Полезные советы для расчета сетевой IP адресации

 Очень часто при настройке сети дома или в офисе возникают вопросы, связанные с расчетом сетевой адресации: как разделить выделенную сеть на подсети, какого объема сети отвести для каждого отдела, какие адреса попадают в данную сеть, какая маска у этой сети.

Быстрый расчет IP сетей

 В сегодняшней статье мы постараемся отметить основные моменты для быстрого расчета IPv4 сетей. Хоть сейчас и идет постепенный переход на IPv6, все же IPv4 адресация еще долго будет в тренде и умение быстро рассчитывать IPv4 сети многим может пригодиться. Данная статья написана и оформлена совместно с моим коллегой и преподавателем сетевой академии CISCO — Кузьминым Евгением.

 Все мы привыкли к отображению IP адреса в виде четырех десятичных чисел, разделенных точками (также их называют октетами, так как они формируются из 8 бит). Все мы знаем, что компьютер для расчетов использует двоичную систему счисления, поэтому для компьютера сетевой адрес, например 192.168.1.1, имеет вид:

11000000 10101000 00000001 00000001

 Маска подсети в двоичном виде выглядит как последовательность единиц, а затем нулей и указывает на то, сколько первых битов IP-адреса будут относится к адресу сети (у всех компьютеров в одной сети они будут одинаковые), а остальные биты будут относится к адресу каждого узла (у всех компьютеров в одной сети они будут разные). Есть специальные адреса: адрес сети — адрес, у которого узловая часть состоит из одних нулей, и широковещательный адрес — это адрес, у которого  узловая часть состоит из одних единиц. Например, маска вида 255.255.255.0 в двоичном виде выглядит:

11111111 11111111 111111111 00000000

и указывает на то, что первые 24 бита относятся к адресу сети, а последние восемь к адресу конкретного узла в этой сети. Маска сети также может быть записана, как просто число, указывающее количество первых битов, относящихся к адресу сети. В данном случае — 24.

 Со стандартными маскам все легко, они имеют вид; 255.0.0.0, 255.255.0.0 и 255.255.255.0 и четко отделяют узловую часть от сетевой по границе каждого октета. Поэтому, для формировани адреса сети, октеты, у которых маска 255, мы не изменяем. а октеты у которых маска 0, превращаем в 0 (для широковещательного адреса в 255). Напимер, для адреса 192.168.25.128 с маской 255.255.0.0, адрес сети будет 192.168.0.0, а широковещательный – 192.168.255.255.

 Но когда нужно разделить сети на более мелкие подсети или объединить несколько сетей в одну общую могут возникнуть сложности. Основное — это запомнить, что каждое десятичное число в адресе состоит из 8 двоичных битов, и нужно знать десятичное значение каждого бита, которое является степенью двойки.

Любое число в адресе является суммой некоторых степеней двойки. Чтобы определить каких, нужно их последовательно складывать, двигаясь от 128 к 1, если сумма будет превышать нужное число, то эту степень пропускаем. Ниже приведу несколько примеров, в которых покажу основные алгоритмы расчета.

Пример 1

 Есть IP адрес 192.168.1.37/28, необходимо определить адрес сети и широковещательный адрес.

• Всего бит в адресе: 32, количество бит на адрес сети: 28, следовательно количество бит на адреса узлов: 32 – 28 = 4 бита.
• Количество возможных адресов для подсети: 2^4 = 16.
• Количество адресов для хостов (за минусом адреса сети и широковещательного адреса): 16 – 2 = 14.
• У адреса сети значения первых трех октетов будет таким же, как у адреса хоста, а значение последнего октета будет наибольшее число, не превышающее его значения в адресе хоста, кратное 16. И следовательно может формироваться из суммы: 128 или 64 или 32 или 16.

• Получаем адрес сети: 192.168.1.32
• Широковещательный адрес получаем прибавив к последнему октету адреса сети количество адресов сети минус 1:  192.168.1.{32+16-1}= 192.168.1.47

Пример 2

 Есть IP адрес 192.168.1.37/255.255.255.240, необходимо определить адрес сети.

• Количество адресов для подсети можно получить: 256 — 240 = 16.
• Количество адресов для хостов 16 – 2 = 14.
• У адреса сети, как и в прошлом примере, значения первых трех октетов будет таким же, как у адреса хоста, а значение последнего октета будет наибольшее число, не превышающее его значения в адресе хоста, кратное 16. И следовательно может формироваться из суммы: 128 или 64 или 32 или 16.

 Получаем адрес сети 192.168.1.32

Пример 3

 Записать маску вида 255.255.255.240 в маску вида “/x”.

•  256 – 240 = 16.
• 16 = 2^4.  4 бита отводятся на адреса.
• А так как всего бит 32, то 32 – 4 = 28.

Значит 255.255.255.240 = /28

Пример 4

Записать маску вида /28 в маску вида XXX.XXX.XXX.XXX

•  Всего бит: 32.
• Количество Бит на адреса: 32 – 28 = 4.
• 2^4=16.  16 адресов в подсети.
• 256 – 16 = 240.

Значит маска: 255.255.255.240.

Заключение

  Как я уже говорил эта статья была написана и опубликована совместно c моим коллегой Евгением Кузьминым. В будущем мы планируем продолжить писать совместные статьи связанные с сетевыми технологиями и настройкой сетевого оборудования (маршрутизаторы, коммутаторы)

 Если вам нужно что-то настроить или получить консультацию по медиасерверам и системам, можете обращаться ко мне и нашей команде через форму контактов.

 Приглашаю подписаться на новости моей публичной страницы ВКонтакте, ее адрес http://vk.com/itmultimedia . Буду рад видеть Вас в своих подписчиках!

Всего хорошего!