Kuidas arvutada IP-alamvõrgu maski

Ettevõtetel, ülikoolidel ja muudel organisatsioonidel on sageli Interneti-protokolli aadresside komplekt, mida nad saavad oma võrkudes arvutitele ja muudele seadmetele määrata. Turvalisuse ja tõhususe huvides on sageli mõttekas jagada need võrgud üksusteks, mida nimetatakse alamvõrkudeks, selle asemel, et säilitada üks laialivalguv ja ühtne võrk. Üks võimalus seda teha on kasutada matemaatilisi tööriistu nn alamvõrgu maskid, kus ruuter saab kasutada kiiret alamvõrgu maski arvutust, et määrata, millisesse alamvõrku konkreetne IP kuulub.

The Interneti-protokoll on andmete marsruutimise süsteem ülemaailmse Interneti või muude võrkude arvutite vahel. See jagab andmed, nagu veebilehe sisu, e-kirjad või voogesitusvideod, väikesteks üksusteks, mida nimetatakse paketid kindla struktuuriga, sealhulgas a päis teabega selle kohta, kust paketid tulevad ja kuhu nad lähevad.

Iga pakett sisaldab

IP-aadressid määrab erinevatele organisatsioonidele rühm nimega the Internet Assigned Numbers Authority ehk IANA. Üldjuhul määratakse arvuliselt külgnevad IP-aadresside plokid ühele organisatsioonile. Paljudel organisatsioonidel on ka sisemised IP-aadressid, millele pääseb juurde ainult sisemiselt. Teatud IP-aadresside plokid on reserveeritud sisekasutuseks võrkude sees.

Seadmed, mida tuntakse kui ruuterid vastutavad IP-pakettide vastuvõtmise ja nende saatmise asukoha määramise eest, kas saates need otse a sihtmasin, kui need on üksteisega ühendatud või edastavad need teisele ruuterile seade. Nad salvestavad marsruutimistabelid mida nad kasutavad selleks, et määrata, kuhu pakett selle sihtkoha aadressi alusel saata.

Traditsiooniliselt jagati IP-aadressi plokid klassid, kus klass määrab, mitu aadressi plokis oli ja milline nende vorming välja nägi.

A-klassi aadressid alustage "0" bitiga. Järgmised seitse bitti identifitseerivad üksiku võrguploki ja järgmised 24 bitti identifitseerivad selles võrgus olevad üksikud arvutid. B-klassi aadressid algas bitiga "1", millele järgnes bitt "0", kus järgmised 14 bitti tuvastavad võrguploki ja järgnevad 16 bitti üksikud arvutid. C-klassi aadressid algas kahe "1" bitiga, millele järgnes "0" bit, järgmised 21 bitti identifitseerivad võrguploki ja viimased 8 bitti konkreetseid võrgus olevaid seadmeid.

IP-aadressi klassid tegid ruuteritele lihtsaks tabelite loomise, mis täpsustavad, kuhu konkreetsetele IP-aadressidele mõeldud paketid saata, kuna need võivad salvestada teavet iga eesliitega tuvastatud võrgu kohta konkreetse IP-aadressi kohta.

Negatiivne külg on see, et nad on ebatõhusad IP-aadresside eraldamisel võrkudele, eriti juhtudel, kui võrk vajab rohkem IP-d aadresse, kui C-klassi võrk endale lubaks, kuid vähem kui B-klass või rohkem kui B-klass lubab, kuid vähem kui A-klass annab. See võib kaasa tuua raisatud IP-aadressid, kui organisatsioonid kasutavad suuremat IP-aadressi klassi, kui nad tegelikult nõuavad, või marsruutimise ebatõhusus, kui organisatsioonidel on paljude omavahel mitteseotud C-klassi IP-aadressiplokkide lappimiseks ühes tegelikus võrgus, et saada nende aadresside arv vaja.

Asjade tõhusamaks muutmiseks on paljud ruuterid ja organisatsioonid kasutusele võtnud nn klassideta domeenidevaheline marsruutimine ehk CIDR (hääldatakse sageli nagu sõna "siider".) See võimaldab IP-aadresse jagada paindlikuma suurusega IP-aadressiplokid, kus võrku identifitseerivale mis tahes pikkusega prefiksile võib järgneda üksikuid seadmeid identifitseeriva IP-aadressi ülejäänud osa.

Tavaliselt kirjutatakse eesliide kujul kümnendarvud või kümnendarvud, mis on eraldatud punktidega, millele järgneb kaldkriips ja selle eesliite bittide arv. Näiteks "017/8" on Apple'ile määratud IP-aadressiplokk, mis sisaldab kõiki IP-aadresse, mis algavad kahendnumbritega, mis vastavad kümnendarvule 17. Samamoodi on "70.132.0.0/18" Amazonile eraldatud IP-aadressiplokk, mis koosneb aadressidest, mille esimesed 18 kahendnumbrit vastavad IP-aadressi 70.132.0.0 esimese 18 kahendnumbriga.

Üks viis IP-aadressi võrgule vastava osa ja üksikuid masinaid identifitseeriva osa näitamiseks on kasutada nn. alamvõrgu mask. Lihtsad IP-kalkulaatori tööriistad saavad seejärel IP-aadressi selle kaheks osaks vastendada.

Alamvõrgumask näeb selle poolest välja nagu IP-aadress tavaliselt kirjutatakse nelja kümnendkoha punktiirarvuna, näiteks 255.255.254.0 või 255.128.0.0. Alamvõrgu maskide peamine piirang on see, et kuni teatud punktini peavad kõik vasakpoolseimad kahendnumbrid olema 1 ja järgmised numbrid peavad olema 0. Kui IP-aadressi töödeldakse, võtab ruuter alamvõrgu maski ja IP-aadressi binaarse "ja" aadress, mis tähendab, et iga bitt, mis on nii maskis kui ka aadressis 1, on tulemuses 1 ja mis tahes muu bitt number on 0. Tulemuseks on võrk või alamvõrk, kuhu IP-aadress kuulub.

Kui soovite arvutada alamvõrkude ja hostide (või seadmete) arvu, mis vastavad antud alamvõrgu maskile, on see suhteliselt lihtne. Alamvõrkude koguarv on IP-aadressi võimalike variatsioonide arv maski selle osa jaoks, mis on kõik ühed, mida kahe võrra suurendatakse maskis olevate üheliste arvu astmeni. Näiteks binaarselt kirjutatud 255.255.254.0 algab 23 ühega, seega on võimalikke alamvõrke 2^(23) või 8 388 608. Iga alamvõrk sisaldab kõiki IP-aadresse koos kehtiva eesliitega, kuid võib ülejäänud 9 kahendnumbri osas erineda, seega on igas alamvõrgus hostidele saadaval 2^9 = 512 IP-aadressi.

Võite leida palju võrgumaski kalkulaatori tööriistad võrgus et teha need arvutused teie eest ning vastendada IP-aadressid ja alamvõrgu maskid alamvõrkudesse. Kaasaegsetesse ruuteritesse on sisse ehitatud riist- ja tarkvara nende arvutuste kiireks tegemiseks.

Teatud IP-aadresside vahemikud on spetsiaalselt reserveeritud privaatsed IP-aadressid võrgu sees. Neid saavad kasutada erinevates võrkudes olevad arvutid, kuna neid ei saa marsruutida üle globaalse Interneti, nii et teie koduvõrgus olev arvuti nii kontorivõrgus olev printer kui ka ülikooli võrgus olev nutitelefon võivad omada sama privaatset IP-aadressi, ilma et tekiks konflikt.

The era-IP vahemikud on 10.0.0.0 kuni 10.255.255.255, 172.16.0.0 kuni 172.31.255.255 ja 192.168.0.0 kuni 192.168.255.255. CIDR-i mõistes on see 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 ja 192.168.0.0/16.

Välja arvatud ebaharilikud asjaolud, tuleks ruuterid ja arvutid konfigureerida nii, et need ei suunata pakette, mis on adresseeritud privaatsele IP-aadressile väljaspool oma võrke ja mitte kasutama võrgus olevate arvutite tuvastamiseks privaatseid IP-aadresse, mis pole nende võrkudele määratud.

Teine spetsiaalne IP-aadressi tüüp on loopback aadress. See on IP-aadress vahemikus 127.0.0.1-127.255.255.255. CIDR-i mõistes on see vahemik 127.0.0.0/8, mis on samuti A-klassi IP-aadressiplokk.

Need IP-aadressid viitab praegusele arvutile, milles paketti töödeldakse. Tagasisilmusaadresse kasutatakse sageli testimiseks ja arendamiseks, kui programmeerijad ja IT-inimesed soovivad kontrollida, kas teenus praeguses arvutis töötab. Mõnel juhul, kui arvutis töötavad programmid on seatud vastama ainult sama masina sõnumitele, loopback aadresse saab kasutada turvalisuse huvides, kuna sõnumeid saab vastu võtta ainult samalt tagasisuunamiskoha aadressiga arvuti.

Aadress "127.0.0.1" on vaieldamatult kõige sagedamini kasutatav IP-aadress loopbacki jaoks ja seda tuleks üldiselt kasutada juhul, kui mõne muu kasutamiseks on oluline põhjus, kuna nii kasutajad kui ka tarkvara kasutavad seda tõenäolisemalt mõista seda.

Eriotstarbeline domeeninimi "kohalik host" kasutatakse ka praegusele arvutile viitamiseks.