كيفية حساب قناع الشبكة الفرعية IP

غالبًا ما يكون لدى الشركات والجامعات والمؤسسات الأخرى مجموعة من عناوين بروتوكول الإنترنت التي يمكنهم تخصيصها لأجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى الموجودة على شبكاتهم. لأغراض الأمان والكفاءة ، غالبًا ما يكون من المنطقي تقسيم هذه الشبكات إلى وحدات تسمى الشبكات الفرعية بدلاً من الحفاظ على شبكة واحدة مترامية الأطراف وموحدة. تتمثل إحدى طرق القيام بذلك في استخدام أدوات رياضية تسمى أقنعة الشبكة الفرعية، حيث يمكن لجهاز التوجيه استخدام حساب سريع لقناع الشبكة الفرعية لتحديد الشبكة الفرعية التي ينتمي إليها عنوان IP معين.

ال بروتوكول الإنترنت هو نظام لتوجيه البيانات بين أجهزة الكمبيوتر على الإنترنت العالمية أو الشبكات الأخرى. يقوم بتقسيم البيانات مثل محتويات صفحة الويب أو رسائل البريد الإلكتروني أو عمليات إرسال الفيديو المتدفقة إلى وحدات صغيرة تُعرف باسم الحزم بهيكل معين ، بما في ذلك أ رأس بمعلومات حول مصدر الحزم وإلى أين تتجه.

تتضمن كل حزمة عنوان IP المصدر ، وتحديد الجهاز الذي أرسل الرسالة وعنوان IP الوجهة

يتم تعيين عناوين IP لمؤسسات مختلفة بواسطة مجموعة تسمى هيئة أرقام الإنترنت المخصصة ، أو IANA. بشكل عام ، يتم تعيين مجموعات متجاورة عدديًا من عناوين IP لمؤسسة واحدة. تمتلك العديد من المؤسسات أيضًا عناوين IP داخلية يمكن الوصول إليها داخليًا فقط. كتل معينة من عناوين IP محجوزة للاستخدام الداخلي داخل الشبكات.

الأجهزة المعروفة باسم أجهزة التوجيه مسؤولون عن أخذ حزم IP وتحديد مكان إرسالها ، إما إرسالها مباشرة إلى ملف جهاز الوجهة إذا كانوا متصلين ببعضهم البعض أو إعادة توجيههم إلى جهاز توجيه آخر على مسار لذلك جهاز. يخزنون جداول التوجيه التي يستخدمونها لتحديد مكان إرسال حزمة استنادًا إلى عنوان وجهتها.

تقليديا ، تم تقسيم كتل عناوين IP إلى الطبقات، مع تحديد الفصل لعدد العناوين الموجودة في الكتلة وشكلها.

عناوين الفئة أ تبدأ ب "0" بت. تحدد البتات السبع التالية كتلة الشبكة الفردية ، وتحدد الـ 24 بت اللاحقة أجهزة الكمبيوتر الفردية داخل تلك الشبكة. عناوين الفئة ب بدأت بتة "1" متبوعة بتة "0" ، حيث تحدد الـ 14 بت التالية كتلة الشبكة وتتعرف الـ 16 بت اللاحقة على أجهزة الكمبيوتر الفردية. عناوين الفئة ج بدأت ببتين "1" متبوعين ببتة "0" ، مع تحديد 21 بت التالية كتلة الشبكة وآخر 8 بتات تحدد أجهزة معينة داخل الشبكة.

جعلت فئات عناوين IP من السهل على أجهزة التوجيه إنشاء جداول تحدد مكان إرسال الحزم الموجهة لعناوين IP معينة ، حيث يمكنها تخزين المعلومات لكل شبكة محددة بالبادئة من عنوان IP معين.

الجانب السلبي هو أنها غير فعالة في تخصيص عناوين IP للشبكات ، خاصة في الحالات التي تحتاج فيها الشبكة إلى مزيد من IP عناوين لا يمكن أن توفرها شبكة من الفئة C ولكن أقل مما توفره الفئة B ، أو أكثر من تصاريح الفئة B ولكن أقل من الفئة A تقدم. يمكن أن يؤدي إلى عناوين IP الضائعة، عندما تستخدم المؤسسات فئة عناوين IP أكبر مما تتطلبه بالفعل ، أو تقوم بتوجيه أوجه القصور إذا كانت المنظمات لديها لتصحيح العديد من مجموعات عناوين IP من الفئة C غير المرتبطة معًا داخل شبكة فعلية واحدة للحصول على عدد العناوين الخاصة بهم بحاجة إلى.

لجعل الأشياء أكثر كفاءة ، تبنت العديد من أجهزة التوجيه والمنظمات ما يسمى التوجيه غير الطبقي بين النطاقات ، أو CIDR (تُنطق غالبًا مثل كلمة "cider.") وهذا يسمح بتقسيم عناوين IP إلى المزيد من كتل عناوين IP ذات الحجم المرن، حيث يمكن اتباع بادئة من أي طول تحدد الشبكة بواسطة باقي عنوان IP الذي يحدد الأجهزة الفردية.

عادة ما تكتب البادئة كـ رقم عشري أو مجموعة من الأرقام العشرية مفصولة بنقاط، متبوعًا بشرطة مائلة للأمام وعدد البتات في تلك البادئة. على سبيل المثال ، "017/8" عبارة عن كتلة عنوان IP مخصصة لشركة Apple ، بما في ذلك جميع عناوين IP التي تبدأ بالأرقام الثنائية المقابلة للرقم العشري 17. وبالمثل ، فإن "70.132.0.0/18" عبارة عن كتلة عنوان IP مخصصة لـ Amazon ، وتتألف من عناوين حيث يتطابق أول 18 رقمًا ثنائيًا مع أول 18 رقمًا ثنائيًا في عنوان IP 70.132.0.0.

تتمثل إحدى طرق الإشارة إلى جزء عنوان IP الذي يتوافق مع شبكة وهذا الجزء الذي يحدد الأجهزة الفردية في استخدام ما يسمى قناع الشبكة الفرعية. يمكن لأدوات حاسبة IP البسيطة بعد ذلك تعيين عنوان IP إلى جزأيه.

يشبه قناع الشبكة الفرعية عنوان IP ، من حيث أنه تُكتب عادةً كمجموعة منقطة من أربعة أعداد عشرية، مثل 255.255.254.0 أو 255.128.0.0. القيد الرئيسي على أقنعة الشبكة الفرعية هو أن الأرقام الثنائية الموجودة في أقصى اليسار ، حتى نقطة معينة ، يجب أن تكون جميعها 1 ، ويجب أن تكون جميع الأرقام اللاحقة 0. عند معالجة عنوان IP ، يأخذ جهاز التوجيه الثنائي "و" لقناع الشبكة الفرعية و IP العنوان ، مما يعني أن أي بت يمثل 1 في كل من القناع والعنوان هو 1 في النتيجة وأي بت آخر الرقم هو 0. والنتيجة هي الشبكة أو الشبكة الفرعية التي ينتمي إليها عنوان IP.

إذا كنت تريد حساب عدد الشبكات الفرعية والمضيفات (أو الأجهزة) التي تتطابق مع قناع شبكة فرعية معين ، فمن السهل نسبيًا. العدد الإجمالي للشبكات الفرعية هو العدد المحتمل للتغيرات في عنوان IP لجزء القناع الذي يتكون من كل واحد ، وهو اثنان مرفوعان إلى قوة عدد تلك الموجودة في القناع. على سبيل المثال ، يبدأ الرقم 255.255.254.0 المكتوب في النظام الثنائي بـ 23 واحدًا ، لذلك هناك 2 ^ (23) أو 8388608 شبكة فرعية محتملة. تحتوي كل شبكة فرعية على جميع عناوين IP ببادتها الصالحة، ولكن يمكن أن تختلف في 9 أرقام ثنائية المتبقية ، لذلك هناك 2 ^ 9 = 512 عنوان IP متاح للمضيفين في كل شبكة فرعية.

يمكنك أن تجد العديد أدوات حاسبة قناع الشبكة على الإنترنت للقيام بهذه الحسابات نيابة عنك ولتعيين عناوين IP وأقنعة الشبكة الفرعية إلى الشبكات الفرعية. تم تضمين الأجهزة والبرامج لإجراء هذه الحسابات بسرعة في أجهزة التوجيه الحديثة.

بعض نطاقات عناوين IP محجوزة بشكل خاص لـ عناوين IP الخاصة داخل الشبكة. يمكن استخدام هذه بواسطة أجهزة كمبيوتر مختلفة في شبكات مختلفة ، حيث لا يمكن توجيهها عبر الإنترنت العالمي ، لذا فإن جهاز الكمبيوتر في شبكتك المنزلية ، طابعة على شبكة مكتبك وهاتف ذكي على شبكة جامعتك يمكن أن يكون لها نفس عنوان IP الخاص دون إنشاء أي نوع نزاع.

ال نطاقات IP الخاصة هي 10.0.0.0 إلى 10.255.255.255 و 172.16.0.0 إلى 172.31.255.255 و 192.168.0.0 إلى 192.168.255.255. وفقًا لمصطلحات CIDR ، هذا هو 10.0.0.0/8 و 172.16.0.0/12 و 192.168.0.0/16.

باستثناء الظروف غير العادية ، يجب تكوين أجهزة التوجيه وأجهزة الكمبيوتر بحيث لا تقوم بتوجيه الحزم الموجهة إلى عناوين IP الخاصة خارج شبكاتهم وعدم استخدام عناوين IP الخاصة غير المخصصة لشبكاتهم لتحديد أجهزة الكمبيوتر داخل الشبكة.

نوع خاص آخر من عناوين IP هو عنوان الاسترجاع. هذا عنوان IP في النطاق 127.0.0.1-127.255.255.255. وفقًا لمصطلحات CIDR ، هذا هو النطاق 127.0.0.0/8 ، وهو أيضًا كتلة عنوان IP من الفئة A.

تلك عناوين IP الرجوع إلى الكمبيوتر الحالي الذي تتم معالجة الحزمة عليه. غالبًا ما تُستخدم عناوين الاسترجاع للاختبار والتطوير ، عندما يرغب المبرمجون وأفراد تكنولوجيا المعلومات في التحقق من أن إحدى الخدمات تعمل على الكمبيوتر الحالي. في بعض الحالات التي يتم فيها تعيين البرامج التي تعمل على جهاز كمبيوتر للاستجابة فقط للرسائل الواردة من نفس الجهاز ، الاسترجاع يمكن استخدام العناوين لأغراض أمنية ، حيث لا يمكن استلام الرسائل إلا باستخدام عنوان وجهة استرجاع من نفس العنوان الحاسوب.

العنوان "127.0.0.1" هو إلى حد بعيد عنوان IP الأكثر استخدامًا للاسترجاع ويجب استخدامه بشكل عام ما لم يكن هناك سبب مهم لاستخدام آخر ، نظرًا لأن المستخدمين والبرامج على حدٍ سواء هم أكثر احتمالاً فهمته.

اسم المجال ذي الأغراض الخاصة "مضيف محلي"يستخدم أيضًا للإشارة إلى الكمبيوتر الحالي.