วิธีการคำนวณ IP Subnet Mask

บริษัท มหาวิทยาลัย และองค์กรอื่นๆ มักจะมีชุดที่อยู่อินเทอร์เน็ตโปรโตคอลที่สามารถกำหนดให้กับคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่นๆ บนเครือข่ายของตนได้ เพื่อความปลอดภัยและประสิทธิภาพ การแบ่งเครือข่ายเหล่านี้ออกเป็นหน่วยที่เรียกว่าเครือข่ายย่อย มักจะเหมาะสมกว่าที่จะรักษาเครือข่ายที่แผ่กิ่งก้านสาขาและเป็นหนึ่งเดียว วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการใช้เครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่า ซับเน็ตมาสก์ที่เราเตอร์สามารถใช้การคำนวณซับเน็ตมาสก์ด่วนเพื่อกำหนดซับเน็ตที่เป็นของ IP เฉพาะได้

ดิ อินเทอร์เน็ตโปรโตคอลเป็นระบบสำหรับกำหนดเส้นทางข้อมูล ระหว่างคอมพิวเตอร์บนอินเทอร์เน็ตทั่วโลกหรือเครือข่ายอื่นๆ แบ่งข้อมูล เช่น เนื้อหาหน้าเว็บ ข้อความอีเมล หรือการส่งสัญญาณวิดีโอแบบสตรีมเป็นหน่วยเล็กๆ ที่เรียกว่า แพ็คเก็ต ด้วยโครงสร้างเฉพาะ รวมทั้ง a หัวข้อ พร้อมข้อมูลว่าแพ็กเก็ตมาจากไหนและกำลังจะไปที่ไหน

แต่ละแพ็คเก็ตรวมถึง ที่อยู่ IP ต้นทาง การระบุอุปกรณ์ที่ส่งข้อความ และที่อยู่ IP ปลายทางโดยระบุอุปกรณ์ที่ต้องการรับ ที่อยู่ IP ส่วนใหญ่ที่ใช้ในปัจจุบันเป็นไปตามกฎในอินเทอร์เน็ตโปรโตคอลเวอร์ชันที่สี่ ตัวย่อ

ที่อยู่ IP ถูกกำหนดให้กับองค์กรต่าง ๆ โดยกลุ่มที่เรียกว่า Internet Assigned Numbers Authority หรือ IANA. โดยทั่วไป บล็อกที่อยู่ติดกันเป็นตัวเลขของที่อยู่ IP ถูกกำหนดให้กับองค์กรเดียว หลายองค์กรยังมีที่อยู่ IP ภายในที่สามารถเข้าถึงได้ภายในเท่านั้น บล็อกของที่อยู่ IP บางส่วนสงวนไว้สำหรับการใช้งานภายใน ภายในเครือข่าย

อุปกรณ์ที่เรียกว่า เราเตอร์ มีหน้าที่รับแพ็กเก็ต IP และกำหนดว่าจะส่งไปที่ใด ทั้งส่งโดยตรงไปที่a เครื่องปลายทางหากเชื่อมต่อถึงกันหรือส่งต่อไปยังเราเตอร์อื่นบนเส้นทางนั้น อุปกรณ์. พวกเขาเก็บ ตารางเส้นทาง ที่ใช้กำหนดตำแหน่งที่จะส่งแพ็กเก็ตตามที่อยู่ปลายทาง

ตามเนื้อผ้าบล็อกที่อยู่ IP ถูกแบ่งออกเป็น ชั้นเรียนโดยที่ชั้นเรียนจะกำหนดจำนวนที่อยู่ในบล็อกและรูปแบบที่ออกมาเป็นอย่างไร

ที่อยู่คลาส A เริ่มต้นด้วยบิต "0" เจ็ดบิตถัดไประบุบล็อกเครือข่ายแต่ละรายการ และ 24 บิตถัดไประบุคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องภายในเครือข่ายนั้น ที่อยู่คลาส B เริ่มต้นด้วยบิต "1" ตามด้วยบิต "0" โดยที่ 14 บิตถัดไประบุบล็อกเครือข่าย และ 16 บิตต่อมาระบุคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง ที่อยู่คลาส C เริ่มต้นด้วยสองบิต "1" ตามด้วยบิต "0" โดย 21 บิตถัดไประบุบล็อกเครือข่ายและ 8 บิตสุดท้ายระบุอุปกรณ์เฉพาะภายในเครือข่าย

คลาสที่อยู่ IP ทำให้เราเตอร์สร้างตารางได้โดยง่ายโดยระบุว่าควรส่งแพ็กเก็ตที่ปลายทางสำหรับที่อยู่ IP ใดโดยเฉพาะ เนื่องจากสามารถทำได้ เก็บข้อมูลสำหรับแต่ละเครือข่ายที่ระบุโดยคำนำหน้า ของที่อยู่ IP เฉพาะ

ข้อเสียคือไม่มีประสิทธิภาพในการจัดสรรที่อยู่ IP ให้กับเครือข่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่เครือข่ายต้องการ IP มากกว่า ที่อยู่มากกว่าเครือข่ายคลาส C ที่จ่ายได้ แต่น้อยกว่าที่คลาส B จะให้ หรือมากกว่าที่คลาส B อนุญาต แต่น้อยกว่าคลาส A จัดเตรียมให้. ที่สามารถนำไปสู่ ที่อยู่ IP ที่เสียไปเมื่อองค์กรใช้คลาสที่อยู่ IP ที่ใหญ่กว่าที่ต้องการจริง หรือกำหนดเส้นทางที่ไม่มีประสิทธิภาพหากองค์กรมี เพื่อแก้ไขบล็อกที่อยู่ IP คลาส C ที่ไม่เกี่ยวข้องจำนวนมากภายในเครือข่ายเดียวจริง ๆ เพื่อรับจำนวนที่อยู่ที่พวกเขา ความต้องการ.

เพื่อให้สิ่งต่าง ๆ มีประสิทธิภาพมากขึ้น เราเตอร์และองค์กรจำนวนมากได้นำสิ่งที่เรียกว่า การกำหนดเส้นทางระหว่างโดเมนแบบไม่มีคลาส หรือ CIDR (มักออกเสียงเหมือนคำว่า "ไซเดอร์") ซึ่งช่วยให้แบ่งที่อยู่ IP ออกเป็น บล็อกที่อยู่ IP ขนาดที่ยืดหยุ่นมากขึ้นโดยสามารถตามด้วยคำนำหน้าของความยาวใดก็ได้ที่ระบุเครือข่าย โดยส่วนที่เหลือของที่อยู่ IP ที่ระบุอุปกรณ์แต่ละเครื่อง

คำนำหน้ามักจะเขียนเป็น เลขฐานสิบหรือชุดเลขฐานสิบคั่นด้วยจุดตามด้วยเครื่องหมายทับและจำนวนบิตในคำนำหน้านั้น ตัวอย่างเช่น "017/8" คือบล็อกที่อยู่ IP ที่กำหนดให้กับ Apple รวมถึงที่อยู่ IP ทั้งหมดที่ขึ้นต้นด้วยเลขฐานสองที่ตรงกับเลขทศนิยม 17 ในทำนองเดียวกัน "70.132.0.0/18" คือบล็อกที่อยู่ IP ที่จัดสรรให้กับ Amazon ซึ่งประกอบด้วยที่อยู่ที่ไบนารี 18 หลักแรกตรงกับเลขฐานสอง 18 หลักแรกในที่อยู่ IP 70.132.0.0

วิธีหนึ่งในการระบุส่วนของที่อยู่ IP ที่สอดคล้องกับเครือข่ายและส่วนที่ระบุเครื่องแต่ละเครื่องคือการใช้สิ่งที่เรียกว่า ซับเน็ตมาสก์. เครื่องมือคำนวณ IP อย่างง่ายสามารถจับคู่ที่อยู่ IP ออกเป็นสองส่วนได้

ซับเน็ตมาสก์ดูเหมือนที่อยู่ IP โดยที่มันคือ โดยทั่วไปจะเขียนเป็นชุดจุดทศนิยมสี่ตัวเช่น 255.255.254.0 หรือ 255.128.0.0 ข้อจำกัดหลักในซับเน็ตมาสก์คือเลขฐานสองทางซ้ายสุดจนถึงจุดหนึ่ง ต้องเป็น 1 ทั้งหมด และตัวเลขต่อมาต้องเป็น 0 ทั้งหมด เมื่อมีการประมวลผลที่อยู่ IP เราเตอร์จะใช้ไบนารี "และ" ของซับเน็ตมาสก์และ IP address หมายความว่าบิตใดๆ ที่เป็น 1 ทั้งในมาส์กและแอดเดรสจะเป็น 1 ในผลลัพธ์ และอื่นๆ ตัวเลขคือ 0 ผลลัพธ์คือเครือข่ายหรือซับเน็ตที่เป็นที่อยู่ IP

หากคุณต้องการคำนวณจำนวนซับเน็ตและโฮสต์ (หรืออุปกรณ์) ที่ตรงกับซับเน็ตมาสก์ที่กำหนด มันค่อนข้างง่าย จำนวนซับเน็ตทั้งหมดคือจำนวนรูปแบบที่เป็นไปได้ในที่อยู่ IP สำหรับส่วนของมาสก์ที่เป็นทั้งหมด ซึ่งจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าของจำนวนที่อยู่ในมาสก์ ตัวอย่างเช่น 255.255.254.0 ที่เขียนด้วยเลขฐานสองเริ่มต้นด้วย 23 ตัว ดังนั้นจึงมีซับเน็ตที่เป็นไปได้ 2^(23) หรือ 8,388,608 รายการ แต่ละซับเน็ตมีที่อยู่ IP ทั้งหมดที่มีคำนำหน้าที่ถูกต้องแต่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในเลขฐานสองที่เหลือ 9 หลัก ดังนั้นจึงมีที่อยู่ IP 2^9 = 512 ที่ใช้ได้สำหรับโฮสต์ในแต่ละซับเน็ต

คุณสามารถหาได้มากมาย เครื่องมือคำนวณ netmask ออนไลน์ เพื่อทำการคำนวณเหล่านี้สำหรับคุณและเพื่อจับคู่ที่อยู่ IP และซับเน็ตมาสก์กับซับเน็ต ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์สำหรับทำการคำนวณอย่างรวดเร็วนั้นสร้างขึ้นในเราเตอร์สมัยใหม่

ช่วงที่อยู่ IP บางช่วงสงวนไว้โดยเฉพาะสำหรับ ที่อยู่ IP ส่วนตัว ภายในเครือข่าย สิ่งเหล่านี้สามารถใช้ได้กับคอมพิวเตอร์หลายเครื่องในเครือข่ายที่แตกต่างกัน เนื่องจากไม่สามารถกำหนดเส้นทางผ่านอินเทอร์เน็ตทั่วโลกได้ ดังนั้นคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายในบ้านของคุณ เครื่องพิมพ์บนเครือข่ายสำนักงานและสมาร์ทโฟนในเครือข่ายของมหาวิทยาลัยของคุณอาจมีที่อยู่ IP ส่วนตัวเดียวกันโดยไม่ต้องสร้างใดๆ ขัดแย้ง.

ดิ ช่วง IP ส่วนตัวคือ 10.0.0.0 ถึง 10.255.255.255, 172.16.0.0 ถึง 172.31.255.255 และ 192.168.0.0 ถึง 192.168.255.255. ในเงื่อนไข CIDR นั่นคือ 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 และ 192.168.0.0/16

ยกเว้นในสถานการณ์ที่ไม่ปกติ เราเตอร์และคอมพิวเตอร์ควรได้รับการกำหนดค่าไม่ให้กำหนดเส้นทางแพ็กเก็ตที่ส่งไปยังที่อยู่ IP ส่วนตัว นอกเครือข่ายและไม่ใช้ที่อยู่ IP ส่วนตัวที่ไม่ได้กำหนดให้กับเครือข่ายเพื่อระบุคอมพิวเตอร์ภายในเครือข่าย

ที่อยู่ IP แบบพิเศษอีกประเภทหนึ่งคือ ที่อยู่ลูปแบ็ค. นี่คือ ที่อยู่ IP ในช่วง 127.0.0.1-127.255.255.255. ในแง่ CIDR นั่นคือช่วง 127.0.0.0/8 ซึ่งเป็นบล็อกที่อยู่ IP คลาส A ด้วย

ที่อยู่ IP เหล่านั้น อ้างถึงคอมพิวเตอร์ปัจจุบันที่กำลังประมวลผลแพ็กเก็ต. ที่อยู่ลูปแบ็คมักใช้สำหรับการทดสอบและการพัฒนา เมื่อโปรแกรมเมอร์และคนไอทีต้องการตรวจสอบว่าบริการทำงานบนคอมพิวเตอร์เครื่องปัจจุบันหรือไม่ ในบางกรณีที่โปรแกรมที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์ถูกตั้งค่าให้ตอบสนองต่อข้อความจากเครื่องเดียวกันเท่านั้น loopback สามารถใช้ที่อยู่เพื่อความปลอดภัย เนื่องจากสามารถรับข้อความได้ด้วยที่อยู่ปลายทางแบบวนรอบจากที่อยู่เดียวกันเท่านั้น คอมพิวเตอร์.

ที่อยู่ "127.0.0.1" เป็นที่อยู่ IP ที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับการวนรอบและโดยทั่วไปควรใช้เว้นแต่ มีเหตุผลสำคัญที่ต้องใช้อย่างอื่น เนื่องจากผู้ใช้และซอฟต์แวร์มีแนวโน้มที่จะ เข้าใจมัน.

ชื่อโดเมนวัตถุประสงค์พิเศษ "localhost" ยังใช้เพื่ออ้างถึงคอมพิวเตอร์ปัจจุบัน