IP-адрес и маска подсети
16.12.2019
Теги: ЛокальнаяСеть
IP-адреса используются для идентификации устройств в сети. Для взаимодействия c другими устройствами по сети IP-адрес должен быть назначен каждому сетевому устройству — компьютерам, серверам, маршрутизаторам, принтерам и т.д. С помощью маски подсети определяется максимально возможное число хостов в конкретной сети.
Знакомство с IP-адресами
Одна часть IP-адреса представляет собой адрес сети, другая — адрес хоста внутри этой сети. Адрес сети используется маршрутизаторами (роутерами) для передачи пакетов в нужные сети, тогда как адрес хоста определяет конкретное устройство в этой сети, которому должны быть доставлены пакеты.
Структура IP-адреса
IP-адрес состоит из четырех частей, записанных в виде десятичных чисел с точками (например, 192.168.1.2). Каждую из этих четырех частей называют октетом. Октет представляет собой восемь двоичных цифр (например, 11000000, или 192 в десятичном виде). Таким образом, каждый октет может принимать в двоичном виде значения от 00000000 до 11111111, или от 0 до 255 в десятичном виде.
Количество двоичных цифр в IP-адресе, которые приходятся на адрес сети, и количество цифр в IP-адресе, приходящееся на адрес хоста, могут быть различными в зависимости от маски подсети.
Частные IP-адреса
У каждого хоста в сети Интернет должен быть уникальный адрес. Если сеть изолирована от Интернета (например, связывают два филиала компании), для хостов можно использовать любые IP-адреса. Однако, уполномоченной организацией по распределению нумерации в сети Интернет (IANA) специально для частных сетей зарезервированы следующие три блока 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
Маски подсети
Маска подсети используется для определения того, какие биты являются частью адреса сети, а какие — частью адреса хоста (для этого применяется логическая операция «И»). Маска подсети включает в себя 32 бита. Если бит в маске подсети равен 1, то соответствующий бит IP-адреса является частью адреса сети. Если бит в маске подсети равен 0, то соответствующий бит IP-адреса является частью адреса хоста.
| IP-адрес (десятичный) | 192 | 168 | 1 | 2 |
|---|---|---|---|---|
| IP-адрес (двоичный) | 11000000 | 10101000 | 00000001 | 00000010 |
| Маска подсети (десятичная) | 255 | 255 | 255 | 0 |
| Маска подсети (двоичная) | 11111111 | 11111111 | 11111111 | 00000000 |
| Адрес сети (десятичный) | 192 | 168 | 1 | |
| Адрес сети (двоичный) | 11000000 | 10101000 | 00000001 | |
| Адрес хоста (десятичный) | 2 | |||
| Адрес хоста (двоичный) | 00000010 |
Маски подсети всегда состоят из серии последовательных единиц, начиная с самого левого бита маски, за которой следует серия последовательных нулей, составляющих в общей сложности 32 бита.
| 1-ый октет | 2-ой октет | 3-ий октет | 4-ый октет | Десятичная | |
|---|---|---|---|---|---|
| 8-битная маска | 11111111 | 00000000 | 00000000 | 00000000 | 255.0.0.0 |
| 16-битная маска | 11111111 | 11111111 | 00000000 | 00000000 | 255.255.0.0 |
| 24-битная маска | 11111111 | 11111111 | 11111111 | 00000000 | 255.255.255.0 |
| 30-битная маска | 11111111 | 11111111 | 11111111 | 11111100 | 255.255.255.252 |
Размер сети
Количество разрядов в адресе сети определяет максимальное количество хостов, которые могут находиться в такой сети. Чем больше бит в адресе сети, тем меньше бит остается на адрес хоста в адресе.
- IP-адрес с адресом хоста из всех нулей представляет собой IP-адрес сети (например 192.168.1.0/24).
- IP-адрес с адресом хоста из всех единиц представляет собой широковещательный адрес данной сети (например 192.168.1.255/24).
Так как такие два IP-адреса не могут использоваться в качестве идентификаторов отдельных хостов, максимально возможное количество хостов в сети вычисляется следующим образом:
| Маска подсети | Размер адреса хоста | Макс. кол-во хостов |
|---|---|---|
| 255.0.0.0 (8 бит) | 24 бит | 16777214 (224 - 2) |
| 255.255.0.0 (16 бит) | 16 бит | 65534 (216 - 2) |
| 255.255.255.0 (24 бит) | 8 бит | 254 (28 - 2) |
| 255.255.255.252 (30 бит) | 2 бит | 2 (22 - 2) |
Формат записи
Поскольку маска всегда является последовательностью единиц слева, дополняемой серией нулей до 32 бит, можно просто указывать количество единиц, а не записывать значение каждого октета. Обычно это записывается через слеш после адреса и количество единичных бит в маске.
Например, адрес 192.1.1.0/25 представляет собой адрес 192.1.1.0 с маской 255.255.255.128. Некоторые возможные маски подсети в обоих форматах показаны в следующей таблице.
| Маска подсети | Альтернативный формат | Размер адреса хоста | Макс. кол-во хостов |
|---|---|---|---|
| 255.255.255.0 | xxx.xxx.xxx.xxx/24 | 8 бит | 254 |
| 255.255.255.128 | xxx.xxx.xxx.xxx/25 | 7 бит | 126 |
| 255.255.255.192 | xxx.xxx.xxx.xxx/26 | 6 бит | 62 |
| 255.255.255.224 | xxx.xxx.xxx.xxx/27 | 5 бит | 30 |
| 255.255.255.240 | xxx.xxx.xxx.xxx/28 | 4 бит | 14 |
| 255.255.255.248 | xxx.xxx.xxx.xxx/29 | 3 бит | 6 |
| 255.255.255.252 | xxx.xxx.xxx.xxx/30 | 2 бит | 2 |
Формирование подсетей
С помощью подсетей одну сеть можно разделить на несколько. В приведенном ниже примере администратор сети создает две подсети, чтобы изолировать группу серверов от остальных устройств в целях безопасности.
В этом примере сеть компании имеет адрес 192.168.1.0. Первые три октета адреса (192.168.1) представляют собой адрес сети, а оставшийся октет — адрес хоста, что позволяет использовать в сети максимум 28 - 2 = 254 хостов.
Чтобы разделить сеть 192.168.1.0 на две отдельные подсети, нужно «позаимствовать» один бит из адреса хоста. В этом случае маска подсети станет 25-битной (255.255.255.128 или /25). «Одолженный» бит адреса хоста может быть либо нулем, либо единицей, что дает нам две подсети: 192.168.1.0/25 и 192.168.1.128/25.
| Сеть A | Сеть B | |
|---|---|---|
| IP-адрес подсети | 192.168.1.0/25 | 192.168.1.128/25 |
| Маска подсети | 255.255.255.128 | 255.255.255.128 |
| Широковещательный адрес | 192.168.1.127 | 192.168.1.255 |
| Минимальный IP-адрес хоста | 192.168.1.1 | 192.168.1.129 |
| Максимальный IP-адрес хоста | 192.168.1.126 | 192.168.1.254 |
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).
| Первая подсеть | Вторая подсеть | Третья подсеть | Четвертая подсеть | |
|---|---|---|---|---|
| IP-адрес подсети | 192.168.1.0/26 | 192.168.1.64/26 | 192.168.1.128/26 | 192.168.1.192/26 |
| Маска подсети | 255.255.255.192 | 255.255.255.192 | 255.255.255.192 | 255.255.255.192 |
| Широковещательный адрес | 192.168.1.63 | 192.168.1.127 | 192.168.1.191 | 192.168.1.255 |
| Минимальный IP-адрес хоста | 192.168.1.1 | 192.168.1.65 | 192.168.1.129 | 192.168.1.193 |
| Максимальный IP-адрес хоста | 192.168.1.62 | 192.168.1.126 | 192.168.1.190 | 192.168.1.254 |
Дополнительно
Поиск: Локальная сеть • IP-адрес • Маска подсети