Как узнать маску сети: что это такое и зачем она нужна

Введение

Выделение подсетей служит для разбивки сетевого адреса на меньшие подсети. В сочетании с другими технологиями, такими как преобразование сетевых адресов (NAT) и преобразование адресов порта (PAT), оно позволяет более эффективно использовать доступное пространство IP-адресов, что во многом решает проблему нехватки сетевых адресов. Существуют принципы, которыми следует руководствоваться при использовании первой и последней подсетей, также известных как нулевая подсеть и подсеть «все единицы» соответственно. В этом документе обсуждаются эти две подсети и их использование.

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 адреса хоста, что в сумме дает 26 — 2 = 62 хоста для каждой подсети (адрес хоста из всех нулей — это сама подсеть, а из всех единиц — широковещательный адрес для подсети).

Подсеть 169.254.0.0/16 используется для автоматического назначения IP операционной системой в случае, если настроено получение адреса по DHCP, но ни один сервер не отвечает.

Примерные основные параметры

Сейчас мы рассмотрим, так сказать, стандартные параметры и настройки, соответствующие сетям разных классов. Если вы об этом еще не знаете, приготовьтесь, будет интересно.

Итак, на сегодняшний день различают сетевые подключения, относящиеся к классам «A», «B» и «C». Низшим в приоритетах является класс «C». Именно ему соответствует маска сети 255.255.255.0. Такое подключение не способно разбивать соединения на подсети, а всего лишь предоставляет 254 свободных адреса для подключения взаимосвязанных устройств, без разницы, будет это современный смартфон, планшет, ноутбук, смарт-телевизор или что-то еще.

Для систем типа «B» параметры маски выглядят несколько короче: 255.255.0.0. Ну а для высшего уровня используется параметр 255.0.0.0 (класс «A»). Правда, рядовому пользователю это мало что скажет, зато любой системный администратор точно знает, как воспользоваться такими установками. Ему даже не нужно будет задаваться вопросом, как узнать маску сети, ведь вводит он данный атрибут собственноручно. В крайнем случае, в настройках сетевого подключения или используемого протокола такая информация найдется всегда (даже при условии подключения нескольких терминалов, объединенных в локальную сеть).

Пример VLSM

Следует обратить внимание на то, что в предыдущих примерах разделения на подсети во всех подсетях использовалась одна и та же маска подсети. Это означает, что каждая подсеть содержала одинаковое количество доступных адресов узлов

Иногда это может понадобиться, однако в большинстве случаев использование одинаковой маски подсети для всех подсетей приводит к неэкономному распределению адресного пространства. при этом каждая подсеть не использует все доступные адреса хостов, что приводит к бесполезному расходу адресного пространства.

Рис. 4

Это могло быть сделано преднамеренно при проектировании сети, чтобы обеспечить возможности для будущего роста, но во многих случаях это просто бесполезный расход адресного пространства из-за того, что для всех подсетей используется одна и та же маска подсети .

Маски подсетей переменной длины (VLSM) позволяют использовать различные маски для каждой подсети, что дает возможность более рационально распределять адресное пространство.

Пример VLSM

netA: must support 14 hosts
netB: must support 28 hosts
netC: must support 2 hosts
netD: must support 7 hosts
netE: must support 28 host

Определите, какую маску подсети следует использовать, чтобы получить требуемое количество узлов.

netA: requires a /28 (255.255.255.240) mask to support 14 hosts
netB: requires a /27 (255.255.255.224) mask to support 28 hosts
netC: requires a /30 (255.255.255.252) mask to support 2 hosts
netD*: requires a /28 (255.255.255.240) mask to support 7 hosts
netE: requires a /27 (255.255.255.224) mask to support 28 hosts

* a /29 (255.255.255.248) would only allow 6 usable host addresses
  therefore netD requires a /28 mask.

Самым простым способом разделения на подсети является назначение сначала самой большой подсети. Например, подсети можно задать следующим образом:

netB: 204.15.5.0/27  host address range 1 to 30
netE: 204.15.5.32/27 host address range 33 to 62
netA: 204.15.5.64/28 host address range 65 to 78
netD: 204.15.5.80/28 host address range 81 to 94
netC: 204.15.5.96/30 host address range 97 to 98

Графическое представление приведено на рис. 5:

Рис. 5

Расчет маски подсети

Сетевой адрес составлен из двух частей — адреса сети и хоста. До появления масок специалисты применяли методы классового разделения сетей. Но число хостов в сети стало очень велико, а число выделяемых для них адресов сетей оказалось сильно ограниченным. Поэтому понадобилась дополнительная идея, которая была воплощена в маске. Она позволила в разных классах сетей выделить множество подсетей с разным количеством хостов.

Если вы интересуетесь, как узнать свой ip-адрес, маску подсети и основной шлюз, рекомендуем также ознакомиться со статьями как определить ip-адрес и как узнать основной шлюз в локальной сети, где подробно рассмотрены данные сетевые параметры. Здесь же мы остановимся на том, что такое маска подсети, как рассчитать маску подсети, и как узнать маску подсети своего компьютера.

Администратор сети, получив в распоряжение некий сетевой адрес, имеет возможность разделить его на ряд подсетей (а может использовать и без разделения). Зачем делить полученный адрес? В разных сетях нужно подключать различное число компьютеров — где-то надо подключить только 10 хостов, а где-то более 30.

Будет гораздо удобнее, если эти «количества» будут подключены в разных подсетях с общением через маршрутизатор.

Например, определим маску для сети класса С. Из соглашения известно, что под адрес сетей такого класса отводят первый, второй и третий байты 32-разрядного числа. Четвертый остается для распределения хостов. Тогда запись маски в точечно-двоичной нотации выглядит так:

11111111.11111111.11111111.00000000

Как видим, первые 24 бита установлены, а последние 8 сброшены. Таким образом, маска в десятичном формате получит такой вид: 255.255.255.0. Идентичной записью станет следующая /24 — префиксная.

Более подробные примеры расчета маски подсети представлены в статье как рассчитать маску подсети

3.1. IP адреса характеризуют сетевые соединения, а НЕ компьютеры!

Прежде всего, выясним основную причину недоразумения — IP адреса не
назначаются на компьютеры. IP адреса назначены на сетевые интерфейсы на
компьютерах.

А что стоит за этим?

На настоящий момент, много (если не большинство) компьютеров в IP-сети
обладают единственным сетевым интерфейсом (и имеют, как следствие,
единственный IP адрес). Компьютеры (и другие устройства) могут иметь
несколько (если не много) сетевых интерфейсов — и каждый интерфейс будет
иметь свой IP адрес.

Так, устройство с 6 работающими интерфейсами (например, маршрутизатор) будет
иметь 6 IP адресов — по одному на каждую сеть, с которой он соединен.

Серверные системы

Что касается серверных систем, вышеописанным способом после изменения основного октетного параметра можно поучить разбивочное соединение, трактуемое как «широковещательный адрес» со значением 192.168.100.255 при установке маски с окончаниями в третьей или четвертой группе типа 100 или 127.

Конечно, это несколько сложно для понимания. Впрочем, нужно отметить только тот факт, что все системы, в том числе и серверные, подчиняются одному-единственному правилу: соблюдение кратности четырем, что в большинстве случаев соответствует извлечению из адреса двух бит.

А если взять в расчет маски сети кратность системы (геометрическая прогрессия на основе двойки с последующим увеличением предыдущего значения либо на два, либо самого на себя), вариантов подключаемых модулей в одну локальную сеть теоретически может быть сколько угодно.

Другое дело, что если задать параметр, превышающий возможности системы, она просто «плюнет» и установит свои ограничения на то же использование динамических IP-адресов, распределяемых между машинами в сети.

Интернет-протокол версии 4

Определение префикса сети

Маска подсети IPv4 состоит из 32 бит; это последовательность единиц ( 1 ), за которой следует блок нулей ( ). Единицы указывают биты в адресе, используемом для префикса сети, а завершающий блок нулей обозначает эту часть как идентификатор хоста.

В следующем примере показано отделение префикса сети и идентификатора хоста от адреса ( 192.0.2.130 ) и связанной с ним маски подсети 24 ( 255.255.255.0 ). Операция отображается в виде таблицы с использованием двоичных форматов адресов.

Результатом побитовой операции И для IP-адреса и маски подсети является префикс сети 192.0.2.0 . Часть хоста, равная 130 , получается побитовой операцией AND адреса и дополнения к единице маски подсети.

Подсети

Разделение на подсети — это процесс обозначения некоторых старших битов из части хоста как части префикса сети и соответствующей настройки маски подсети. Это делит сеть на более мелкие подсети. Следующая диаграмма изменяет приведенный выше пример, перемещая 2 бита от части хоста к префиксу сети, чтобы сформировать четыре меньшие подсети, каждая четверть предыдущего размера.

Специальные адреса и подсети

IPv4 использует специально назначенные форматы адресов, чтобы облегчить распознавание специальных функций адреса. Первая и последняя подсети, полученные путем разделения на подсети более крупной сети, традиционно имели специальное обозначение и, с самого начала, особые последствия использования. Кроме того, IPv4 использует адрес узла « все единицы» , т. Е. Последний адрес в сети, для широковещательной передачи всем узлам в канале связи.

В первой подсети, полученной в результате разбиения на подсети более крупной сети, все биты в группе битов подсети установлены в ноль (0). Поэтому он называется нулевой подсетью . В последней подсети, полученной в результате разбиения на подсети более крупной сети, все биты в группе битов подсети установлены на единицу (1). Поэтому она называется подсетью « все единицы» .

Первоначально IETF не одобряла использование этих двух подсетей в производственной среде. Если длина префикса недоступна, большая сеть и первая подсеть имеют один и тот же адрес, что может привести к путанице. Подобная путаница возможна при широковещательном адресе в конце последней подсети. Поэтому рекомендуется зарезервировать значения подсети, состоящие из всех нулей и всех единиц в общедоступном Интернете, уменьшив количество доступных подсетей на два для каждой подсети. Эта неэффективность была устранена, и в 1995 году эта практика была объявлена ​​устаревшей и актуальной только при работе с устаревшим оборудованием.

Хотя значения хоста «все нули» и «все единицы» зарезервированы для сетевого адреса подсети и ее широковещательного адреса , соответственно, в системах, использующих CIDR, все подсети доступны в разделенной сети. Например, сеть 24 можно разделить на шестнадцать используемых сетей 28 . Каждый широковещательный адрес, например * .15 , * .31 ,…, * .255 , уменьшает только количество хостов в каждой подсети.

Количество хостов подсети

Количество доступных подсетей и количество возможных хостов в сети можно легко вычислить. Например, сеть 192.168.5.0 24 может быть разделена на следующие четыре подсети 26 . Выделенные два бита адреса становятся частью номера сети в этом процессе.

Остальные биты после битов подсети используются для адресации хостов внутри подсети. В приведенном выше примере маска подсети состоит из 26 бит, что составляет 255.255.255.192, оставив 6 бит для идентификатора хоста. Это позволяет использовать 62 комбинации хостов (2 6 -2).

В общем, количество доступных хостов в подсети составляет 2 ч -2, где h — количество битов, используемых для хостовой части адреса. Количество доступных подсетей равно 2 n , где n — количество битов, используемых для сетевой части адреса.

Есть исключение из этого правила для 31-битных масок подсети, что означает, что идентификатор хоста имеет длину всего один бит для двух допустимых адресов. В таких сетях, обычно в двухточечных каналах , могут быть подключены только два хоста (конечные точки), и указание сетевых и широковещательных адресов не требуется.

Бесклассовая адресация CIDR

Система CIDR (Classless Inter-Domain Routing) была разработана в качестве альтернативы традиционным подсетям. С помощью CIDR вы можете добавить спецификацию самого IP-адреса в число значимых битов, составляющих часть маршрутизации или сети.

Например, выразить связь IP-адреса 192.168.0.15 с сетевой маской 255.255.255.0 можно с помощью CIDR-нотации 192.168.0.15/24. Это означает, что первые 24 бита указанного IP-адреса считаются значимыми для сетевой маршрутизации.

CIDR можно использовать для обозначения «суперсетей». В этом случае имеется в виду более широкий диапазон адресов, что невозможно при использовании традиционной маски подсети. Например, в сети класса C (в предыдущем примере) объединять адреса из сетей 192.168.0.0 и 192.168.1.0 нельзя, потому что сетевая маска для адресов класса C – 255.255.255.0.

CIDR-нотация позволяет объединить эти блоки, определив этот блок как 192.168.0.0/23. Это значит, что 23 бита используются для части сети.

Таким образом, первая сеть (192.168.0.0) может быть представлена в двоичном коде так:

А вторая сеть (192.168.1.0) – так:

CIDR-адрес значит, что 23 бита используются в адресной части сети. Это эквивалентно сетевой маске 255.255.254.0, или:

Как видите, в этом блоке 24-й бит может быть 0 или 1, и такой адрес все равно подойдёт, так как ля сетевой части важны только первые 23 бита.

В целом, CIDR позволяет контролировать адресацию непрерывных блоков IP-адресов. Это намного удобнее, чем подсеть.

Что такое маска сети (подсети)?

Наверняка каждый юзер, использующий для настроек протоколы типа TCP/IP (IPv4, Ipv6), замечал, что при отсутствии автоматического присвоения IP-адреса определенному компьютерному терминалу все параметры приходится вводить вручную, причем получены они должны быть именно от провайдера.

Иными словами, это своеобразная настройка переадресации запроса пользовательской системы через шлюз для последующего доступа в сеть Интернет. В данном случае получается, что IP-адрес, маска сети, предпочитаемый DNS-сервер (а иногда и WINS-сервер) предполагают настройку исключительно в ручном режиме. Но это еще далеко не все. К сожалению, не все знают, как определить маску сети, поскольку в самом простом стандартном варианте используется адрес 255.255.255.0.

Приложение

Пример конфигурации

Маршрутизаторы A и B соединены через последовательный интерфейс.

Маршрутизатор А

  hostname routera
  !
  ip routing
  !
  int e 0
  ip address 172.16.50.1 255.255.255.0
  !(subnet 50)
  int e 1 ip address 172.16.55.1 255.255.255.0
  !(subnet 55)
  int s 0 ip address 172.16.60.1 255.255.255.0
  !(subnet 60) int s 0
  ip address 172.16.65.1 255.255.255.0 (subnet 65)
  !S 0 connects to router B
  router rip
  network 172.16.0.0

Маршрутизатор В

  hostname routerb
  !
  ip routing
  !
  int e 0
  ip address 192.1.10.200 255.255.255.240
  !(subnet 192)
  int e 1
  ip address 192.1.10.66 255.255.255.240
  !(subnet 64)
  int s 0
  ip address 172.16.65.2 (same subnet as router A's s 0)
  !Int s 0 connects to router A
  router rip
  network 192.1.10.0
  network 172.16.0.0

Class B                   Effective  Effective
# bits        Mask         Subnets     Hosts
-------  ---------------  ---------  ---------
  1      255.255.128.0           2     32766
  2      255.255.192.0           4     16382
  3      255.255.224.0           8      8190
  4      255.255.240.0          16      4094
  5      255.255.248.0          32      2046
  6      255.255.252.0          64      1022
  7      255.255.254.0         128       510
  8      255.255.255.0         256       254
  9      255.255.255.128       512       126
  10     255.255.255.192      1024        62
  11     255.255.255.224      2048        30
  12     255.255.255.240      4096        14
  13     255.255.255.248      8192         6
  14     255.255.255.252     16384         2

Class C                   Effective  Effective
# bits        Mask         Subnets     Hosts
-------  ---------------  ---------  ---------
  1      255.255.255.128      2        126 
  2      255.255.255.192      4         62
  3      255.255.255.224      8         30
  4      255.255.255.240     16         14
  5      255.255.255.248     32          6
  6      255.255.255.252     64          2

  
*Subnet all zeroes and all ones included. These 
 might not be supported on some legacy systems.
*Host all zeroes and all ones excluded.

Функциональность

Маска сети представляет собой комбинацию из 0 и 1, которая используется для экранирования части IP-адреса, содержащей сетевой код, что гарантирует, что единственной видимой частью будет адрес хоста. Первая часть, содержащая единицы, превратит часть IP адреса, содержащую идентификатор сети, в ‘0’. Следующие двоичные ‘0’ позволят идентификатору хоста остаться. Часто используемая маска сети — 255.255.255.255.0. (Это десятичный эквивалент двоичной строки для восьми.) Маска подсети обычно представляет собой метод создания небольшой подсети из широкого диапазона IP-адресов. Как правило, длина маски подсети определяется в 24-битном формате для всех типов IP-классов. В зависимости от класса IP-адреса, который будет использоваться вместе с доступными сетевыми масками, разделение сетей производится следующим образом:

• 255.0.0.0.0 — класс A (8-битная маска сети)
• 255.255.0.0 — класс B (16-битная маска сети)
• 255.255.255.0 — класс А (24-битная маска сети)

При этом можно предположить, что чем длиннее маска сети, тем больше сетей она может вместить. Таким образом, количество хостов уменьшается с класса А до класса С, а количество доступных систем или подсетей увеличивается.

• Для класса A маска подсети определяет диапазон IP-адресов, в котором первые три цифры раздела совпадают, но на остальных частях может содержать любое число, которое находится в диапазоне от 0 до 255.
• Для класса B адреса имеют одинаковые первые две секции; однако, набор цифр во втором наборе из двух секций может быть разным.
• Для класса С адреса имеют одинаковые первые три секции, и только последняя из них может иметь разные номера. Таким образом, диапазон IP-адресов класса С может содержать до 256 адресов.

Более того, обычно маска сети представляет собой 32-битное значение, которое обычно используется для разделения сегментов IP-адресов. Хотя маска сети класса С часто пишется как «255.255.255.255.0», ее также можно определить как 11111111.1111111111.111111.11111111.00000000. Это двоичное представление показывает 32 бита, которые составляют маску сети. Это также видно по тому, как маска подсети маскирует IP-адреса, которые она содержит. Секция, в которой есть все ‘1’, предопределена, и ее нельзя изменить, с другой стороны, деталь со всеми ‘0’ может быть произвольным числом от 0 до 255.

Специальные подсети

31-разрядные Подсети

30-битная маска подсети допускает четыре IPv4 адреса: два адреса узла, одна сеть с нулями и один широковещательный адрес с единицами. Двухточечное соединение может иметь только два адреса узла. Нет реальной необходимости иметь широковещательные и нулевые адреса с каналами «точка-точка». 31-битная маска подсети допускает ровно два адреса узла и исключает широковещательные и нулевые адреса, таким образом сохраняя использование IP-адресов до минимума для двухточечных соединений.

См. RFC 3021 — Using 31-bit Prefixes on IPv4 Point-to-Point Links.

Маска 255.255.255.254 или/31.

Подсеть/31 может использоваться в реальных двухточечных соединениях, таких как последовательные интерфейсы или интерфейсы POS. Однако они также могут использоваться в широковещательных интерфейсах, таких как интерфейсы Ethernet. В этом случае убедитесь, что в этом сегменте Ethernet требуется только два IPv4 адреса.

Пример

192.168.1.0 и 192.168.1.1 находятся на подсети 192.168.1.0/31.

R1(config)#int gigabitEthernet 0/1R1(config-if)#ip address 192.168.1.0 255.255.255.254% Warning: use /31 mask on non point-to-point interface cautiously

Предупреждение печатается, так как gigabitEthernet является широковещательным сегментом.

32-разрядные Подсети

Маска подсети 255.255.255.255 (a/32 subnet) описывает подсеть только с одним IPv4 адресом узла. Эти подсети не могут использоваться для назначения адресов сетевым каналам связи, поскольку им всегда требуется более одного адреса на канал. Использование/32 строго зарезервировано для использования на каналах, которые могут иметь только один адрес. Примером для маршрутизаторов Cisco является интерфейс обратной связи. Эти интерфейсы являются внутренними и не подключаются к другим устройствам. Таким образом, они могут иметь подсеть/32.

Пример

interface Loopback0 ip address 192.168.2.1 255.255.255.255

Нулевая подсеть.

Если сетевой адрес разделен на подсети, первой подсетью, полученной после этого разделения, является нулевая подсеть.

Рассмотрим адрес класса B 172.16.0.0. По умолчанию в адресе класса B 172.16.0.0 для части узла зарезервированы 16 битов, что допускает 65534 (216 – 2) допустимых адресов узла. Если сеть 172.16.0.0/16 разделяется на подсети путем заимствования трех битов из части узла, становятся доступными восемь подсетей (23). В следующей таблице приведен пример разделения адреса 172.16.0.0 на подсети с указанием масок подсетей, соответствующих широковещательных адресов и диапазона допустимых адресов узлов.

В приведенном выше примере первая подсеть (подсеть 172.16.0.0/19) называется нулевой подсетью.

Класс сети, разделяемой на подсети, а также количество полученных подсетей не влияют на определение нулевой подсети. Это первая подсеть, полученная путем выделения подсетей из сетевого адреса. Также при записи адреса нулевой подсети в двоичном формате все биты подсети (в этом случае биты 17, 18 и 19) являются нулями. Нулевая подсеть также называется подсетью «все нули».

В чем назначение маски подсети в сочетании с ip-адресом?

Итак,существует пять классов маршрутизации – A, B, C, D, E. Различным организациям выделяются адреса из диапазонов A, B и C, D и E, которые используются для технических и исследовательских нужд.

Однако выделение какой-либо организации (или частному лицу в Интернете) сети из класса В – недопустимое расточительство. Например, вам нужен «белый» адрес для работы в сети Интернет.

Провайдер располагает адресами класса В и выделяет для вас одного сеть 129.16.0.0. Теперь у вас 65534 «белых» адресов, которые вы маловероятно задействуете.

Вот тут и нужна маска подсети. Маска нужна для определения, какая часть адреса относится к сети, а какая – к хосту. Адресация с использованием маски сети называется бесклассовой (от английского Classless Inter-Domain Routing или CIDR).

Маска подсети определена стандартом RFC 917.

Как именно работает и на что влияет маска подсети? Провайдеру, располагающему сетью 129.16.0.0 нет нужды отдавать ее полностью в чье-то ведение. Теперь можно разбить ее, используя маску сети на много подсетей меньшего размера.

Как научиться считать маски подсети?

Маска подсети всегда представляет собой последовательное количество вначале единиц, а затем – нулей. Маски вида 11011111.11111111.11111111.1100000 быть не может.

Стоить учесть, что для любой подсети работает правило вычисление количества хостов:

232-n -2, где n – длина подсети. 232-24 -2 = 254 для маски 255.255.255.0.

Откуда берется -2?

Это первый и последний адреса сети: первый – адрес самой сети, последний – адрес широковещательных рассылок.

Еще для наглядности. Рассмотрим, как разделить сеть 192.168.1.0 /24 на две на подсети с помощью маски. Для этого заберем один бит хостовой части в пользу сетевой, получаем 11111111.11111111.11111111.10000000. На выходе у нас две подсети – 192.168.1.0 /25 и 192.168.1.128 /25. (0 и 128 – значения, которые может принять первый бит четвертого октета, 0 и 1 соответственно).

Теперь рассмотрим, как разделить первоначальную сеть на четыре подсети. Для этого отдаем первые два бита из последнего октета в пользу сети:

11111111.11111111.11111111.00000000 = 192.168.1.011111111.11111111.11111111.01000000 = 192.168.1.6411111111.11111111.11111111.10000000 = 192.168.1.12811111111.11111111.11111111.11000000 = 192.168.1.192

Похожие записи:

Компьютер + интернет + блог = статьи, приносящие деньги Ip-адрес и маска подсети Ip-адрес Вход в личный кабинет роутера Информатика егэ 12 задание разбор Настройка статической маршрутизация на mikrotik