Как пишется подсеть ip адресов

Приветствую вас на очередном выпуске. И сегодня речь пойдет о том, какие бывают IP-адреса, и как ими пользоваться. Что такое маска подсети, как она считается, и для чего она нужна. Как делить сети на подсети и суммировать их. Заинтересовавшихся приглашаю к прочтению.

Начнем, или уже продолжим, с самого популярного, заезженного и больного. Это IP-адреса. На протяжении 4-х статей это понятие встречалось по несколько раз, и скорее всего вы уже либо сами поняли для чего они, либо нагуглили и почитали о них. Но я обязан вам это рассказать, так как без ясного понимания двигаться дальше будет тяжело.

Итак IP-адрес — это адрес, используемый узлом на сетевом уровне. Он имеет иерархическую структуру. Что это значит? Это значит, что каждая цифра в его написании несет определенный смысл. Объясню на очень хорошем примере. Примером будет номер обычного телефона — +74951234567. Первой цифрой идет +7. Это говорит о том, что номер принадлежит зоне РФ. Далее следует 495. Это код Москвы. И последние 7 цифр я взял случайными. Эти цифры закреплены за районной зоной. Как видите здесь наблюдается четкая иерархия. То есть по номеру можно понять какой стране, зоне он принадлежит. IP адреса придерживаются аналогично строгой иерархии. Контролирует их организация IANA(англ. Internet Assigned Numbers Authority). Если на русском, то это «Администрация адресного пространства Интернет». Заметьте, что слово «Интернет» с большой буквы. Мало кто придает этому значение, поэтому объясню разницу. В англоязычной литературе термин «internet» используется для описания нескольких подключённых друг к другу сетей. А термин «Internet» для описания глобальной сети. Так что примите это к сведению.

Несмотря на то, что тема статьи больше теоретическая, нежели практическая, я настоятельно рекомендую отнестись к ней со всей серьезностью, так как от нее зависит понимание дальнейших тем, а особенно маршрутизации. Не для кого, я думаю, не секрет, что мы привыкли воспринимать числовую информацию в десятичном формате (в числах от 0-9). Однако все современные компьютеры воспринимают информацию в двоичном (0 и 1). Не важно при помощи тока или света передается информация. Вся она будет воспринята устройством как есть сигнал (1) или нет (0). Всего 2 значения. Поэтому был придуман алгоритм перевода из двоичной системы в десятичную, и обратно. Начну с простого и расскажу, как выглядят IP адреса в десятичном формате. Вся эта статья посвящена IP адресам версии 4. О версии 6 будет отдельная статья. В предыдущих статьях, лабах, да и вообще в жизни, вы видели что-то вроде этого «193.233.44.12». Это и есть IP адрес в десятичной записи. Состоит он из 4-х чисел, называемых октетами и разделенных между собой точками. Каждое такое число (октет) может принимать значение от 0 до 255. То есть одно из 256 значений. Длина каждого октета равна 8 битам, а суммарная длина IPv4 = 32 битам. Теперь интересный вопрос. Каким образом этот адрес воспримет компьютер, и как будет с ним работать?

Можно конечно набить это в калькулятор, коих навалом в Интернете, и он переведет его в двоичный формат, но я считаю, что переводить вручную должен уметь каждый. Особенно это касается тех, кто планирует сдавать экзамен. У вас не будет под рукой ничего, кроме бумаги и маркера, и полагаться придется только на свои навыки. Поэтому показываю, как это делать вручную. Строится таблица.

Вместо «x» записывается либо 1, либо 0. Таблица разделена на 8 колонок, каждая из которых несет в себе 1 бит (8 колонок = 8 бит = 1 октет). Расположены они по старшинству слева направо. То есть первый (левый) бит — самый старший и имеет номер 128, а последний (правый) — самый младший и имеет номер 1. Теперь объясню, откуда эти числа взялись. Так как система двоичная, и длина октета равна 8-ми битам, то каждое число получается возведением числа 2 в степень от 0 до 7. И каждая из полученных цифр записывается в таблицу от большего к меньшему. То есть слева направо. От 2 в 7-ой степени до 2 в 0-ой степени. Приведу таблицу степеней 2-ки.

Думаю теперь понятно, каким образом строится таблица. Давайте теперь разберем адрес «193.233.44.12» и посмотрим, как он выглядит в двоичном формате. Разберем каждый октет отдельно. Возьмем число 193 и посмотрим, из каких табличных комбинаций оно получается. 128 + 64 + 1 = 193.

Те числа, которые участвовали в формировании комбинации получают 1, а все остальные получают 0.

Берем первый октет 233. 128 + 64 + 32 + 8 + 1.

Для 44 — это 32 + 8 + 4.

И напоследок 12. 8 + 4.

Получается длинная битовая последовательность 11000001.11101001.00101100.00001100. Именно с данным видом работают сетевые устройства. Битовая последовательность обратима. Вы можете так же вставить каждый октет (по 8 символов) в таблицу и получить десятичную запись. Я представлю совершенно случайную последовательность и приведу ее к десятичному виду. Пусть это будет 11010101.10110100.11000001.00000011. Строю таблицу и заношу в нее первый блок.

Получаю 128 + 64 + 16 + 4 + 1 = 213.

Вычисляю второй блок.

Считаю 128 + 32 + 16 + 4 = 180.

Третий блок.

128 + 64 + 1 = 193.

И напоследок четвертый.

2 + 1 = 3

Собираем результаты вычислений и получаем адрес 213.180.193.3. Ничего тяжелого, чистая арифметика. Если тяжело и прям невыносимо трудно, то попрактикуйтесь. Сначала может показаться страшным, так как многие закончили учебу лет 10 назад и многое позабыли. Но уверяю, что как только набьете руку, считать будет гораздо легче. Ну а для закрепления дам вам несколько примеров для самостоятельного расчета (под спойлером будут ответы, но открывайте их только когда прорешаете сами).

Задача №1

1) 10.124.56.220
2) 113.72.101.11
3) 173.143.32.194
4) 200.69.139.217
5) 88.212.236.76
6) 01011101.10111011.01001000.00110000
7) 01001000.10100011.00000100.10100001
00001111.11011001.11101000.11110101
9) 01000101.00010100.00111011.01010000
10) 00101011.11110011.10000010.00111101

Теперь IP-адреса не должны быть чем-то страшным, и можно углубиться в их изучение.
Выше мы говорили о структуре телефонных номеров и их иерархии. И вот на заре рождения Интернета в том представлении, в каком мы его привыкли видеть, возник вопрос. Вопрос заключался в том, что IP-адреса нужно как-то сгруппировать и контролировать выдачу. Решением было разделить все пространство IP-адресов на классы. Это решение получило название классовая адресация (от англ. Classful). Она уже давно устарела, но практически в любой книге на нее отводятся целые главы и разделы. Cisco тоже не забывает про это и в своих учебных материалах рассказывает про нее. Поэтому я пробегусь по этой теме и покажу, чем она блистала с 1981 по 1995 год.

Пространство было поделено на 5 классов. Каждому классу был назначен блок адресов.

Начнем с класса A. Если внимательно посмотреть на таблицу, то можно заметить, что этому блоку дан самый большой блок адресов, а если быть точным, то половина всего адресного пространства. Предназначался данный класс для крупных сетей. Структура этого класса выглядит следующим образом.

В чем суть. Первый октет, то есть 8 бит, остаются за адресом сети, а 3 последних октета (то есть оставшиеся 24 бита) назначаются хостам. Вот для того, чтобы показать, какой кусок относится к сети, а какой к хостам, используется маска. По структуре записи она аналогична записи IP-адреса. Отличие маски от IP-адресов в том, что 0 и 1 не могут чередоваться. Сначала идут 1, а потом 0. Таким образом, там где есть единица, значит это участок сети. Чуть ниже, после разбора классов, я покажу, как с ней работать. Сейчас главное знать, что маска класса A — 255.0.0.0. В таблице еще упомянут какой-то первый бит и для класса A он равен 0. Этот бит как раз нужен для того, чтобы сетевое устройство понимало, к какому классу оно принадлежит. Он же еще задает начальный и конечный диапазон адресов. Если в двоичном виде записать на всех октетах единицы, кроме первого бита в первом октете (там всегда 0), то получится 127.255.255.255, что является границей класса A. Например, возьмем адрес 44.58.63.132. Мы знаем, что у класса A первый октет отдается под адрес сети. То есть «44» — это адрес сети, а «58.63.132» — это адрес хоста.

Поговорим про класс B

Этому классу был дан блок поменьше. И адреса из этого блока предназначались для сетей средних масштабов. 2 октета отданы под адрес сети, и 2 — под адрес хостов. Маска у B класса — 255.255.0.0. Первые биты строго 10. А остальные меняются. Перейдем к примеру: 172.16.105.32. Два первых октета под адрес сети — «172.16». А 3-ий и 4-ый под адрес хоста — «105.32».

Класс C

Этот класс обделили адресами и дали ему самый маленький блок. Он был предназначен для мелких сетей. Зато этот класс отдавал целых 3 октета под адрес сети и только 1 октет — под хосты. Маска у него — 255.255.255.0. Первые биты 110. На примере это выглядит так — 192.168.1.5. Адрес сети «192.168.1», а адрес хоста «5».

Классы D и E. Я неcпроста объединил их в один. Адреса из этих блоков зарезервированы и не могут назначаться сетям и хостам. Класс D предназначен для многоадресной рассылки. Аналогию можно привести с телевидением. Телеканал вещает группе лиц свой эфир. И те, кто подключены, могут смотреть телепередачи. То есть в распоряжение администраторов могут попасть только 3 первых класса.

Напомню, что первые биты у класса D — это 1110. Пример адреса — 224.0.0.5.

А первые биты у класса E — это 1111. Поэтому, если вдруг увидите адрес вида 240.0.0.1, смело говорите, что это адрес E класса.

Про классы обмолвились. Теперь озвучу вопрос, который мне недавно задали. Так зачем тогда маски? У нас итак хосты понимают в каком они классе. Но суть вот в чем. Например, у вас есть маленький офис, и вам нужен блок IP-адресов. Никто не будет вам выдавать все адреса класса C. А дадут только его кусок. Например 192.168.1.0 с маской 255.255.255.0. Так вот эта маска и будет определять вашу границу. Мы уже говорили, что октет варьируется в значении от 0 до 255. Вот этот 4 октет полностью в вашем распоряжении. За исключением первого адреса и последнего, то есть 0 и 255 в данном случае. Первый адрес — это адрес сети (в данном случае 192.168.1.0), а последний адрес — широковещательный адрес (192.168.1.255). Напомню, что широковещательный адрес используется в том случае, когда надо передать информацию всем узлам в сети. Поэтому есть правило. Если вам надо узнать номер сети, то все биты относящиеся к хосту обращаете в 0, а если широковещательный, то все биты — в 1. Поэтому, если из 256 адресов забирается 2 адреса, то на назначение хостам остается 254 адреса (256 — 2). На собеседованиях и экзаменах часто любят спрашивать: «Количество IP-адресов в сети?» и «Сколько доступных IP-адресов в сети для назначения хостам?». Два разных вопроса, которые могут поставить в тупик. Ответом на первый будет — все адреса, включая адрес сети и широковещательный адрес, а на второй вопрос — все адреса, кроме адреса сети и широковещательного адреса.

Теперь углубимся в изучении маски.

Я записал адрес класса C 192.168.1.1 с маской 255.255.255.0 в десятичном и двоичном формате. Обратите внимание на то, как выглядит IP-адрес и маска в двоичном формате. Если в IP-адресе 0 и 1 чередуются, то в маске сначала идут 1, а потом 0. Эти биты фиксируют адрес сети и задают размер. По таблице выше можно сделать вывод, что в двоичном виде маска представлена последовательностью 24 единиц подряд. Это говорит о том, что целых 3 октета выделено под сеть, а 4 октет свободен под адресацию для хостов. Здесь ничего необычного. Это стандартная маска класса C.

Но вот в чем загвоздка. Например, в вашем офисе 100 компьютеров, и расширяться вы не планируете. Зачем плодить сеть из 250+ адресов, которые вам не нужны?! На помощь приходит разделение на подсети. Это очень удобная вещь. Объясню принцип на примере того же класса C. Как бы вы не хотели, но трогать 3 октета нельзя. Они фиксированы. Но вот 4 октет свободен под хосты, поэтому его можно трогать. Заимствуя биты из хостового куска, вы дробите сеть на n-ое количество подсетей и, соответственно, уменьшаете в ней количество адресов для хостов.

Попробуем это воплотить в реальность. Меняю маску. Заимствую первый бит из хостовой части(то есть 1-ый бит 4-ого октета выставляю в единицу). Получается следующая маска.

Данная маска делит сеть на 2 части. Если до дробления у сети было 256 адресов(от 0 до 255), то после дробления у каждого куска будет по 128 адресов(от 0 до 127 и от 128 до 255).
Теперь посмотрю, что изменится в целом с адресами.

Красным цветом я показал те биты, которые зафиксированы и не могут изменяться. То есть маска ей задает границу. Соответственно биты помеченные черным цветом определены для адресации хостов. Теперь вычислю эту границу. Чтобы определить начало, надо все свободные биты(помеченные черным цветом) обратить в ноль, а для определения конца обратить в единицы. Приступаю.

То есть в четвертом октете меняются все биты, кроме первого. Он жестко фиксирован в рамках этой сети.

Теперь посмотрим на вторую половину сети и вычислим ее адреса. Деление у нас производилось заимствованием первого бита в 4-ом октете, значит он является делителем. Первая половина сети получалась, когда этот бит принимал значение 0, а значит вторая сеть образуется, когда этот бит примет значение 1. Обращаю этот бит в 1 и посмотрю на границы.

Приведу в десятичный вид.

Соответственно .128 и .255 назначать хостам нельзя. Значит в доступности 128-2=126 адресов.
Вот таким образом можно при помощи маски управлять размером сети. Каждый заимствованный бит делит сеть на 2 части. Если откусить 1 бит от хостовой части, то поделим на 2 части (по 128 адресов), 2 бита = 4 части (по 64 адреса), 3 бита = 8 (по 32 адреса) и так далее.

Если вы рассчитали количество бит, отдаваемые под хосты, то количество доступных IP-адресов можно вычислить по формуле

В книге У. Одома по подготовке к CCNA R&S приведена хорошая формула для расчета битов, отдаваемых на подсеть и хосты:

N + S + H = 32, где N — кол-во битов сети (класс A — 8 бит, B — 16 бит, C — 24 бита), S — кол-во заимствованных битов на подсеть (это то, что мы делали выше, когда заимствовали 1 бит из хостовой части), H — кол-во бит отводимых хостам.

Внесу ясность и объясню, как и где применять эти формулы.

Возьмем пример:

Нам выдали сеть 172.16.0.0 и попросили создать 120 подсетей со 180 хостами и записать маску. Приступим.

В качестве шпаргалки, и для быстроты вычисления, я ниже подготовил таблицу степеней двойки.

Двигаемся дальше. Первое главное условие, при использовании классовой адресации — это то, что должна использоваться одна маска для всех подсетей. То есть, если у вас для одной подсети маска 255.255.255.0, то для другой подсети она не может быть 255.255.255.128.

Теперь смотрим на выданную сеть. Путем логических размышлений понимаем, что это адрес класса B. А значит его N (кол-во битов сети) = 16. Ок. Значит на хосты выделено тоже 16 бит. Вспоминаем условия задачи. Нужно создать 120 подсетей. «Откусывать» биты от сетевой части запрещено, значит кусаем от хостовой части.

Теперь нужно взять такое кол-во бит, чтобы хватило для 120 подсетей, однако оставляло достаточное кол-во под биты для хоста. Смотрим на таблицу выше. Если взять 7 бит, то получим 128. 128>120, следовательно попадаем под условие. Если возьмем 6 бит, то получим 64. 64<128, поэтому не попадаем под условие и отбрасываем этот вариант.

Ок. Выяснили, что S надо выделить не меньше 7 бит. Теперь посмотрим, что осталось под хосты.
Если N + S + H = 32 => H = 32 — (N + S) => H = 32 — (16 + 7) = 9. Смотрим на таблицу выше (или возводим 2 в 9 степень в уме) и получаем число 512. Отнимаем 2 (адрес сети и широковещательный адрес) и получаем 510 адресов. Нам нужно 180, а значит под условие мы попадаем причем с большим запасом. В таких случаях вам предоставляется право выбора. Сделать больше подсетей или хостов на подсеть. Объясняю, что это значит. У нас есть 9 бит на хосты. Если мы возьмем 8 бит, то получим число 256. 256 — 2 = 254 адреса. Этот вариант нам тоже подходит. Возьмем 7 бит. Получаем 128. Даже не отнимая 2 адреса, становится понятно, что это меньше 180 => данный вариант отбрасывается сразу. Итого получаем, что минимальное количество для подсети — 7 бит, а для хостов — 8 бит. Поэтому свободный бит можно отдать либо на подсеть, либо на хосты. Маска получается сложением N и S. В нашем случае получаем, если под подсеть отдаем 7 бит, то получаем 23. В десятичном виде маска будет выглядеть 255.255.254.0. А если отдадим под подсеть 8 бит, то получим 24 (или в десятичном виде 255.255.255.0). Иногда бывает, что под задачу существует всего одна маска. Ну и, конечно, могут быть случаи, когда маска не попадает не под какие условия. В этих случаях нужно брать сеть другого класса или доказывать заказчику, что это невозможно.

Думаю теперь понятно, как работала классовая адресация, и как ее рассчитывали. Возможно с первого раза голова не переварит этого, поэтому перечитывайте еще раз и повнимательнее. Как только начнет что-то проясняться, потренируйтесь на задачках, которые я оставлю.

Задача №2

1) Записать маску для проекта: сеть 172.16.0.0. 250 подсетей и 220 хостов.
2) Записать маску для проекта: сеть 10.0.0.0. 2000 подсетей и 1500 хостов.
3) Записать маску для проекта: сеть 192.168.0.0. 4 подсети и 60 хостов.

На этом разговор про классовые сети начну закруглять и подведу итоги. Классовая адресация — это зарождение сегодняшнего интернета, и именно с нее все началось. Поэтому плюсов у нее много, и за это создателям спасибо. Но, как вы могли заметить, у нее было жесткая привязка к одной маске. За счет этого IP-адреса использовались не экономно и расточительно. А в связи с бурным ростом Интернета адресов стало не хватать, и срочно нужно было вносить изменения.

Поняли ведущие умы, что использовать классовые сети не удобно и нужно от них отказываться. Это привело к созданию бесклассовой адресации и маскам переменной длины, о чем мы ниже поговорим. Но перед этим пару слов о видах IP-адресов. Несмотря на то, что переход от классовой адресации к бесклассовой предполагал экономию IP-адресов, на деле эта проблема все равно решалась не полностью. Все упиралось в саму технологию IPv4. Объясню почему. Выше я говорил, что длина IP адреса равна 32 бита. Каждый бит может принимать значение 0 или 1, то есть два значения. Соответственно, чтобы вычислить все комбинации, надо возвести 2 в 32-ую степень. Получаем 4294967296 адресов. Если вычесть отсюда зарезервированные для специальных нужд и прочего, то останется примерно 4.2 млрд. адресов, когда на Земле проживает около 7.3 млрд. человек. Поэтому ведущие умы быстро просекли эту фишку и начали искать решение. Они решили выделить некое адресное пространство, которое будет использоваться только в пределах локальной сети и не будет использоваться в Интернете. Это разделило адреса на 2 лагеря: белые или публичные (англ. public) и серые или частные (англ. private).

Привожу диапазон адресов, которые выделены под локальные сети:

1) 10.0.0.0 — 10.255.255.255 с маской 255.0.0.0 (или кратко 10/8).
2) 172.16.0.0 — 172.31.255.255 с маской 255.240.0.0 (или кратко 172.16/12).
3) 192.168.0.0 — 192.168.255.255 (или кратко 192.168/16).

Если честно, я мало где видел применение адресации 172.16.X.X. Обычно в корпоративной среде всегда используется 10.X.X.X, а в домах/квартирах и мелких офисах 192.168.X.X.

Теперь прошу обратить внимание на очень важную вещь, которую многие путают. Не путайте классовую адресацию и диапазон частных адресов. Очень много людей наступают на эти грабли и свято верят, что диапазон частных адресов 10.0.0.0 — 10.255.255.255 — это диапазон A класса.
Разобрались, что такое частные адреса или private адреса. Но это еще не все. Есть еще список зарезервированных адресов, которые не могут светиться в Интернете. По ним написана целая документация на IETF. Привожу ссылку, где можете прочитать оригинал. Я кратко опишу часто встречающиеся.

1) 0.0.0.0/8 — диапазон адресов, используемый хостами для самоидентификации. Обычно это можно увидеть, когда хост пытается получить IP-адрес от DHCP сервера. Так как изначально у него нету IP-адреса, то в поле источника он вставляет адрес из данного диапазона.

2) 127.0.0.0/8 — loopback или localhost адреса. Это IP-адреса, используемые компьютером, чтобы обратиться к самому себе. Очень полезно для проверки работы TCP/IP. Дело в том, что независимо от наличия соединения с Интернетом или локальной сетью, адреса из этого пула должны всегда пинговаться. Если этого не происходит, значит система накрылась или накрывается медным тазом.

3) 169.254.0.0/16 — link-local address или локальные адреса. Автоматически используются хостами при отсутствии DHCP-сервера или его недоступности. Это позволяет быстро организовать локальную сеть и проверить работу узлов. Однако данный пул адресов не маршрутизируется. Следовательно, выйти в Интернет с них не получится.

4) 224.0.0.0/4 — блок адресов, зарезервированный под многоадресную рассылку или multicast. Для тех, кто хочет побольше узнать про multicast, оставляю ссылку.

Бесклассовая адресация (англ. Classless Inter-Domain Routing или CIDR). Описана была в стандарте RFC1519 в 1993 году. Она отказалась от классовых рамок и фиксированной маски. Адреса делятся только на публичные и зарезервированные, о которых написано выше. Если в классовой адресации маска нарезалась единой для всех подсетей, то в бесклассовой — у каждой подсети может быть своя маска. На теории все хорошо и красиво, но нет ничего лучше, чем практика. Поэтому перехожу к ней и объясню, как можно делить на подсети с разным количеством хостов.

В качестве шпаргалки приведу список всех возможных масок.

Представим ситуацию. Вам выдали сеть 192.168.1.0/24 и поставили следующие условия:

1) Подсеть на 10 адресов для гостей.
2) Подсеть на 42 адреса для сотрудников.
3) Подсеть на 2 адреса для соединения 2 маршрутизаторов.
4) Подсеть на 26 адресов для филиала.

Ок. Данная маска показывает, что в нашем распоряжении находятся 256 адресов. По условию эту сеть надо каким-то образом разделить на 4 подсети. Давайте попробуем. 256 очень хорошо делится на 4, давая в ответе 64. Значит один большой блок в 256 адресов можно поделить на 4 равных блока по 64 адреса в каждом. И все было бы прекрасно, но это порождает большое число пустых адресов. Для сотрудников, которым нужно 42 адреса, ладно, может в дальнейшем компания еще наймет. Но вот подсеть для маршрутизаторов, которая требует всего 2 адреса, оставит 60 пустых адресов. Да, вы можете сказать, что это private адреса, и кому дело до них. А теперь представьте, что это публичные адреса, которые маршрутизируются в Интернете. Их и так мало, а тут мы еще будем их отбрасывать. Это не дело, тем более, когда мы можем гибко управлять адресным пространством. Поэтому возвращаемся к примеру и нарежем подсети так, как нам нужно.

Итак, какие подсети должны быть нарезаны, чтобы вместились все адреса, заданные по условию?!

1) Для 10 хостов, наименьшей подсетью будет блок из 16 адресов.
2) Для 42 хостов, наименьшей подсетью будет блок из 64 адресов.
3) Для 2 хостов, наименьшей подсетью будет блок из 4 адресов.
4) Для 26 хостов, наименьшей подсетью будет блок из 32 адресов.

Я понимаю, что не все могут с первого раза в это вникнуть, и в этом нет ничего страшного. Все люди разные и по-разному воспринимают информацию. Для полноты эффекта покажу деление на картинке.

Вот у нас блок, состоящий из 256 адресов.

После деления на 4 части получается следующая картинка.

Выше мы выяснили, что при таком раскладе адреса используются не рационально. Теперь обратите внимание, как стало выглядеть адресное пространство после нарезки подсетей разной длины.

Как видите, в свободном доступе осталось куча адресов, которые мы в дальнейшем сможем использовать. Можно посчитать точную цифру. 256 — (64 + 32 + 16 + 4) = 140 адресов.

Вот столько адресов мы сэкономили. Двигаемся дальше и ответим на следующие вопросы:

— Какими будут сетевые и широковещательные адреса?
— Какие адреса можно будет назначить хостам?
— Как буду выглядеть маски?

Механизм деления на подсети с разной маской получил название VLSM (от англ. Variable Length Subnet Mask) или маска подсети переменной длины. Дам важный совет! Начинайте адресацию с самой большой подсети. Иначе вы можете попасть на то, что адреса начнут перекрываться. Поэтому сначала планируйте сеть на бумаге. Нарисуйте ее, изобразите в виде фигур, просчитайте вручную или на калькуляторе и только потом переходите настройке в боевых условиях.

Итак, самая большая подсеть состоит из 64 адресов. С нее и начнем. Первый пул адресов будет следующий:

Адрес подсети — 192.168.1.0.
Широковещательный адрес — 192.168.1.63.
Пул адресов для назначения хостам от 192.168.1.1 до 192.168.1.62.
Теперь выбор маски. Тут все просто. Отнимаем от целой сети нужный кусок и полученное число записываем в октет маски. То есть 256 — 64 = 192 => маска 255.255.255.192 или /26.

Дальше идет подсеть поменьше. Состоит она из 32 адресов. Если первая заканчивалась на .63, то эта будет начинаться с .64:

Адрес подсети — 192.168.1.64.
Широковещательный адрес — 192.168.1.95.
Пул адресов для назначения хостам будет от 192.168.1.65 до 192.168.1.94.
Маска: 256 — 32 = 224 => 255.255.255.224 или /27.

3-я подсеть, которая предназначена для филиала, начнет старт с .96:

Адрес подсети — 192.168.1.96.
Широковещательный адрес — 192.168.1.111.
Пул адресов для назначения хостам будет от 192.168.1.97 до 192.168.1.110.
Маска: 256 — 16 = 240 => 255.255.255.240 или /28.

Ну и для последней подсети, которая уйдет под интерфейсы, соединяющие роутеры, будет начинаться с .112:

Адрес подсети — 192.168.1.112.
Широковещательный адрес — 192.168.1.115.
Разрешенными адресами будут 192.168.1.113 и 192.168.1.114.
Маска: 256 — 4 = 252 => 255.255.255.252 или /30.

Замечу, что адрес 192.168.1.115 является последним используемым адресом. Начиная с 192.168.1.116 и до .255 свободны.

Вот таким образом, при помощи VLSM или масок переменной длины, мы экономно создали 4 подсети с нужным количеством адресов в каждой. Думаю это стоит закрепить задачкой для самостоятельного решения.

Задача №3

Разделите сеть 192.168.1.0/24 на 3 разные подсети. Найдите и запишите в каждой подсети ее адреса, широковещательный адрес, пул разрешенных к выдаче адресов и маску. Указываю требуемые размеры подсетей:

1) Подсеть на 120 адресов.
2) Подсеть на 12 адресов.
3) Подсеть на 5 адресов.

Теперь, когда вы знаете, как делить сети на подсети, самое время научиться собирать подсети в одну общую подсеть. Иначе это называется суммированием или summarization. Суммирование чаще всего используется в маршрутизации. Когда у вас в таблице маршрутизатора несколько соседних подсетей, маршрутизация которых проходит через один и тот же интерфейс или адрес. Скорее всего этот процесс лучше объяснять при разборе маршрутизации, но учитывая то, что тема маршрутизации и так большая, то я объясню процесс суммирования в этой статье. Тем более, что суммирование это сплошная математика, а в этой статье мы ею и занимаемся. Ну что же, приступлю.

Представим, что у меня компания состоящая из главного здания и корпусов. Я работаю в главном здании, а в корпусах коллеги. Хоть у меня и главное здание, но в нем всего 4 подсети:

— 192.168.0.0/24
— 192.168.1.0/24
— 192.168.2.0/24
— 192.168.3.0/24

Тут коллеги с соседнего здания очухались и поняли, что у них слетела конфигурация на маршрутизаторе, а бекапов нет. Наизусть они не помнят, какие в главном здании подсети, но помнят, что они находятся рядом друг с другом, и просят прислать одну суммированную. Теперь у меня возникает задача, как их суммировать. Для начала я переведу все подсети в двоичный вид.

Посмотрите внимательно на таблицу. Как видите, у 4 подсетей первые 22 бита одинаковые. Соответственно, если я возьму 192.168.0.0 с маской /22 или 255.255.252.0, то покрою свои 4 подсети. Но обратите внимание на 5 подсеть, которую я специально ввел. Это подсеть 192.168.4.0. 22-ой бит у нее отличается от предыдущих 4-х, а значит выше выбранное не покроет эту подсеть.
Ок. Теперь я отправлю коллегам суммированную подсеть, и, если они все правильно пропишут, то маршрутизация до моих подсетей будет работать без проблем.

Возьмем тот же пример и немного изменим условия. Нас попросили прислать суммарный маршрут для подсетей 192.168.0.0 и 192.168.1.0. Я не поленюсь и создам еще одну таблицу.

Обратите внимание, что у 2 первых подсетей одинаковые не 22 бита, а 23 бита. Это значит, что их можно просуммировать еще компактнее. В принципе работать будет и так, и так. Но как говорилось в одной рекламе: «Если нет разницы — зачем платить больше?». Поэтому старайтесь суммировать, не задевая при этом соседние подсети.

Таким образом, переводя подсети в двоичный формат и находя одинаковые биты, можно их суммировать.

Вообще суммирование полезно применять, когда надо объединить несколько подсетей, расположенных вблизи друг с другом. Это позволит сэкономить ресурсы маршрутизаторов. Однако это не всегда возможно. Просуммировать, например, подсеть 192.168.1.0 и 192.168.15.0, не захватив при этом соседние подсети, невозможно. Поэтому перед суммированием стоит подумать над ее целесообразностью. Поэтому повторюсь еще раз, что начинать какую-либо революцию надо на бумажке. Ну и для закрепления материала оставлю небольшую задачу.

Задача №4

Даны 4 подсети:

1) 10.3.128.0
2) 10.3.129.0
3) 10.3.130.0
4) 10.3.131.0

Просуммируйте подсети и найдите маску, которая сможет покрыть их, не задевая при этом соседние подсети.

Пришло время закругляться. Статья получилась не очень длинной. Я бы даже сказал наоборот. Но все, что требует знать Cisco про IPv4, мы рассмотрели. Самое главное, что требуется от вас — это научиться работать с адресами и масками и уметь конвертировать их из десятичной в двоичную и обратно. Ну и, конечно, правильно делить на подсети и распределять адресное пространство. Спасибо, что дочитали. А если еще и задачки все сами прорешали, то цены вам нет) А если еще не прорешали, то приятного времяпровождения.

As a developer or network engineer, you may need to occasionally look up subnet mask values and figure out what they mean.

To make your life easier, the freeCodeCamp community has made this simple cheat sheet. Just scroll or use Ctrl/Cmd + f to find the value you’re looking for.

Here are the charts, followed by some explanations of what they mean.

CIDR	Subnet mask	Wildcard mask	# of IP addresses	# of usable IP addresses
/32	255.255.255.255	0.0.0.0	1	1
/31	255.255.255.254	0.0.0.1	2	2*
/30	255.255.255.252	0.0.0.3	4	2
/29	255.255.255.248	0.0.0.7	8	6
/28	255.255.255.240	0.0.0.15	16	14
/27	255.255.255.224	0.0.0.31	32	30
/26	255.255.255.192	0.0.0.63	64	62
/25	255.255.255.128	0.0.0.127	128	126
/24	255.255.255.0	0.0.0.255	256	254
/23	255.255.254.0	0.0.1.255	512	510
/22	255.255.252.0	0.0.3.255	1,024	1,022
/21	255.255.248.0	0.0.7.255	2,048	2,046
/20	255.255.240.0	0.0.15.255	4,096	4,094
/19	255.255.224.0	0.0.31.255	8,192	8,190
/18	255.255.192.0	0.0.63.255	16,384	16,382
/17	255.255.128.0	0.0.127.255	32,768	32,766
/16	255.255.0.0	0.0.255.255	65,536	65,534
/15	255.254.0.0	0.1.255.255	131,072	131,070
/14	255.252.0.0	0.3.255.255	262,144	262,142
/13	255.248.0.0	0.7.255.255	524,288	524,286
/12	255.240.0.0	0.15.255.255	1,048,576	1,048,574
/11	255.224.0.0	0.31.255.255	2,097,152	2,097,150
/10	255.192.0.0	0.63.255.255	4,194,304	4,194,302
/9	255.128.0.0	0.127.255.255	8,388,608	8,388,606
/8	255.0.0.0	0.255.255.255	16,777,216	16,777,214
/7	254.0.0.0	1.255.255.255	33,554,432	33,554,430
/6	252.0.0.0	3.255.255.255	67,108,864	67,108,862
/5	248.0.0.0	7.255.255.255	134,217,728	134,217,726
/4	240.0.0.0	15.255.255.255	268,435,456	268,435,454
/3	224.0.0.0	31.255.255.255	536,870,912	536,870,910
/2	192.0.0.0	63.255.255.255	1,073,741,824	1,073,741,822
/1	128.0.0.0	127.255.255.255	2,147,483,648	2,147,483,646
/0	0.0.0.0	255.255.255.255	4,294,967,296	4,294,967,294

* /31 is a special case detailed in RFC 3021 where networks with this type of subnet mask can assign two IP addresses as a point-to-point link.

And here’s a table of the decimal to binary conversions for subnet mask and wildcard octets:

	Subnet Mask		Wildcard
0	00000000	255	11111111
128	10000000	127	01111111
192	11000000	63	00111111
224	11100000	31	00011111
240	11110000	15	00001111
248	11111000	7	00000111
252	11111100	3	00000011
254	11111110	1	00000001
255	11111111	0	00000000

Note that the wildcard is just the inverse of the subnet mask.

If you are new to network engineering, you can get a better idea of how computer networks work here.

Finally, this cheat sheet and the rest of the article is focused on IPv4 addresses, not the newer IPv6 protocol. If you’d like to learn more about IPv6, check out the article on computer networks above.

How Do IP Address Blocks Work?

IPv4 addresses like 192.168.0.1 are really just decimal representations of four binary blocks.

Each block is 8 bits, and represents numbers from 0-255. Because the blocks are groups of 8 bits, each block is known as an octet. And since there are four blocks of 8 bits, every IPv4 address is 32 bits.

For example, here’s what the IP address 172.16.254.1 looks like in binary:

To convert an IP address between its decimal and binary forms, you can use this chart:

128	64	32	16	8	4	2	1
x	x	x	x	x	x	x	x

The chart above represents one 8 bit octive.

Now lets say you want to convert the IP address 168.210.225.206. All you need to do is break the address into four blocks (168, 210, 225, and 206), and convert each into binary using the chart above.

Remember that in binary, 1 is the equivalent to «on» and 0 is «off». So to convert the first block, 168, into binary, just start from the beginning of the chart and place a 1 or 0 in that cell until you get a sum of 168.

For example:

128	64	32	16	8	4	2	1
1	0	1	0	1	0	0	0

128 + 32 + 8 = 168, which in binary is 10101000.

If you do this for the rest of the blocks, you’d get 10101000.11010010.11100001.11001110.

What is Subnetting?

If you look at the table above, it can seem like the number of IP addresses is practically unlimited. After all, there are almost 4.2 billion possible IPv4 addresses available.

But if you think about how much the internet has grown, and how many more devices are connected these days, it might not surprise you to hear that there’s already a shortage of IPv4 addresses.

Because the shortage was recognized years ago, developers came up with a way to split up an IP address into smaller networks called subnets.

This process, called subnetting, uses the host section of the IP address to break it down into those smaller networks or subnets.

Generally, an IP address is made up of network bits and host bits:

So generally, subnetting does two things: it gives us a way to break up networks into subnets, and allows devices to determine whether another device/IP address is on the same local network or not.

A good way to think about subnetting is to picture your wireless network at home.

Without subnetting, every internet connected device would need its own unique IP address.

But since you have a wireless router, you just need one IP address for your router. This public or external IP address is usually handled automatically, and is assigned by your internet service provider (ISP).

Then every device connected to that router has its own private or internal IP address:

Now if your device with the internal IP address 192.168.1.101 wants to communicate with another device, it’ll use the IP address of the other device and the subnet mask.

The combination of the IP addresses and subnet mask allows the device at 192.168.1.101 to figure out if the other device is on the same network (like the device at 192.168.1.103), or on a completely different network somewhere else online.

Interestingly, the external IP address assigned to your router by your ISP is probably part of a subnet, which might include many other IP addresses for nearby homes or businesses. And just like internal IP addresses, it also needs a subnet mask to work.

How Subnet Masks Work

Subnet masks function as a sort of filter for an IP address. With a subnet mask, devices can look at an IP address, and figure out which parts are the network bits and which are the host bits.

Then using those things, it can figure out the best way for those devices to communicate.

If you’ve poked around the network settings on your router or computer, you’ve likely seen this number: 255.255.255.0.

If so, you’ve seen a very common subnet mask for simple home networks.

Like IPv4 addresses, subnet masks are 32 bits. And just like converting an IP address into binary, you can do the same thing with a subnet mask.

For example, here’s our chart from earlier:

128	64	32	16	8	4	2	1
x	x	x	x	x	x	x	x

Now let’s convert the first octet, 255:

128	64	32	16	8	4	2	1
1	1	1	1	1	1	1	1

Pretty simple, right? So any octet that’s 255 is just 11111111 in binary. This means that 255.255.255.0 is really 11111111.11111111.11111111.00000000 in binary.

Now let’s look at a subnet mask and IP address together and calculate which parts of the IP address are the network bits and host bits.

Here are the two in both decimal and binary:

Type	Decimal	Binary
IP address	192.168.0.101	11000000.10101000.00000000.01100101
Subnet mask	255.255.255.0	11111111.11111111.11111111.00000000

With the two laid out like this, it’s easy to separate 192.168.0.101 into network bits and host bits.

Whenever a bit in a binary subnet mask is 1, then the same bit in a binary IP address is part of the network, not the host.

Since the octet 255 is 11111111 in binary, that whole octet in the IP address is part of the network. So the first three octets, 192.168.0, is the network portion of the IP address, and 101 is the host portion.

In other words, if the device at 192.168.0.101 wants to communicate with another device, using the subnet mask it knows that anything with the IP address 192.168.0.xxx is on the same local network.

Another way to express this is with a network ID, which is just the network portion of the IP address. So the network ID of the address 192.168.0.101 with a subnet mask of 255.255.255.0 is 192.168.0.0.

And it’s the same for the other devices on the local network (192.168.0.102, 192.168.0.103, and so on).

What Does CIDR Mean and What is CIDR Notation?

CIDR stands for Classless Inter-Domain Routing, and is used in IPv4, and more recently, IPv6 routing.

CIDR was introduced in 1993 as a way to slow the usage of IPv4 addresses, which were quickly being exhausted under the older Classful IP addressing system that the internet was first built on.

CIDR encompasses a couple of major concepts.

The first is Variable Length Submasking (VLSM), which basically allowed network engineers to create subnets within subnets. And those subnets could be different sizes, so there would be fewer unused IP addresses.

The second major concept CIDR introduced is CIDR notation.

CIDR notation is really just shorthand for the subnet mask, and represents the number of bits available to the IP address. For instance, the /24 in 192.168.0.101/24 is equivalent to the IP address 192.168.0.101 and the subnet mask 255.255.255.0.

How to Calculate CIDR Noation

To figure out the CIDR notation for a given subnet mask, all you need to do is convert the subnet mask into binary, then count the number of ones or «on» digits. For example:

Type	Decimal	Binary
Subnet mask	255.255.255.0	11111111.11111111.11111111.00000000

Because there’s three octets of ones, there are 24 «on» bits meaning that the CIDR notation is /24.

You can write it either way, but I’m sure you’ll agree that /24 is a whole lot easier to write than 255.255.255.0.

This is usually done with an IP address, so let’s take a look at the same subnet mask with an IP address:

Type	Decimal	Binary
IP address	192.168.0.101	11000000.10101000.00000000.01100101
Subnet mask	255.255.255.0	11111111.11111111.11111111.00000000

The first three octets of the subnet mask are all «on» bits, so that means that the same three octets in the IP address are all network bits.

Let’s take a look at the last forth octet in a bit more detail:

Type	Decimal	Binary
IP address	101	01100101
Subnet mask	0	00000000

In this case, because all the bits for this octet in the subnet mask are «off», we can be certain that all of the corresponding bits for this octet in the IP address are part of the host.

When you write CIDR notation it’s usually done with the network ID. So the CIDR notation of the IP address 192.168.0.101 with a subnet mask of 255.255.255.0 is 192.168.0.0/24.

To see more examples of how to calculate the CIDR notation and network ID for a given IP address and subnet mask, check out this video:

Classful IP Addressing

Now that we’ve gone over some basic examples of subnetting and CIDR, let’s zoom out and look at what’s known as Classful IP addressing.

Back before subnetting was developed, all IP addresses fell into a particular class:

Note that there are class D and E IP addresses, but we’ll go into these in more detail a bit later.

Classful IP addresses gave network engineers a way to provide different organizations with a range of valid IP addresses.

There were a lot of issues with this approach that eventually lead to subnetting. But before we get into those, let’s take a closer look at the different classes.

Class A IP Addresses

For Class A IP addresses,  the first octet (8 bits / 1 byte) represent the network ID, and the remaining three octets (24 bits / 3 bytes) are the host ID.

Class A IP addresses range from 1.0.0.0 to 127.255.255.255, with a default mask of 255.0.0.0 (or /8 in CIDR).

This means that Class A addressing can have a total of 128 (2⁷) networks and 16,777,214 (2²⁴-2) usable addresses per network.

Also, note that the range 127.0.0.0 to 127.255.255.255 within the Class A range is reserved for host loopback address (see RFC5735).

Class B IP Addresses

For Class B IP addresses, the first two octets (16 bits / 2 bytes) represent the network ID and the remaining two octets (16 bits / 2 bytes) are the host ID.

Class B IP addresses range from 128.0.0.0 to 191.255.255.255, with a default subnet mask of 255.255.0.0 (or /16 in CIDR).

Class B addressing can have 16,384 (2¹⁴) network addresses and 65,534 (2¹⁶) usable addresses per network.

Class C IP Addresses

For Class C IP addresses, the first three octets (24 bits / 3 bytes) represent the network ID and the last octet (8 bits / 1 bytes) is the host ID.

Class C IP Addresses range from 192.0.0.0 to 223.255.255.255, with a default subnet mask of 255.255.255.0 (or /24 in CIDR).

Class C translates to 2,097,152 (2²¹) networks and 254 (2⁸-2) usable addresses per network.

Class D and Class E IP Addresses

The last two classes are Class D and Class E.

Class D IP addresses are reserved for multicasts. They occupy the range from 224.0.0.0 through 239.255.255.255.

Class E IP addresses are experimental, and are anything over 240.0.0.0.

The Issue with Classful IP Addresses

The main issue with classful IP addresses is that it wasn’t efficient, and could lead to a lot of wasted IP addresses.

For example, imagine that you’re part of a large organization back then. Your company has 1,000 employees, meaning that it would fall into class B.

But if you look above, you’ll see that a class B network can support up to 65,534 usable addresses. That’s way more than your organization would likely need, even if each employee had multiple devices with a unique address.

And there was no way your organization could fall back to class C – there just wouldn’t be enough usable IP addresses.

So while classful IP addresses were used around the time IPv4 addresses became widespread, it quickly became clear that a better system would be necessary to ensure we wouldn’t use up all of the ~4.2 billion usable addresses.

Classful IP addresses haven’t been used since they were replaced by CIDR in 1993, and are mostly studied to understand early internet architecture, and why subnetting is important.

I hope this cheat sheet has been a helpful reference for you

If you found this helpful, please share it with your friends so more people can benefit from it.

Also, feel free to reach out on Twitter and let me know what you think.

---

---

Learn to code for free. freeCodeCamp’s open source curriculum has helped more than 40,000 people get jobs as developers. Get started

As a developer or network engineer, you may need to occasionally look up subnet mask values and figure out what they mean.

To make your life easier, the freeCodeCamp community has made this simple cheat sheet. Just scroll or use Ctrl/Cmd + f to find the value you’re looking for.

Here are the charts, followed by some explanations of what they mean.

CIDR	Subnet mask	Wildcard mask	# of IP addresses	# of usable IP addresses
/32	255.255.255.255	0.0.0.0	1	1
/31	255.255.255.254	0.0.0.1	2	2*
/30	255.255.255.252	0.0.0.3	4	2
/29	255.255.255.248	0.0.0.7	8	6
/28	255.255.255.240	0.0.0.15	16	14
/27	255.255.255.224	0.0.0.31	32	30
/26	255.255.255.192	0.0.0.63	64	62
/25	255.255.255.128	0.0.0.127	128	126
/24	255.255.255.0	0.0.0.255	256	254
/23	255.255.254.0	0.0.1.255	512	510
/22	255.255.252.0	0.0.3.255	1,024	1,022
/21	255.255.248.0	0.0.7.255	2,048	2,046
/20	255.255.240.0	0.0.15.255	4,096	4,094
/19	255.255.224.0	0.0.31.255	8,192	8,190
/18	255.255.192.0	0.0.63.255	16,384	16,382
/17	255.255.128.0	0.0.127.255	32,768	32,766
/16	255.255.0.0	0.0.255.255	65,536	65,534
/15	255.254.0.0	0.1.255.255	131,072	131,070
/14	255.252.0.0	0.3.255.255	262,144	262,142
/13	255.248.0.0	0.7.255.255	524,288	524,286
/12	255.240.0.0	0.15.255.255	1,048,576	1,048,574
/11	255.224.0.0	0.31.255.255	2,097,152	2,097,150
/10	255.192.0.0	0.63.255.255	4,194,304	4,194,302
/9	255.128.0.0	0.127.255.255	8,388,608	8,388,606
/8	255.0.0.0	0.255.255.255	16,777,216	16,777,214
/7	254.0.0.0	1.255.255.255	33,554,432	33,554,430
/6	252.0.0.0	3.255.255.255	67,108,864	67,108,862
/5	248.0.0.0	7.255.255.255	134,217,728	134,217,726
/4	240.0.0.0	15.255.255.255	268,435,456	268,435,454
/3	224.0.0.0	31.255.255.255	536,870,912	536,870,910
/2	192.0.0.0	63.255.255.255	1,073,741,824	1,073,741,822
/1	128.0.0.0	127.255.255.255	2,147,483,648	2,147,483,646
/0	0.0.0.0	255.255.255.255	4,294,967,296	4,294,967,294

* /31 is a special case detailed in RFC 3021 where networks with this type of subnet mask can assign two IP addresses as a point-to-point link.

And here’s a table of the decimal to binary conversions for subnet mask and wildcard octets:

	Subnet Mask		Wildcard
0	00000000	255	11111111
128	10000000	127	01111111
192	11000000	63	00111111
224	11100000	31	00011111
240	11110000	15	00001111
248	11111000	7	00000111
252	11111100	3	00000011
254	11111110	1	00000001
255	11111111	0	00000000

Note that the wildcard is just the inverse of the subnet mask.

If you are new to network engineering, you can get a better idea of how computer networks work here.

Finally, this cheat sheet and the rest of the article is focused on IPv4 addresses, not the newer IPv6 protocol. If you’d like to learn more about IPv6, check out the article on computer networks above.

How Do IP Address Blocks Work?

IPv4 addresses like 192.168.0.1 are really just decimal representations of four binary blocks.

Each block is 8 bits, and represents numbers from 0-255. Because the blocks are groups of 8 bits, each block is known as an octet. And since there are four blocks of 8 bits, every IPv4 address is 32 bits.

For example, here’s what the IP address 172.16.254.1 looks like in binary:

To convert an IP address between its decimal and binary forms, you can use this chart:

128	64	32	16	8	4	2	1
x	x	x	x	x	x	x	x

The chart above represents one 8 bit octive.

Now lets say you want to convert the IP address 168.210.225.206. All you need to do is break the address into four blocks (168, 210, 225, and 206), and convert each into binary using the chart above.

Remember that in binary, 1 is the equivalent to «on» and 0 is «off». So to convert the first block, 168, into binary, just start from the beginning of the chart and place a 1 or 0 in that cell until you get a sum of 168.

For example:

128	64	32	16	8	4	2	1
1	0	1	0	1	0	0	0

128 + 32 + 8 = 168, which in binary is 10101000.

If you do this for the rest of the blocks, you’d get 10101000.11010010.11100001.11001110.

What is Subnetting?

If you look at the table above, it can seem like the number of IP addresses is practically unlimited. After all, there are almost 4.2 billion possible IPv4 addresses available.

But if you think about how much the internet has grown, and how many more devices are connected these days, it might not surprise you to hear that there’s already a shortage of IPv4 addresses.

Because the shortage was recognized years ago, developers came up with a way to split up an IP address into smaller networks called subnets.

This process, called subnetting, uses the host section of the IP address to break it down into those smaller networks or subnets.

Generally, an IP address is made up of network bits and host bits:

So generally, subnetting does two things: it gives us a way to break up networks into subnets, and allows devices to determine whether another device/IP address is on the same local network or not.

A good way to think about subnetting is to picture your wireless network at home.

Without subnetting, every internet connected device would need its own unique IP address.

But since you have a wireless router, you just need one IP address for your router. This public or external IP address is usually handled automatically, and is assigned by your internet service provider (ISP).

Then every device connected to that router has its own private or internal IP address:

Now if your device with the internal IP address 192.168.1.101 wants to communicate with another device, it’ll use the IP address of the other device and the subnet mask.

The combination of the IP addresses and subnet mask allows the device at 192.168.1.101 to figure out if the other device is on the same network (like the device at 192.168.1.103), or on a completely different network somewhere else online.

Interestingly, the external IP address assigned to your router by your ISP is probably part of a subnet, which might include many other IP addresses for nearby homes or businesses. And just like internal IP addresses, it also needs a subnet mask to work.

How Subnet Masks Work

Subnet masks function as a sort of filter for an IP address. With a subnet mask, devices can look at an IP address, and figure out which parts are the network bits and which are the host bits.

Then using those things, it can figure out the best way for those devices to communicate.

If you’ve poked around the network settings on your router or computer, you’ve likely seen this number: 255.255.255.0.

If so, you’ve seen a very common subnet mask for simple home networks.

Like IPv4 addresses, subnet masks are 32 bits. And just like converting an IP address into binary, you can do the same thing with a subnet mask.

For example, here’s our chart from earlier:

128	64	32	16	8	4	2	1
x	x	x	x	x	x	x	x

Now let’s convert the first octet, 255:

128	64	32	16	8	4	2	1
1	1	1	1	1	1	1	1

Pretty simple, right? So any octet that’s 255 is just 11111111 in binary. This means that 255.255.255.0 is really 11111111.11111111.11111111.00000000 in binary.

Now let’s look at a subnet mask and IP address together and calculate which parts of the IP address are the network bits and host bits.

Here are the two in both decimal and binary:

Type	Decimal	Binary
IP address	192.168.0.101	11000000.10101000.00000000.01100101
Subnet mask	255.255.255.0	11111111.11111111.11111111.00000000

With the two laid out like this, it’s easy to separate 192.168.0.101 into network bits and host bits.

Whenever a bit in a binary subnet mask is 1, then the same bit in a binary IP address is part of the network, not the host.

Since the octet 255 is 11111111 in binary, that whole octet in the IP address is part of the network. So the first three octets, 192.168.0, is the network portion of the IP address, and 101 is the host portion.

In other words, if the device at 192.168.0.101 wants to communicate with another device, using the subnet mask it knows that anything with the IP address 192.168.0.xxx is on the same local network.

Another way to express this is with a network ID, which is just the network portion of the IP address. So the network ID of the address 192.168.0.101 with a subnet mask of 255.255.255.0 is 192.168.0.0.

And it’s the same for the other devices on the local network (192.168.0.102, 192.168.0.103, and so on).

What Does CIDR Mean and What is CIDR Notation?

CIDR stands for Classless Inter-Domain Routing, and is used in IPv4, and more recently, IPv6 routing.

CIDR was introduced in 1993 as a way to slow the usage of IPv4 addresses, which were quickly being exhausted under the older Classful IP addressing system that the internet was first built on.

CIDR encompasses a couple of major concepts.

The first is Variable Length Submasking (VLSM), which basically allowed network engineers to create subnets within subnets. And those subnets could be different sizes, so there would be fewer unused IP addresses.

The second major concept CIDR introduced is CIDR notation.

CIDR notation is really just shorthand for the subnet mask, and represents the number of bits available to the IP address. For instance, the /24 in 192.168.0.101/24 is equivalent to the IP address 192.168.0.101 and the subnet mask 255.255.255.0.

How to Calculate CIDR Noation

To figure out the CIDR notation for a given subnet mask, all you need to do is convert the subnet mask into binary, then count the number of ones or «on» digits. For example:

Type	Decimal	Binary
Subnet mask	255.255.255.0	11111111.11111111.11111111.00000000

Because there’s three octets of ones, there are 24 «on» bits meaning that the CIDR notation is /24.

You can write it either way, but I’m sure you’ll agree that /24 is a whole lot easier to write than 255.255.255.0.

This is usually done with an IP address, so let’s take a look at the same subnet mask with an IP address:

Type	Decimal	Binary
IP address	192.168.0.101	11000000.10101000.00000000.01100101
Subnet mask	255.255.255.0	11111111.11111111.11111111.00000000

The first three octets of the subnet mask are all «on» bits, so that means that the same three octets in the IP address are all network bits.

Let’s take a look at the last forth octet in a bit more detail:

Type	Decimal	Binary
IP address	101	01100101
Subnet mask	0	00000000

In this case, because all the bits for this octet in the subnet mask are «off», we can be certain that all of the corresponding bits for this octet in the IP address are part of the host.

When you write CIDR notation it’s usually done with the network ID. So the CIDR notation of the IP address 192.168.0.101 with a subnet mask of 255.255.255.0 is 192.168.0.0/24.

To see more examples of how to calculate the CIDR notation and network ID for a given IP address and subnet mask, check out this video:

Classful IP Addressing

Now that we’ve gone over some basic examples of subnetting and CIDR, let’s zoom out and look at what’s known as Classful IP addressing.

Back before subnetting was developed, all IP addresses fell into a particular class:

Note that there are class D and E IP addresses, but we’ll go into these in more detail a bit later.

Classful IP addresses gave network engineers a way to provide different organizations with a range of valid IP addresses.

There were a lot of issues with this approach that eventually lead to subnetting. But before we get into those, let’s take a closer look at the different classes.

Class A IP Addresses

For Class A IP addresses,  the first octet (8 bits / 1 byte) represent the network ID, and the remaining three octets (24 bits / 3 bytes) are the host ID.

Class A IP addresses range from 1.0.0.0 to 127.255.255.255, with a default mask of 255.0.0.0 (or /8 in CIDR).

This means that Class A addressing can have a total of 128 (2⁷) networks and 16,777,214 (2²⁴-2) usable addresses per network.

Also, note that the range 127.0.0.0 to 127.255.255.255 within the Class A range is reserved for host loopback address (see RFC5735).

Class B IP Addresses

For Class B IP addresses, the first two octets (16 bits / 2 bytes) represent the network ID and the remaining two octets (16 bits / 2 bytes) are the host ID.

Class B IP addresses range from 128.0.0.0 to 191.255.255.255, with a default subnet mask of 255.255.0.0 (or /16 in CIDR).

Class B addressing can have 16,384 (2¹⁴) network addresses and 65,534 (2¹⁶) usable addresses per network.

Class C IP Addresses

For Class C IP addresses, the first three octets (24 bits / 3 bytes) represent the network ID and the last octet (8 bits / 1 bytes) is the host ID.

Class C IP Addresses range from 192.0.0.0 to 223.255.255.255, with a default subnet mask of 255.255.255.0 (or /24 in CIDR).

Class C translates to 2,097,152 (2²¹) networks and 254 (2⁸-2) usable addresses per network.

Class D and Class E IP Addresses

The last two classes are Class D and Class E.

Class D IP addresses are reserved for multicasts. They occupy the range from 224.0.0.0 through 239.255.255.255.

Class E IP addresses are experimental, and are anything over 240.0.0.0.

The Issue with Classful IP Addresses

The main issue with classful IP addresses is that it wasn’t efficient, and could lead to a lot of wasted IP addresses.

For example, imagine that you’re part of a large organization back then. Your company has 1,000 employees, meaning that it would fall into class B.

But if you look above, you’ll see that a class B network can support up to 65,534 usable addresses. That’s way more than your organization would likely need, even if each employee had multiple devices with a unique address.

And there was no way your organization could fall back to class C – there just wouldn’t be enough usable IP addresses.

So while classful IP addresses were used around the time IPv4 addresses became widespread, it quickly became clear that a better system would be necessary to ensure we wouldn’t use up all of the ~4.2 billion usable addresses.

Classful IP addresses haven’t been used since they were replaced by CIDR in 1993, and are mostly studied to understand early internet architecture, and why subnetting is important.

I hope this cheat sheet has been a helpful reference for you

If you found this helpful, please share it with your friends so more people can benefit from it.

Also, feel free to reach out on Twitter and let me know what you think.

---

---

Learn to code for free. freeCodeCamp’s open source curriculum has helped more than 40,000 people get jobs as developers. Get started

В статье рассказываем, что такое маска подсети, как ее узнать, где использовать и как она связана с основным шлюзом и IP-адресами.

Что такое подсеть

В одном из значений сеть — это группа устройств под одним управлением, способных коммуницировать между собой. Также сеть означает диапазон IP-адресов — выделенный или полученный от регистратора — для конкретной физической сети. Например, выбранный приватный диапазон 10.0.0.0/8 или полученный от регистратора диапазон внешних адресов 192.0.2.0/24.

Чтобы сети между собой не пересекались, для удобства и разделения доступа, сеть делится на сегменты.

Подсеть, помимо меньшего физического сегмента большой сети, также означает диапазон адресов меньшего размера, созданный путем деления более крупной сети на равные непересекающиеся части. Размер подсети определяется маской подсети.

Что такое IP-адрес

IP — Internet Protocol, межсетевой протокол — на модели OSI это протокол третьего сетевого уровня. Его главная задача — адресация узлов сети и маршрутизация пакетов до них. Ключевые сущности для межсетевого протокола: IP-адрес, маска подсети и маршрут.

Теперь к понятию IP-адреса. Это уникальный идентификатор устройства (ПК, мобильного телефона, принтера и т.д.) в компьютерной сети, содержащий данные о нем.

Из чего состоит IP-адрес: IPv4 в двоичной системе и IPv6

IPv4

В версии протокола IPv4 адрес представляет собой 4-байтовое или 32-битное число. Для удобства можно реализовать перевод IP-адреса в двоичную систему. В таком случае он записывается с разбивкой по октетам в двоично-десятичном представлении — каждое число от 0 до 255 соответствует одному байту в адресе. Самый популярный пример — адрес многих роутеров 192.168.0.1.

IPv6

В версии IPv6 длина адреса составляет 128 бит, что расширяет возможности адресации. Обычно адрес принимает вид 8 четырехзначных шестнадцатеричных чисел, для упрощения адрес записывают с пропуском начальных нулей. IP-адрес 1050:0000:0000:0000:0005:0600:300c:326b можно записать как 1050:0:0:0:5:600:300c:326b.

Утверждается, что протокол IPv6 может обеспечить до 5·1028 адресов на каждого жителя Земли. Новая версия протокола была введена из-за недостатка адресов IPv4 и для иерархичности адресов, что упрощает маршрутизацию.

Стек протоколов и сетевая модель TCP/IP

TCP — Transmission Control Protocol, протокол контроля передачи — протокол 4 транспортного уровня модели OSI. Его ключевые функции — мониторинг передачи данных, сегментация данных при отправке и сборке пакетов в правильном порядке при получении.

TCP обеспечивает надежную доставку пакетов за счет установления предварительного логического соединения методом «трех рукопожатий», или 3-way handshake, — периодического подтверждения доставки пакетов и переотправки потерянных.

Ключевой сущностью для протокола TCP является порт — 16-битное целое число от 1 до 65535. Данное число позволяет идентифицировать конкретное приложение на узле, отправляющее трафик (порт отправителя) либо принимающее на удаленном узле (порт получателя).

Стек протоколов и сетевая модель TCP/IP имеет более упрощенное разделение по уровням, чем сетевая модель OSI, но покрывает все предоставляемые ею функции. Вместо семи уровней OSI стек TCP/IP состоит из четырех:

• уровень приложений — сетевой протокол верхнего уровня, использует HTTP, RTSP, SMTP,
• транспортный уровень — TCP, UDP,
• сетевой уровень — IP,
• канальный уровень — DHCP, ARP.

Для работы с маской подсети стоит отдельно упомянуть прикладной протокол DHCP — Dynamic Host Configuration Protocol, протокол динамической конфигурации хоста. Это широковещательный протокол, позволяющий хосту получить настройки IP в автоматическом режиме без необходимости ручной настройки. В настройки входит IP-адрес, маска подсети, основной шлюз, DNS-серверы.

Подробнее о протоколе TCP →

Что такое маска подсети

Маска подсети — 32-битное число, служащее битовой маской для разделения сетевой части (адреса подсети) и части хоста IP-адреса. Состоит из последовательности от 0 до 32 двоичных единиц, после которых остаток разрядов представляют двоичные нули. Их смешение недопустимо. Устройства в одной подсети имеют одинаковый адрес подсети и передают данные на канальном уровне.

Устройства в разных подсетях коммуницируют через маршрутизацию. Как и IP-адрес, маска может быть записана в двоично-десятичной форме (например, 255.255.0.0) или в виде префикса в CIDR-нотации — числом от 0 до 32, обозначающего длину маски в битах. Например, в подсети 192.0.2.0/24 значение /24 — это маска, равная 255.255.255.0.

Маршрутизатор и основной шлюз подсети

Пересылку пакетов данных между разными IP-сетями осуществляет маршрутизатор, или роутер, — устройство, представляющее собой компьютер с несколькими сетевыми интерфейсами, на котором установлено специальное ПО для маршрутизации.

Маршрут — запись в таблице маршрутизации о следующем устройстве в сети (адрес машины или сетевой интерфейс), которому следует направить пакеты для пересылки в конечную сеть.

Таблица маршрутизации хранится в памяти роутера, ее главная функция — описание соответствия между адресами назначения и интерфейсами, через которые необходимо отправить данные до следующего маршрутизатора.

Основной шлюз — устройство или специальная ОС, которые обеспечивают коммуникацию сетей. Сейчас TCP/IP — самый популярный стек, и шлюз фактически стал синонимом маршрутизатора. Шлюз по умолчанию — маршрут до подсетей, не имеющих в таблице маршрутизации специфического маршрута.

При наличии двух маршрутов с разной маской для одного IP-адреса выбирается более специфический маршрут — с самой длинной маской, то есть в самую меньшую подсеть из доступных.

Адресный план

Составление адресного плана — это разбиение IP-пространства на подсети одинакового размера. Процесс необходим для повышения безопасности и производительности. Например, предприятию необходимо разграничить работу отделов: в каждой подсети будут определенные устройства — HR-отдел не получит доступ к подсети финансистов, но у всех будет разрешение на доступ к серверам.м

Маска подсети позволяет вычислить, кто находится в одной подсети. Компьютеры подсети обмениваются данными напрямую, а запрос на выход в интернет идет через шлюз по умолчанию.

Агрегация

Агрегация — процесс объединения мелких префиксов с длинной маской и малым количеством хостов в крупные — с короткой маской и множеством хостов. С помощью агрегации минимизируется необходимая информация для маршрутизатора, которую он использует для поиска пути передачи в сети.

Классовая адресация

Классовая адресация — архитектура сетевой адресации, которая делит адресное пространство протокола IPv4 на пять классов адресов: A для больших сетей, B для средних, C для небольших, D и E — служебные сети.

Принадлежность к одному из классов задается первыми битами адреса. Класс определяет количество возможных адресов хостов внутри сети. Модель классовой адресации использовали до появления CIDR.

Бесклассовая адресация

CIDR — Classless InterDomain Routing, бесклассовая междоменная маршрутизация. Это метод адресации, который позволяет гибко управлять пространством IP-адресов за счет отсутствия жестких рамок предыдущей модели.

VLSM — Variable Length Subnet Mask, переменная длина маски подсети — ключевая сущность бесклассовой адресации. При CIDR маска может быть любой длины от 0 до 32 бит, тогда как в случае классовой адресации маске подсети давалось фиксированное значение в зависимости от класса: 8, 16 или 24 бит.

VLSM повышает удобство использования подсетей, поскольку они могут быть разного размера. Допустим, администратору нужно управлять четырьмя отделами с определенным количеством компьютеров: продажи и закупки (120 компьютеров), разработка (50), аккаунты (26) и отдел управления (5).

IP администратора 192.168.1.0/24. Для каждого сегмента производится расчет размера блока, который больше или равен фактической потребности, представляющей собой сумму адресов хостов, широковещательных адресов и сетевых адресов. Список возможных подсетей:

Обозначение	Хосты/подсети
/24	254
/25	126
/26	62
/27	30
/28	14
/29	6
/30	2

Все сегменты располагаются в порядке убывания на основе размера блока от наибольшего до наименьшего требования.

Наибольший доступный IP должен быть выделен для самых больших потребностей, то есть для самого большого количества ПК. У отдела продаж и закупок — 120 ПК. Он получает 192.168.1.0/25, который имеет 126 действительных адресов, легко доступные для 120 хостов. Используемая маска подсети 255.255.255.128.

Следующий сегмент — отдел разработки — требует IP для обслуживания 50 хостов. IP-подсеть с сетевым номером 192.168.1.128/26 является следующей по величине, которая может быть назначена для 62 хостов, таким образом выполняя требование отдела. Маска будет иметь значение 255.255.255.192.

Аналогично следующая IP подсеть 192.168.1.192/27 может удовлетворить требования аккаунт-отдела, так как она имеет 30 действительных IP-хостов, которые могут быть назначены 26 компьютерам. Используемая маска подсети 255.255.255.224.

Последний сегмент требует 5 действительных хостов IP, которые могут быть выполнены подсетью 192.168.1.224/29 с маской 255.255.255.248. Можно было бы выбрать IP с маской 255.255.255.240, но он имеет 14 действительных хостов IP. Поскольку требования меньше — выбирается наиболее сопоставимый вариант.

Будущее IP-адресов — архитектура RINA

Если вы решите использовать подсети, маски будут необходимы для обеспечения того, чтобы входящий трафик направлялся к нужным хост-устройствам и от них. Даже если у вас относительно небольшая система, маски подсети могут сыграть важную роль в ее надежной и бесперебойной работе.

Возможная технология будущего для IP-адресов — Recursive InterNetwork Architecture. RINA — новая сетевая архитектура, основанная на фундаментальном принципе, что сетевое взаимодействие — это межпроцессное взаимодействие (IPC). Она рекурсирует службу IPC в различных диапазонах.

Архитектура RINA обладает свойствами, которые по своей сути решают давние проблемы сетевого взаимодействия. Прежде всего, повторяющаяся структура ее модели распределенного IPC позволяет ей неограниченно масштабироваться, что позволяет избежать текущих проблем с растущими таблицами маршрутизации. Кроме того, RINA рассматривает каждый DIF как частную сеть, что обеспечивает внутреннюю безопасность.

• Главная

• Инструкции

• Сети и безопасность

• Маска подсети: что такое и как узнать по IP

В статье рассмотрим, что такое и зачем нужна маска подсети. А начнем с того, как устроены IP-адреса, потому что от понимания структуры айпи зависит и понимание назначения маски подсети.

IP можно назвать указателями, которые заключают в себе данные о расположении устройств в сетях, организованным по протоколам TCP/IP, по которым работает большинство хостов (устройств, подключенных к сети). Благодаря этим адресам данные, посылаемые через Интернет или по внутренним сетям, попадают куда нужно.

IP-адрес в формате протокола IPv4 представляет собой 4 числа, разделенные точками. При этом каждое число сетевые устройства воспринимают в виде двоичного кода. Например, 127.0.0.0 — это 01111111.00000000.00000000.00000000, а 192.168.0.1 — 11000000.10101000.00000000.00000001.

Интересный факт: люди могут не знать IP компьютера, за которым работают, но если у них дома есть роутер, они прекрасно знают адрес 192.168.0.1. Именно по нему доступны в сети большинство маршрутизаторов.

Минимально возможное значение для айпи — 0.0.0.0, максимальное — 255.255.255.255, потому что протокол IPv4 поддерживает только 32-битные числа или 256 значений на каждую из 4 частей IP-адреса. При этом ряд диапазонов уже зарезервированы: например, диапазон 127.0.0.0 – 127.255.255.255 используется для интерфейсов типа localhost. Адрес 192.168.0.1 — тоже один из примеров зарезервированного IP.

Первые три числа часто представляют собой номер сети, а последнее — номер хоста, конкретного устройства в этой сети. Теперь понятно, что сеть 192.168.0 зарезервирована для внутренних номеров, а последняя единица означает первое устройство (хост) в подобной сети, то есть маршрутизатор. Поэтому-то адрес маршрутизатора вот такой: 192.168.0.1. А почему не 192.168.0.0? Дело в том, что 0 используется в качестве адреса сети, поэтому конкретные хосты он обозначать не может.

Что такое и для чего нужна маска подсети

Для настройки интернет-соединения по TCP/IP также требуется указать, помимо IP-адреса, и маску подсети. Все сети подразделяются на несколько классов, которые маркируются литерами A, B, C (есть еще D и E — это специальные сети). Сети класса A (самые крупные) имеют вид «сеть-хост-хост-хост», B — «сеть-сеть-хост-хост» и C — «сеть-сеть-сеть-хост».

Однако системные администраторы, чтобы обеспечить всех достаточным количеством адресов, разбивают сети соответствующего класса на более мелкие структуры — подсети. И для подсети, конечно же, нужно задать границы. Для этого как раз и используется маска подсети.

Обычная запись маски подсети в сетях класса C: 255.255.255.0. Если не совсем понятно в десятичном виде, давайте преобразуем ее в двоичный код: 11111111.11111111.11111111.00000000. Первые три октета (октет — группа из 8 бит) — наборы единиц, а последний — нули. В маске подсети единицы идентифицируют сетевую часть, а нули — хосты. Сетевая часть неизменна, а вот с самым правым октетом, заполненным нулями, можно работать.

Нетрудно подсчитать, что здесь у нас поместится 256 устройств, если поставить все возможные комбинации нулей и единиц. Однако на самом деле не 256, а 254, первое (0) и последнее (255) значения зарезервированы. Про 0 мы уже говорили: 0 является адресом сети (в данном случае подсети), а 255 используется в качестве широковещательного адреса.

Таким образом, маска подсети позволяет задать границы подсети, которые будут видеть маршрутизаторы. Понятно, что виды масок подсети зависят от классов сетей, для которых они используются. Например, самый распространенный вариант маски подсети для сетей класса B — 255.255.0.0, а для класса A — 255.0.0.0.

Какую маску подсети выбрать

Стандартный вариант маски для сетей класса C: 255.255.255.0. Но совершенно не обязательно оставлять её такой. Например, если в вашей сети около сотни компьютеров и расширения не планируется, нетрудно подсчитать, что понадобится только половина от доступных IP-адресов. Поэтому можно разделить сеть на две части, просто изменив маску, вот так: 255.255.255.128. Давайте посмотрим, как это будет выглядеть в двоичном коде: 11111111.11111111.11111111.10000000. Слева в правом октете появилась единица, то есть работать в этой сети теперь можно уже только со 128, а точнее, со 126 значениями (помним про идентификатор сети и широковещательный адрес).

Если же нам потребуется разделить сеть на 4 подсети, используем маску 255.255.255.192 или 11111111.11111111.11111111.11000000. Это позволит работать уже с 64 адресами. Для разбивки сетей на 8 подсетей маска уже будет иметь вид 255.255.255.224 или 11111111.11111111.11111111.11100000. Думаем, принцип вы поняли: отталкиваемся от количества хостов в нашей сети и соответствующим образом выставляем маску, чтобы не плодить лишних айпи.

Маски подсети в IPv6

Понятно, что протокола IPv4 с его 4 миллиардами адресов (точное число: 4 294 967 296 уникальных адресов, но помним про значительные диапазоны зарезервированных) уже не хватает. Поэтому для адресации стали использовать протокол IPv6, который поддерживает уже 128-битные значения (8 чисел в шестнадцатеричной системе счисления). Здесь количество возможных адресов неизмеримо больше, чем у протокола IPv4 (в 1028 раз), что абсолютно точно покроет все потребности человечества даже в не слишком обозримом будущем. Однако, поскольку шестнадцатеричный формат совершенно другой, то и маски подсетей здесь задаются по иным правилам.

Для построения сетей в рамках протокола IPv6 используется бесклассовая адресация, CIDR. Применение CIDR позволяет настраивать подсети значительно более гибко, так как этот метод делает возможным применять больше масок подсетей. В шестнадцатеричном формате каждая позиция может принимать значения от 0 до F (числа 0-9 и буквы A-F как раз дают последовательность из 16 символов). Поэтому, чтобы задать маску, используем F для сетевой части.

Например: ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:0000. Такая маска позволит нам работать с 65536 адресами. А если нам нужно сократить количество адресов наполовину, то используем такой вариант: ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:8000. Примерным соответствием маски для сети класса C (конечно, это не совсем корректно, так как классы в IPv6 отсутствуют, но сравнить с чем-то нужно для наглядности) здесь будет ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ff00. Эта запись позволит выделить 256 IP-адресов в формате IPv6. Почему именно такая запись? Всё просто: свободны два разряда в правой части. В каждом разряде у нас 16 возможных значений, следовательно: 16*16 = 256.

Как узнать адрес сети по IP-адресу и маске подсети

Если вы не знакомы с побитовыми операциями, самое время приступить к освоению этой, в общем-то не самой сложной, части программирования. Итак, давайте для примера попробуем выяснить, к какой сети принадлежит адрес 192.168.1.2 с маской 255.255.254.0. Переведем их в двоичный вид и будем складывать методом поразрядного сложения (побитовое И). Здесь нужно запомнить одно простое правило: единица на выходе получается только в том случае, если в одинаковых разрядах обоих чисел тоже единицы. Если хотя бы в одном из чисел в этом месте ноль, то и на выходе всегда будет ноль. И вот что у нас вышло:

11000000 10101000 00000001 00000010
11111111 11111111 11111110 00000000
_________________________________
11000000 10101000 00000000 00000000

Приводим получившееся число к десятичному виду (задачу по переводу чисел в разные системы счисления вам облегчит этот калькулятор). Вуаля, вот и искомый адрес сети: 192.168.0.0. Как видите, ничего сложного: нужно только немного привыкнуть к двоичному виду чисел и битовым операциям.

Заключение

Итак, мы узнали о структуре IP-адреса, масках подсети в форматах IPv4 и IPv6 и научились изменять их под потребности своей сети. А еще освоили побитовое сложение для нахождения адреса сети по айпи и маске.

11 сентября 2013 г.

IP-адрес — это массив битов. Принцип IP-адресации — выделение диапазона IP-адресов, в котором некоторые битовые разряды имеют фиксированные значения, а остальные разряды пробегают все возможные значения. Блок адресов задаётся указанием начального адреса и маски подсети. Бесклассовая адресация основывается на переменной длине маски подсети (англ. variable length subnet mask, VLSM), в то время, как в классовой (традиционной) адресации длина маски строго фиксирована 0, 1, 2 или 3 установленными октетами.

Маски и размеры подсетей

A

,

B

,

C

— традиционные классы адресов. M — миллион, K — тысяча.

• Частоупотребимые маски
• Все маски

Маска	Десятеричная запись	# подсетей	# адресов	Класс
/1	128.0.0.0		2048 M	128 A
/2	192.0.0.0		1024 M	64 A
/3	224.0.0.0		512 M	32 A
/4	240.0.0.0		256 M	16 A
/5	248.0.0.0		128 M	8 A
/6	252.0.0.0		64 M	4 A
/7	254.0.0.0		32 M	2 A
/8	255.0.0.0		16 M	1 A
/9	255.128.0.0		8 M	128 B
/10	255.192.0.0		4 M	64 B
/11	255.224.0.0		2 M	32 B
/12	255.240.0.0		1024 K	16 B
/13	255.248.0.0		512 K	8 B
/14	255.252.0.0		256 K	4 B
/15	255.254.0.0		128 K	2 B
/16	255.255.0.0		64 K	1 B
/17	255.255.128.0	2	32 K	128 C
/18	255.255.192.0	4	16 K	64 C
/19	255.255.224.0	8	8 K	32 C
/20	255.255.240.0	16	4 K	16 C
/21	255.255.248.0	32	2 K	8 C
/22	255.255.252.0	64	1 K	4 C
/23	255.255.254.0	128	512	2 C
/24	255.255.255.0	256	256	1 C
/25	255.255.255.128	2	128	1/2 C
/26	255.255.255.192	4	64	1/4 C
/27	255.255.255.224	8	32	1/8 C
/28	255.255.255.240	16	16	1/16 C
/29	255.255.255.248	32	8	1/32 C
/30	255.255.255.252	64	4	1/64 C
/31	255.255.255.254		2	1/128 C
/32	255.255.255.255	Ограниченный широковещательный адрес.

Количество адресов подсети не равно количеству возможных узлов. Нулевой IP-адрес резервируется для идентификации подсети, последний — в качестве широковещательного адреса. Таким образом, в реально действующих сетях возможно количество узлов на два меньшее количества адресов.

Зарезервированные адреса

Некоторые адреса IPv4 зарезервированы для специальных целей и не предназначены для глобальной маршрутизации.

Подсеть	Назначение
0.0.0.0/8	Адреса источников пакетов «этой» («своей») сети, предназначены для локального использования на хосте при создании сокетов IP. Адрес 0.0.0.0/32 используется для указания адреса источника самого хоста.
10.0.0.0/8	Для использования в частных сетях.
127.0.0.0/8	Подсеть для коммуникаций внутри хоста (см.: localhost).
169.254.0.0/16	Канальные адреса; подсеть используется для автоматического конфигурирования адресов IP в случае отсутствия сервера DHCP.
172.16.0.0/12	Для использования в частных сетях.
100.64.0.0/10	Для использования в сетях сервис-провайдера.
192.0.0.0/24	Регистрация адресов специального назначения.
192.0.2.0/24	Для примеров в документации.
192.168.0.0/16	Для использования в частных сетях.
198.51.100.0/24	Для примеров в документации.
198.18.0.0/15	Для стендов тестирования производительности.
203.0.113.0/24	Для примеров в документации.
240.0.0.0/4	Зарезервировано для использования в будущем.
255.255.255.255	Ограниченный широковещательный адрес.

Зарезервированные адреса, которые маршрутизируются глобально.

Подсеть	Назначение
192.88.99.0/24	Используются для рассылки ближайшему узлу. Адрес 192.88.99.1/32 применяется в качестве ретранслятора при инкапсуляции IPv6 в IPv4 (6to4).
224.0.0.0/4	Используются для многоадресной рассылки.

Калькулятор для расчета адресов в подсети и сетевых масок

Источники

• Variable Length Subnet Table For IPv4 (RFC 1878) (исправленные таблицы )
• Понятие TCP/IP-адресации и основные сведения о подсетях
• Классовая адресация
• Бесклассовая адресация