

  0  1 0 0 0 0 0 1
  0 64 0 0 0 0 0 1 (0+64+0+0+0+0+0+1=65)

В этом примере показан IP-адрес, представленный в двоичном и десятичном форматах.

        10.       1.      23.      19 (decimal)
  00001010.00000001.00010111.00010011 (binary)

Эти октеты разделены таким образом, чтобы обеспечить схему адресации, которая может использоваться как для больших, так и для малых сетей. Существует пять различных классов сетей: от A до E (используются буквы латинского алфавита). Этот документ посвящен классам от A до C, поскольку классы D и E зарезервированы и их обсуждение выходит за рамки данного документа.

Примечание: Также обратите внимание, что сроки «Класс A, Класс B» и так далее используется в этом документе, чтобы помочь упрощать понимание IP-адресации и выделения подсети. Класс IP-адреса может быть определен из трех старших разрядов (три самых левых бита первого октета)

Для справки показаны адреса классов D и Е

Класс IP-адреса может быть определен из трех старших разрядов (три самых левых бита первого октета). Для справки показаны адреса классов D и Е.

Рисунок 1

Октеты 2,3 и 4 (следующие 24 бита) предоставлены сетевому администратору, который может разделить их на подсети и узлы. Адреса класса A используются в сетях с количеством узлов, превышающим 65 536 (фактически до 16777214 узлов!)!.

Октеты 3 и 4 (16 битов) предназначены для локальных подсетей и узлов. Адреса класса B используются в сетях с количеством узлов от 256 до 65534.

В адресе класса C первые три октета представляют собой сетевую часть. Октет 4 (8 битов) предназначен для локальных подсетей и узлов. Этот класс идеально подходит для сетей, в которых количество узлов не превышает 254.

Примеры

Упражнение 1

После ознакомления с концепцией подсетей, примените новые знания на практике. В этом примере предоставлены две комбинации «адрес/маска», представленные с помощью обозначения «префикс/длина», которые были назначены для двух устройств. Ваша задача — определить, находятся эти устройства в одной подсети или в разных. С помощью адреса и маски каждого устройства можно определить, к какой подсети принадлежит каждый адрес.

DeviceA: 172.16.17.30/20
DeviceB: 172.16.28.15/20

Определим подсеть для устройства DeviceA:

172.16.17.30  -   10101100.00010000.00010001.00011110
255.255.240.0 -   11111111.11111111.11110000.00000000
                  -----------------| sub|------------
subnet =          10101100.00010000.00010000.00000000 = 172.16.16.0

Рассмотрение битов адресов, соответствующие биты маски для которых равны единице, и задание всех остальных битов адресов, равными нулю (аналогично выполнению логической операции И между маской и адресом), покажет, к какой подсети принадлежит этот адрес. В рассматриваемом случае устройство DeviceA принадлежит подсети 172.16.16.0.

Определим подсеть для устройства DeviceB:

172.16.28.15  -   10101100.00010000.00011100.00001111
255.255.240.0 -   11111111.11111111.11110000.00000000
                  -----------------| sub|------------
subnet =          10101100.00010000.00010000.00000000 = 172.16.16.0

Следовательно, устройства DeviceA и DeviceB имеют адреса, входящие в одну подсеть.

Пример упражнения 2

Рис. 3

Самая большая подсеть должна содержать 28 адресов узлов. Возможно ли это при использовании сети класса C? И если да, то каким образом следует выполнить разделение на подсети?

Можно начать с оценки требования к подсетям. Чтобы создать пять подсетей, необходимо использовать три бита из битов узла класса C. Два бита позволяют создать только четыре подсети (22).

Так как понадобится три бита подсети, для части адреса, отвечающей за узел, останется только пять битов. Сколько хостов поддерживается в такой топологии? 25 = 32 (30 доступных). Это отвечает требованиям.

Следовательно, можно создать эту сеть, используя сеть класса C. Пример назначения подсетей:

netA: 204.15.5.0/27      host address range 1 to 30
netB: 204.15.5.32/27     host address range 33 to 62
netC: 204.15.5.64/27     host address range 65 to 94
netD: 204.15.5.96/27     host address range 97 to 126
netE: 204.15.5.128/27    host address range 129 to 158

Типы IP-адресов

В зависимости от способа использования

Внешний. Он же «белый», публичный или глобальный. Используется во время доступа в Интернет. Такой IP-адрес является уникальным и именно под ним устройство видят в сети. Так как количество таких идентификаторов ограничено, задействуют технологию NAT. Она позволяет транслировать сетевые IP-адреса из частных в публичные. Для этого применяются маршрутизаторы определенного типа.

По внешним IP-адресам многие интернет-сервисы отслеживают новых и вернувшихся пользователей. Это позволяет собирать статистику и делать аналитику, важную для продвижения сайта.

Внутренний. Он же «серый», локальный или частный IP-адрес источника. Не используется во время доступа в Интернет. Работает только в пределах локальной сети (домашней или предоставленной провайдером), и доступ к нему можно получить только другим ее участникам. Для этой цели по умолчанию зарезервированы следующие диапазоны частных 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.

Необходимо понимать, что не всегда внешний IP-адрес является постоянным. Наоборот, IP часто формируется заново от одного подключения к другому.

В зависимости от вариантов определения

Статические. Это IP-адреса, являющиеся неизмененными (постоянными). Они назначаются устройству автоматически в момент его присоединения к компьютерной сети или прописываются пользователем вручную. Статические адреса доступны для использования неограниченное время. Они могут выполнять функцию идентификатора только для одного сетевого узла. Также иногда используется понятие псевдостатических адресов, которые работают в пределах одной частной сети.

Динамические. Это те IP-адреса, которые выдаются устройству на время. Они автоматически присваиваются в момент подключения к сети и имеют ограниченный срок действия (от начала сессии до ее завершения). Динамические IP-адреса – своеобразный способ маскировки. Отследить человека, выходящего в Интернет с помощью такого адреса, сложно технически, в этом случае не обойтись без профессиональных инструментов.

В чем разница между IPv4 и IPv6

Возможно, вы также заметили при просмотре настроек другой тип IP-адреса, называемый адресом IPv6. Типы IP-адресов, о которых мы говорили до сих пор, – это адреса, используемые протоколом IP версии 4 (IPv4), разработанным в конце 70-х годов. Они используют 32 бинарных бита, о которых мы говорили (в четырех октетах), чтобы обеспечить в общей сложности 4,29 миллиарда возможных уникальных адреса. Хотя это много, все общедоступные адреса давно были «потреблены» предприятиям. Многие из них сейчас не используются, но они назначены и недоступны для общего использования.

В середине 90-х годов, обеспокоенная потенциальной нехваткой IP-адресов, специальная рабочая группа Internet Engineering Task Force (IETF) разработала IPv6. IPv6 использует 128-битный адрес вместо 32-разрядного адреса IPv4, поэтому общее количество уникальных адресов многократно выросло и стало достаточно большим (вряд ли когда-либо закончится).

В отличие от точечной десятичной нотации, используемой в IPv4, адреса IPv6 выражаются в виде восьми групп номеров, разделенных двоеточиями. Каждая группа имеет четыре шестнадцатеричных цифры, которые представляют 16 двоичных цифр (это называется хекстетом). Типичный IPv6-адрес может выглядеть примерно так:

2601: 7c1: 100: ef69: b5ed: ed57: dbc0: 2c1e

Дело в том, что нехватка адресов IPv4, вызвавшая беспокойство, в значительной степени смягчалась увеличением использования частных IP-адресов через маршрутизаторы. Всё больше и больше людей создавали свои собственные частные сети, используя частные IP-адреса.

Вычисление маски подсети

Иногда возникает потребность определить маску подсети, нужно это, как правило, для определения количества IP-адресов в пределах одной подсети или для настройки оборудования, например, роутера.

Числовое значение маски подсети в двоичной системе счисления определяет количество бит. Всего по умолчанию имеется 32 бита в значении, это стандартный размер, в его составе есть единицы и нули. Биты со значением единицы представляют адрес сети, а биты с нулями относятся к адресу хоста. Если в коде 8 единиц, тогда перед нами восьмибитная маска.

Для определения значения маски на компьютере с ОС Windows используем следующую технологию: вводим «ipconfig» в командной строке и жмем Enter. Также эту информацию можно получить в разделе «Сетевые подключения». Выбираем действующее подключение, вызываем диалоговое меню и выбираем «Состояние».

В появившемся окне кликаем «Сведения», откроется вкладка с нужными данными. Эти способы подойдут, если необходимо определить маску подсети для внутреннего IP. Для определения маски внешнего айпи, можно воспользоваться онлайн калькулятором.

Необходимо ввести нужный айпи и нажать «Подсчитать», система выведет результат. Такие онлайн-калькуляторы присутствуют на тематических сайтах.

Для удобства и экономии времени можно использовать и другие утилиты, которые быстро рассчитают и проанализируют числовые данные.

Как найти маску сети по классу соединения

Теперь давайте посмотрим, как просмотреть все данные о подключении и сопутствующих параметрах.

В самом простом случае определение маски сети (подсети) производится совершенно просто. Для этого используется меню свойств или состояния подключения к Интернету или локальной сети. В том случае, когда требуется узнать маску сети в той же «экспишке» (Windows XP), следует использовать свойства браузера Internet Explorer, в меню которых можно настроить предпочитаемые параметры протокола TCP/IP.

В любом случае на локальном компьютерном терминале маска сети имеет вышеуказанное значение. Но! Каждый может задаться вопросом, чем же отличаются адреса маски, вводимые в том или ином случае.

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.

IPv4 CIDR
CIDR Последний IP-адрес в подсети Маска подсети Количество адресов в подсети Количество хостов в подсети Класс подсети
a.b.c.d/32 0.0.0.0 255.255.255.255 1 1* 1/256 C
a.b.c.d/31 0.0.0.1 255.255.255.254 2 2* 1/128 C
a.b.c.d/30 0.0.0.3 255.255.255.252 4 2 1/64 C
a.b.c.d/29 0.0.0.7 255.255.255.248 8 6 1/32 C
a.b.c.d/28 0.0.0.15 255.255.255.240 16 14 1/16 C
a.b.c.d/27 0.0.0.31 255.255.255.224 32 30 1/8 C
a.b.c.d/26 0.0.0.63 255.255.255.192 64 62 1/4 C
a.b.c.d/25 0.0.0.127 255.255.255.128 128 126 1/2 C
a.b.c.0/24 0.0.0.255 255.255.255.000 256 254 1 C
a.b.c.0/23 0.0.1.255 255.255.254.000 512 510 2 C
a.b.c.0/22 0.0.3.255 255.255.252.000 1024 1022 4 C
a.b.c.0/21 0.0.7.255 255.255.248.000 2048 2046 8 C
a.b.c.0/20 0.0.15.255 255.255.240.000 4096 4094 16 C
a.b.c.0/19 0.0.31.255 255.255.224.000 8192 8190 32 C
a.b.c.0/18 0.0.63.255 255.255.192.000 16 384 16 382 64 C
a.b.c.0/17 0.0.127.255 255.255.128.000 32 768 32 766 128 C
a.b.0.0/16 0.0.255.255 255.255.000.000 65 536 65 534 256 C = 1 B
a.b.0.0/15 0.1.255.255 255.254.000.000 131 072 131 070 2 B
a.b.0.0/14 0.3.255.255 255.252.000.000 262 144 262 142 4 B
a.b.0.0/13 0.7.255.255 255.248.000.000 524 288 524 286 8 B
a.b.0.0/12 0.15.255.255 255.240.000.000 1 048 576 1 048 574 16 B
a.b.0.0/11 0.31.255.255 255.224.000.000 2 097 152 2 097 150 32 B
a.b.0.0/10 0.63.255.255 255.192.000.000 4 194 304 4 194 302 64 B
a.b.0.0/9 0.127.255.255 255.128.000.000 8 388 608 8 388 606 128 B
a.0.0.0/8 0.255.255.255 255.000.000.000 16 777 216 16 777 214 256 B = 1 A
a.0.0.0/7 1.255.255.255 254.000.000.000 33 554 432 33 554 430 2 A
a.0.0.0/6 3.255.255.255 252.000.000.000 67 108 864 67 108 862 4 A
a.0.0.0/5 7.255.255.255 248.000.000.000 134 217 728 134 217 726 8 A
a.0.0.0/4 15.255.255.255 240.000.000.000 268 435 456 268 435 454 16 A
a.0.0.0/3 31.255.255.255 224.000.000.000 536 870 912 536 870 910 32 A
a.0.0.0/2 63.255.255.255 192.000.000.000 1 073 741 824 1 073 741 822 64 A
a.0.0.0/1 127.255.255.255 128.000.000.000 2 147 483 648 2 147 483 646 128 A
0.0.0.0/0 255.255.255.255 000.000.000.000 4 294 967 296 4 294 967 294 256 A

* 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).

3.3. Классы сетей

Имеются три класса IP адресов

  • IP адрес сети класса A использует крайние левые 8 битов (первый байт) для
    идентификации сети, оставшиеся 24 бита (три байта) идентифицируют сетевые
    интерфейсы компьютера в сети. Адреса класса A всегда имеют крайний левый
    бит, равный нулю — поэтому первый байт адреса принимает значения от 0 до
    127. Так доступно максимум 128 номеров для сетей класса A, с каждым,
    содержащим до 33,554,430 возможных интерфейсов.

    Однако, сети 0.0.0.0 (известный как заданный по умолчанию маршрут) и
    127.0.0.0 (зарезервированы для организации обратной связи (loopback)) имеют
    специальные предназначения и не доступны для использования, чтобы
    идентифицировать сети. Соответственно, могут существовать только 126 номеров
    для сети класса A.

  • IP адрес сети класса B использует крайние левые 16 битов (первые 2 байта)
    для идентификации сети, оставшиеся 16 бит идентифицируют сетевые интерфейсы
    компьютера в сети. Адреса класса B всегда имеют крайние левые два бита,
    установленные в 1 0. Сети класса B имеют диапазон от 128 до 191 для первого
    байта, каждая сеть может содержать до 32,766 возможных интерфейсов.

  • IP адрес сети класса C использует крайние левые 24 бита для идентификации
    сети, оставшиеся 8 бит идентифицируют сетевые интерфейсы компьютера в сети.
    Адрес сети класса C всегда имеет крайние левые 3 бита, установленные в 1 1 0
    или диапазон от 192 до 255 для крайнего левого байта. Имеется, таким образом,
    4,194,303 номеров, доступных для идентификации сети класса C, каждая может
    содержать до 254 сетевых интерфейса. (однако, сети класса C с первым
    байтом, большим, чем 223, зарезервированы и недоступны для использования).

Резюме:

Класс сети   Пригодный для использования диапазон
                A                 1 - 126
                B               128 - 191
                C               192 - 254

Имеются также специальные адреса, которые зарезервированы для ‘несвязанных’
сетей — которые является сетями, использующими IP, но не связаны с
Internet, Эти адреса:

  • Одна сеть класса A

    10.0.0.0

  • 16 сетей класса B

    172.16.0.0 — 172.31.0.0

  • 256 сетей класса C
    192.168.0.0 — 192.168.255.0

Адрес шлюза по умолчанию

В дополнение к самому IP-адресу и маске подсети, вы также увидите адрес шлюза по умолчанию, указанный вместе с информацией IP-адресации. В зависимости от используемой платформы, этот адрес может называться по-другому. Его иногда называют «маршрутизатором», «адресом маршрутизатора», «маршрутом по умолчанию» или просто «шлюзом». Это всё одно и то же.

Это стандартный IP-адрес, по которому устройство отправляет сетевые данные, когда эти данные предназначены для перехода в другую сеть (с другим идентификатором сети).

Простейший пример этого можно найти в обычной домашней сети. Если у вас есть домашняя сеть с несколькими устройствами, у вас, вероятно, есть маршрутизатор, подключенный к интернету через модем. Этот маршрутизатор может быть отдельным устройством или может быть частью комбо-модуля модем/маршрутизатор, поставляемого вашим интернет-провайдером.

Маршрутизатор находится между компьютерами и устройствами в вашей сети и более ориентированными на открытый доступ устройствами в интернете, передавая (или маршрутизируя) трафик взад и вперёд.

Как правило, маршрутизаторы настроены по умолчанию, чтобы их частный IP-адрес (их адрес в локальной сети) был первым идентификатором хоста. Так, например, в домашней сети, использующей 192.168.1.0 для сетевого ID, маршрутизатор обычно будет на хосте 192.168.1.1.

Маски при бесклассовой маршрутизации (CIDR)

Маски подсети являются основой метода бесклассовой маршрутизации (CIDR). При этом подходе маску подсети записывают вместе с IP-адресом в формате «IP-адрес/количество единичных бит в маске». Число после слэша означает количество единичных разрядов 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 11111111 11100000 00000000 00000000, или то же самое в десятичном виде: 255.224.0.0. 11 разрядов IP-адреса отводятся под номер сети, а остальные 32 — 11 = 21 разряд полного адреса — под локальный адрес в этой сети. Итого, 10.96.0.0/11 означает диапазон адресов от 10.96.0.1 до 10.127.255.254

Назначение маски подсети

Маска назначается по следующей схеме 28 − n (для сетей класса C), где n — количество компьютеров в подсети + 2, округленное до ближайшей большей степени двойки. 2 добавляется, чтобы учесть IP-адрес сети (первый в диапазоне) и широковещательный (последний в диапазоне, задаваемом маской) Пример: В некой сети класса C есть 30 компьютеров, маска для такой сети вычисляется следующим образом: 28 — 32 = 224 (0E0h) < = > 255.255.255.224 (0xFFFFFFE0)

Таблица сетевых масок

Mask 252 248  240  224  192  128 
Length 30 29 28 27 26 25 24
Адрес подсети Количество узлов в подсети
4 8 16 32 64 128

256

4 4
8 4 8
12 4
16 4 8 16
20 4
24 4 8
28 4
32 4 8 16 32
36 4
40 4 8
44 4
48 4 8 16
52 4
56 4 8
60 4
64 4 8 16 32 64
68 4
72 4 8
76 4
80 4 8 16
84 4
88 4 8
92 4
96 4 8 16 32
100 4
104 4 8
108 4
112 4 8 16
116 4
120 4 8
124 4
128 4 8 16 32 64 128

256                

132 4
136 4 8
140 4
144 4 8 16
148 4
152 4 8
156 4
160 4 8 16 32
164 4
168 4 8
172 4
176 4 8 16
180 4
184 4 8
188 4
192 4 8 16 32 64
196 4
200 4 8
204 4
208 4 8 16
212 4
216 4 8
220 4
224 4 8 16 32
228 4
232 4 8
236 4
240 4 8 16
244 4
248 4 8
252 4

Пояснения к таблице. 1. Число узлов в подсети всегда равно степени двойки (2,4,8,16,…) 2. Адрес подсети должен быть кратен количеству узлов. 3. Маска подсети вычисляется как 256 минус число узлов подсети. 4. Длина маски определяется как 32 минус log2(число узлов). 5. Первый и последний адрес каждой подсети использовать нельзя.

Пример 1: Задать целиком подсеть 192.168.0.0

Использование Length: 192.168.0.0/24 Использование Mask: 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0

Пример 2: Задать 240 подсеть с 8 узлами

Использование Length: 192.168.0.240/29 Использование Mask: 192.168.0.240 netmask 255.255.255.248

Заключение

Итак, теперь вы понимаете принцип создания подсетей, и задачи, которые решаются благодаря их использования. Битовая маска подсети играет ключевую роль в данном процессе. Именно благодаря ей, становится понятно, сколько подсетей используется, и какие ключевые параметры они имеют.

Источники

  • https://techprofi.com/network/maska-podseti/
  • https://tokmakov.msk.ru/blog/item/448
  • https://anisim.org/articles/maska-podseti/
  • https://tvoi-setevichok.ru/korporativnaya-set/maska-podseti-chto-eto-takoe-i-kak-rasschitat-masku-podseti.html
  • https://ru.wikihow.com/%D1%83%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BC%D0%B0%D1%81%D0%BA%D1%83-%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D1%81%D0%B5%D1%82%D0%B8
  • https://WiFiGid.ru/poleznoe-i-interesnoe/maska-podseti
  • https://www.syl.ru/article/272350/new_kak-uznat-masku-podseti-maska-podseti-raschet-po-ip