Slik beregner du en nettverksmaske fra verter og delnett

i denne artikkelen undersøker VI IP-adressering og subnetting og viser hvordan du bruker denne verdifulle informasjonen til virkelige scenarier. Vi tar opp hvordan du beregner en nettverksmaske ved hjelp av verts-og delnettformler. Før vi går videre, selv om, vi bør svare på to viktige spørsmål.

Hva er subnetting?

Internett-Leverandører tildeler IP-adresseområder til organisasjoner basert på det potensielle antallet nettverk og verter, eller endepunkter, som organisasjoner krever. I dag følger tildelingene metoden Classless Inter-Domain Routing (CIDR) tildeling. Organisasjonen deler deretter det tildelte adresseområdet inn i mindre tildelinger for hvert undernettverk i organisasjonen, ved hjelp av en prosess som kalles subnetting. Resultatet av subnetting er at antall undernettverk øker, mens antall brukbare verts-IP-adresser reduseres. Hvert undernettverk er KJENT SOM ET IP-delnett.

Hvorfor bruke subnetting?

Subnetting gjør at tildelte nettverksadresser kan deles inn i mindre, effektive tildelinger som er mer egnet for hvert nettverk i organisasjonen. For eksempel trenger en punkt-TIL-PUNKT WAN-kobling mellom to rutere bare to adresser, mens ET LAN-segment kan trenge å støtte mange verter, for eksempel servere, arbeidsstasjoner, bærbare datamaskiner og Wi-Fi-tilkoblede mobile enheter.

Subnetting og rutesammendrag fungerer sammen for å gjøre rutere mer effektive ved å redusere størrelsen på rutingstabeller. Rutere langt borte fra en destinasjon trenger ikke mye adresseringsdetaljer, så ruter kan oppsummeres i stor grad. Men når pakker kommer nærmere destinasjonsnettverket, trenger rutere mer lokal rutingsinformasjon, for eksempel den lokale nettverksmasken. Ved å bruke masken til en pakkes destinasjonsadresse, kan rutere bestemme hvilket bestemt nettverkssegment som inneholder destinasjonsverten og levere pakken riktig.

Neste, la oss se litt bakgrunnsinformasjon, inkludert hva nettverksadministratorer trenger å vite OM IP-adressering og subnetting. Vi anbefaler å starte med en gjennomgang av noen grunnleggende elementer AV IP-adressering og subnetting:

IP-adresser må være unike på internett når du bruker offentlige IP-adresser og på et privat nettverk når du bruker private IP-adresser.
IPv4-adresser er 32 biter som består av fire oktetter med 8 biter hver. Hvis du vil beregne nettverksmasken, konverterer DU EN IP-adresse til binær, utfører beregningen og konverterer deretter Tilbake Til ipv4-desimalnummerrepresentasjonen kjent som en prikket quad. Den samme subnetting prosedyren fungerer For IPv6-adresser.
en nettverksmaske forteller datamaskinen hvilken DEL AV IP-adressen som er nettverksdelen av adressen, og hvilken del som identifiserer vertsadresseområdet, som er adresser som er tilordnet vertsdatamaskiner på det nettverket. En lengre nettverksmaske-noe som betyr flere 1-biter i masken-skaper FLERE IP-delnett som har en mindre vertsadresseblokkstørrelse.
Subnetting bryter et stort nettverk i mindre nettverk ved å utvide lengden på nettverksmasken. Dette øker antall undernettverk, samtidig som antall verter per delnett reduseres. Organisasjoner vil vanligvis bruke flere forskjellige nettverksmasker for forskjellige størrelser av nettverk. For eksempel vil en punkt-til-punkt-kobling med bare to enheter bruke en 31-biters maske. Et kontor-LAN ELLER datasenter-LAN vil imidlertid bruke en kortere nettverksmaske som tillater flere verter. Bestemmelse av avviket mellom antall og størrelse på delnett er forklart nedenfor.
i Dag brukes klasseløse IP-adresser med subnettmasker med variabel lengde nesten utelukkende, og klassemessige IP-adresser-kjent som Enten Klasse a-nettverk, Klasse b-nettverk eller Klasse C-nettverk-brukes bare til sertifiseringstesting eller eldre rutingsprotokoller. Et Klasse d-nettverk brukes til multicast, og det er en eksperimentell tildeling kjent som Klasse E.
en standard gateway er en enhet, vanligvis en ruter, der verter sender pakker som er bestemt for en enhet som ikke er på det lokale LAN. Igjen vet enheten hva som er og hva som ikke er på det lokale LAN ved å bruke den tildelte nettverksmasken til å sammenligne den lokale IP-adressen og delnettet med målets IP-adresse og delnett.
Private IP-adresser, også kjent Som Request for Comment 1918-adresser, brukes av de fleste nettverk i dag. Disse spesielle IP-adressene kan ikke rutes over internett og må oversettes til offentlige IP-adresser når disse enhetene trenger å snakke med internett, enten via en proxy-server eller Via Portadresseoversettelse.

la Oss nå lære mer OM IP-adressering og subnetting og hvordan DE gjelder for ditt virkelige nettverk.

ved hjelp av vertens formel

et vanlig, ekte spørsmål når du legger ut nettverket ditt, er: «Hvilken nettverksmaske trenger jeg for nettverket mitt?»For å svare på dette spørsmålet, la oss lære å bruke vertens formel.

vertsformelen vil fortelle deg hvor mange verter som er tillatt på et nettverk som har en bestemt nettverksmaske. Vertens formel er 2h-2. H representerer antall 0s i nettverksmasken, hvis nettverksmasken ble konvertert til binær. De første og siste adressene er reservert: den første til å identifisere nettverket og den siste som skal brukes som kringkastingsadresse.

Trinn 1. Finn vertsområde

for å bruke vertsformelen, la oss først se på et enkelt eksempel. Si at du planlegger Å bruke IP-adresseområdet 192.168.0.0. For øyeblikket har du et lite nettverksundernett med 20 verter. Dette nettverket vil vokse til 300 verter innen det neste året, og du planlegger å ha flere steder av samme størrelse i fremtiden og må gjøre det mulig for dem å kommunisere ved hjelp av dette adresseområdet.

med et enkelt nettverksundernett og bare 20 verter, vil det enkleste å gjøre være å bruke 255.255.255.0 som nettverksmaske. Dette ville bety at du ville ha 192.168.0.1 gjennom 192.168.0.254 for vertene dine. Adressen 192.168.0.0 er reservert som nettverksundernettidentifikator, og 192.168.0.255 er reservert for nettverksutsendingsadressen.

Trinn 2. Konverter til binær

før du bestemmer deg For å bruke denne nettverksmasken, la oss imidlertid bruke vertsformelen på den. Hvis du vil bruke vertsformelen i dette scenariet, kan du ta nettverksmasken 255.255.255.0 og konvertere den til binær. Dette vil gi deg: 111111111 1111111 1111111 0000000.

som du kan se, er det åtte 0s i nettverksmasken. For å bruke dette med vertens formel, vil du beregne 28-2. Dette kommer til 256 minus de 2 reserverte adressene, eller 254. Så, med den angitte nettverksmasken, får du 254 brukbare verter. Dette vil passe ditt 20-brukernettverk nå, men vil ikke støtte din fremtidige nettverksutvidelse til 300-verter.

Trinn 3. Beregn totalt antall verter per delnett

du bør planlegge og velge den beste delnettmasken første gang. Dette forhindrer deg i å måtte gå tilbake senere og endre ALLE IP-adressene på dette nettverket. Hvis du legger til 1s i nettverksmasken, får du færre verter per nettverksundernett, men flere nettverksundernett. Hvis du fjerner 1s fra nettverksmasken, får du flere verter per nettverk, men færre nettverk. Sistnevnte er det vi trenger å gjøre.

for å gjøre dette, la oss ta bort en av 1s for å lage vår nettverksmaske:

11111111 11111111 11111110 0000000

i desimaltall eller prikket quad-representasjon er dette 255.255.254.0.

dette betyr at du har ni 0s i vertsdelen av nettverksmasken. For å bruke vertsformelen med denne nettverksmasken, beregner vi 29-2. Antall brukbare verts-IP-adresser er 512 minus 2 eller 510. Dette vil definitivt passe et 20-brukernettverk nå og fremtidige nettverk og vert forventninger til 300 verter.

Med Tanke på at informasjonen, vet vi at den mest effektive nettverksmasken for nettverket er 255.255.254.0. Det gyldige vertsadresseområdet for hvert delnett må skrives som to områder, på grunn av begrensningene ved å skrive adressene som stiplede quads. DET første IP-delnett ville være 192.168.0.1 gjennom 192.168.0.255 og 192.168.1.0 gjennom 192.168.1.254. Merk at 192.168.0.0 identifiserer delnettet, og 192.168.1.255 er nettverkssendingsadressen.

slik kommer du til totalt 510 brukbare verter.

Trinn 4. Beregn antall delnett

Nå som du forstår vertens formel, bør du også vite delnettets formel, som sikrer at du har riktig delnettmaske for antall delnett du har. Bare fordi du bestemmer deg for at du har riktig antall verter for LAN ved hjelp av vertsformelen, betyr det ikke at du har nok delnett for nettverket ditt. La oss se hvordan delnettets formel fungerer.

delnettets formel er 2s, hvor s er antall 1s lagt til i delnettmasken, uansett hva delnettmasken var. La oss ta samme eksempel som ovenfor, men bygge videre på det.

ved hjelp av nettverk 192.168.0.0 forventer vi å ha 100 eksterne nettsteder med 300-Pcer hver. Hvilken nettverksmaske skal vi bruke? I vårt siste eksempel fant vi 255.255.254.0 subnet mask gitt 510 verter per subnett. Det var mer enn tilstrekkelig til å støtte 300-Pcer, men gir den samme nettverksmasken nettverk for minst 100 eksterne nettsteder? La oss finne det ut.

Trinn 5. Bekreft det totale antall delnett

antall delnett er funnet ved å telle antall biter som den første masken ble utvidet med, også kjent som delnettbitene. Vår første adressetildeling var 192.168.0.0 med en maske av 255.255.0.0. Ved hjelp av vertsformelen valgte vi en nettverksmaske på 255.255.254.0. La oss sammenligne de to maskene og telle delnettbitene.

la oss konvertere til binær:

255.255.0.0 = 11111111 11111111 00000000 00000000
255.255.254.0 = 11111111 11111111 11111110 00000000

den nye masken bruker syv delnettbiter. Ved å bruke delnettets formel, vil dette gi oss 27 = 128 nettverk. Dette er minst 100, så vi har nok delnett for 100 eksterne nettverk. Dette betyr at vi har funnet den rette nettverksmasken for nettverket vårt. Vi konverterer vår nettverksmaske fra binær tilbake til desimal og får 255.255.254.0.

når du legger til delnettbiter, øker antall delnett med en faktor på to, og antall verter per delnett reduseres med en faktor på to. Tabellen nedenfor viser antall undernett og verter for hver av åtte maskebiter i den tredje oktetten I En IPv4-adresse.

beregning av undernett og verter — denne tabellen viser antall undernett og verter for hver av åtte maskebiter i den tredje oktetten i En IPv4-adresse.

delnett Med Variabel Lengde

De fleste nettverk krever delnett av flere forskjellige størrelser, noen ganger kalt delnettmasker med variabel lengde. Dette gjøres enkelt ved å ta en av de større delnett – et delnett med en kortere maske – og bruke subnetting algoritmen til det. Dette er kjent som subnetting med variabel lengde siden nettverket vil ha subnettmasker med flere forskjellige lengder.

La oss Si at de fleste av de 100 nettstedene også krever to punkt-TIL-PUNKT wan-koblinger eller 200 delnett med to verter hver-en ruter på hver ende av lenken. Vi starter med en nettverksmaske av 255.255.254.0. Ved hjelp av vertens formel trenger vi to vertsbiter (22 – 2 = 4 – 2 = 2). Utvidelse av nettverksmasken resulterer i følgende i binær:

255.255.254.0 = 11111111 11111111 11111110 00000000
255.255.255.252 = 11111111 11111111 11111111 11111100

nettverksmasken ble utvidet med syv biter. Ved å bruke delnettets formel på 2s har vi 27 = 128 delnett. Dette er ikke nok for ALLE VÅRE wan-koblinger, så vi gjør det samme med et annet stort delnett. Hvis vi reserverte de to øverste store delnettene for å være sub-subnetted FOR WAN-koblinger, ville vi ha nok kapasitet til 256 punkt-til-punkt-koblinger.

192.168.252.0 through 192.168.253.254: WAN subnets 0 through 127
192.168.254.0 through 192.168.255.254: WAN subnets 128 through 255

den samme prosessen kan brukes hvis vi har mange små eksterne nettsteder som har få verter på hvert område, for eksempel i en detaljhandel.

det er viktig å tilordne delnett til områder på en måte som muliggjør adressesammendrag som reduserer rutingstabellstørrelsen og øker ruterens effektivitet.

Klasseløs Inter-Domene Ruting

CIDR eliminerer den opprinnelige classful betegnelse Av IPv4-adresser. Det gjør at et enkelt nettverk prefiks og maske for å representere en samling av flere nettverk. Dette kalles også supernetting. CIDR adresse representasjon forenkler representasjon av en adresse og maske. CIDR støtter også nettverksaggregering og adressesammendrag.

CIDR-notasjon legger til antall nettverksmaskebiter i nettverksadressen. I stedet for å skrive adressen og masken ved hjelp av prikket notasjon, legger vi til en skråstrek ( / ) og antall biter i nettverksmasken. I vårt tidligere eksempel på 100 delnett som støtter over 300 verter hver, finner vi at nettverksmasken inneholder 23 biter.

192.168.0.1 255.255.254.0
11000000 10101000 00000000 00000001 11111111 11111111 11111110 00000000
=
192.168.0.1/23

Beregne subnettprefikset

Rutere beregn subnettadressen som en del av prosessen for å bestemme hvilket grensesnitt som skal brukes til å videresende pakker til bestemmelsesstedet. I denne prosessen utføres en binær og operasjon på en adresse og dens maske. Resultatet er subnet prefiks, som fjerner alle vertsbitene. Ruteren bruker nettverksprefikset til å finne rutetabelloppføringen som passer best til prefikset – det lengste treffet eller standardruten. Pakken er videresendt ut grensesnittet som er knyttet til best match prefikset.

nettverksmasker, prefikser og ruting — dette nettverksdiagrammet viser beregning av nettverksmaske og riktige rutingsprosedyrer.

i ovennevnte nettverksdiagram og diagram, la Oss si At R1 mottar en pakke adressert til 192.168.5.19, en vert som er koblet Til R2S LAN. Bruk binær og operasjonen mellom masken og adressen til å bestemme ruteprefikset for å slå opp i rutingstabellen:

192.168.5.19 = 11000000 10101000 00000101 00010011
255.255.254.0 = 11111111 11111111 11111110 00000000
192.168.4.0 = 11000000 10101000 00000100 00000000

R1 finner 192.168.4.0 i rutingstabellen og videresender pakken Ut s0-grensesnittet Til R2. R2 vil gjøre samme prefiksberegning og bestemme at den skal sende pakken på grensesnitt E0 og at det er en lokal levering til vert 5.19.

Storskala nettverksdesign

I den virkelige verden vil du sannsynligvis aldri ha sjansen til å designe et stort nettverk som dette fra bunnen av. Imidlertid er store nettverksdesignferdigheter verdifulle av ulike årsaker:

forstå subnetting av et stort nettverk som allerede er implementert;
forstå hvilken effekt endringer i et nettverk, DETS IP-adressering og dets subnetting vil ha; og
for å bevise i en sertifiseringstest at du forstår IP-adressering og subnetting og kan bruke dem-sertifiseringer som Cisco Certified Network Associate krever at du bruker disse ferdighetene og beregner IP-adressering uten kalkulator.

det er viktig å forstå subnetting og kunne beregne masker, vertsområder og subnett longhand, men vi verifiserer ofte våre beregninger med en subnettkalkulator.