Кінцевий посібник із підмережі (включаючи 10 кращих калькуляторів підмережі)

Кінцевий посібник для підмережі

Підмережі допомагають зменшити перевантаженість мережі. Підмережа – це широко застосовувана практика управління мережею, яка передбачає розбиття мережі на секції. Підмережа створює кілька взаємопов’язаних мереж під одним адресним простором, розглядаючи кожен розділ як підмережу або “підмережу”, а не колекцію незалежних мереж.

Підмережа виділяє IP-адреси пристроям у сегментованій мережі. Виділення адресних областей може бути головним болем, і як ваша мережа зростає, ви не зможете вручну керувати IP-адресами. Розщеплення мережі має багато ускладнень, але в більшості випадків здоровий глузд насправді є найкращим інструментом. Планування також є важливим.

У цьому посібнику висвітлено деякі основні міркування щодо адреси, які потрібно планувати при розбитті мережі, а також інструменти та практики, необхідні для керування новою конфігурацією адресного простору..

Чому підмережа?

Типову локальну мережу складають дроти, що з’єднують між собою пристрої, які дозволяють комунікації декількох кінцевих точок, таких як настільні ПК, принтери, сервери та навіть телефони. У якийсь момент в мережі трафік, призначений для кількох кінцевих точок, збирається проходити по одному кабелю. Дані переміщуються по мережі як електронний імпульс, застосований до проводу.

Коли електроенергія подається на провід, вона заволодіває всією довжиною кабелю миттєво. За проводом може одночасно працювати лише одне джерело сигналу.

Якщо декілька кінцевих точок одночасно надсилають дані, плати, що представляють собою дані, змішуються. Це називається “зіткнення“І робить безперешкодно передані дані. Отже, зіткнення треба уникати. Це уникнення зіткнень управляється мережевою картою кожного підключеного пристрою. Він перевірить лінію, щоб переконатися, що на ній немає струму, а потім подасть сигнал на кабель.

Застій виникає, коли занадто багато кінцевих точок, підключених до одного проводу. У цьому випадку кількість часу, який кожному пристрою доводиться чекати, щоб отримати чіткий постріл на дроті, робить мережу «повільною». Щоб уникнути того, як один користувач завис до мережі та не заблокував усіх інших, передачі даних розділяються на шматки. Додаток, що отримує дані, перевірить послідовність пакетів, що надходять, і перекомпонує їх корисне навантаження в потік.

Мережева карта повинна перевірити наявність мережі для кожного пакету, який вона надсилає. Коли багато кінцевих точок використовують один і той же провід, тиша на лінії, яка дає передачі мережевої картки можливість відправити наступний пакет, стає рідкісним. Отже, отримана заявка повинна чекати довше, щоб переказ завершився.

Можливо, у вашій мережі є дуже ефективне обладнання, але якщо у вас занадто багато кінцевих точок спільного доступу, користувачі скаржаться на те, що мережа повільна і це заважає їм ефективно виконувати свою роботу. У цій ситуації найкращий варіант розбиття мережі на підмережі.

– Точка впровадження

Після того, як ви розділили свою мережу на секції, вам потрібно порахувати кількість пристроїв у кожній підмережі та призначити IP-адреси кожному. Адреси в кожній підмережі повинні бути суміжними. Це означає, що вам потрібно зарезервувати діапазон IP-адрес для кожної підмережі. Розрахунок цього діапазону є предметом підмережі IP. Отже, тепер ви дізнаєтесь про підмережу мережі.

Що таке підмережа?

Термін «підмережа» конкретно стосується міркувань адреси для системи, що включає підмережі. У мережі IP ви використовуєте IP-адресу. Це ідентифікатор, який складається з чотирьох 8-бітних чисел, які розділені крапкою (“.”). Кожне восьмирозрядне двійкове число відоме як октет.

Послідовність чисел працює на базі 256. Кожне число в адресі представляє базове двійкове число з восьми біт. Найвище восьмизначне двійкове число – 11111111, що становить 255 у нашій звичайній системі десяткового підрахунку.

Отже, адреси працюють у порядку від 0,0.0.1 до 0.0.0.255, а потім наступна адреса вгору – 0.0.1.0. Максимальне дозволене число в будь-якому адресному просторі – 255.255.255.255. Оскільки це лише представлення двійкових чисел, фактична максимальна двійкова адреса – це дійсно 11111111.11111111.11111111.11111111. У двійковій версії IP-адреси є 32 числа, і кожне може бути лише нулем або одиницею.

Кожен пристрій у вашій мережі повинен мати унікальну IP-адресу. Ця унікальність стосується лише вашої мережі не має значення, якщо якась інша мережа десь інше використовує ті самі адреси, що і ви. Однак у вас не може бути однакова IP-адреса, призначена пристрою в одній підмережі, а також пристрою в іншій підмережі. У мережевій термінології кожен пристрій, якому потрібна унікальна IP-адреса для спілкування по мережі, називається “хостом”.

Адреса трансляції та адреса мережі

Виділення вашої підмережі поділить наявний діапазон адрес на діапазон, зарезервований для кожної підмережі. Діапазон адрес для підмережі завжди починається з парного числа і закінчується непарним номером. Перше число діапазону позначається як ідентифікатор мережі. Останнє число в діапазоні стає “Ідентифікатор трансляції,Що означає, що будь-які повідомлення, надіслані на цю IP-адресу, отримують усі пристрої в підмережі.

– Точка впровадження

Коли ви плануєте область адрес для кожної своєї підмережі, вам слід додати до діапазону ще дві адреси – ідентифікатор мережі та ідентифікатор мовлення..

У системі підмережі є ще один адресний елемент, а саме:Маска підмережі.”Це розділяє IP-адресу підмережі на мережевий елемент та хост-елемент. Немає фіксованої точки для поділу між мережевою та хост-секцією адреси. Довжина кожної частини вказується маскою підмережі.

– Точка впровадження

Не потрібно робити адресний простір для кожної підмережі однакового розміру. Тому, слід розраховувати вимоги до адреси кожної підмережі окремо.

Наступний розділ цього посібника пояснить це питання більш докладно.

Маска підмережі

Маска підмережі IP надасть вам ідентифікатор мережі для будь-якої заданої підмережі. Якщо ви візьмете IP-адресу пристрою в підмережі і застосуєте до неї маску підмережі за допомогою булевої алгебри, ви отримаєте ідентифікатор мережі. Пам’ятайте, що мережевий ідентифікатор – це також перша адреса в діапазоні, виділеному підмережі.

Ця система математичного вирахування дозволяє мережевому обладнанню визначати, до якого сегменту мережі надходить повідомлення, використовуючи маску підмережі. Розуміння системи підмережі дозволяє правильно налаштувати підмережі та виділити правильний пул адрес для кожної підмережі.

Усі значення масок будуть для певної кількості біт зліва, а решта позиції заповнюються нулями. Кількість масок дає довжину маски. Кількість нулів у масці дає довжину підмережі, що дозволяє виділяти унікальні IP-адреси пристроям, підключеним до підмережі. Цю другу частину адреси іноді називають “хостами-бітами”. Чим більше довжина підмережі, тим більше адреси ви отримуєте в пулі для цієї підмережі. Немає правильної довжини для маскування, це лише питання того, скільки адрес хостів вам потрібно в кожній підмережі.

Існує лише обмежена кількість форматів для маски підмережі через вимогу, що всі, які знаходяться в IP-адресі, повинні бути суміжними і починатися з першого положення зліва. Місце останнього “1” у масці підмережі ідентифікує октет маски. Маска може з’являтися в будь-якому з чотирьох октетів маски підмережі. Кінцеве число у десятковій версії маски завжди становить 255, 254, 252, 248, 240, 224, 192 або 128. Це тому, що ці числа відповідають двійковим октетам 11111111, 11111110, 11111100, 11111000, 11110000, 11100000 , 11000000, 10000000.

Ось список дійсних масок підмережі:

Маска підмережіДомашня маскаМаска октетДружина підмережіКількість адрес
255.255.255.25431412
255.255.255.25230424
255.255.255.24829438
255.255.255.240284416
255.255.255.224274532
255.255.255.192264664
255.255.255.1282547128
255.255.255.02438256
255.255.254.02339512
255.255.252.0223101024 рік
255.255.248.0213112048 рік
255.255.240.0203124096
255.255.224.0193138192
255.255.192.01831416384
255.255.128.01731532768
255.255.0.01621665536
255.254.0.015217131072
255.252.0.014218262144
255.248.0.013219524288
255.240.0.0122201048576
255.224.0.0112212097152
255.192.0.0102224194304
255.128.0.092238388608
255.0.0.0812416777216

У кожному випадку, показаному в таблиці вище, кількість адрес хостів, наявних у пулі, на два менше, ніж загальна кількість адрес, створених маскою підмережі. Це відбувається тому перша та остання адреси в діапазоні зарезервовані як мережева адреса (ідентифікатор мережі) та адреса широкомовної інформації (широкомовний ідентифікатор).

Ці значення маски – це десяткове представлення фактичної двійкової маски. Отже, насправді маска 255.255.255.240 є 11111111.11111111.11111111.11110000.

Застосування маски до IP-адреси вимагає використання булевої алгебри та роботи з двійковими версіями адреси та маски, а не десятковою версією.

За допомогою булевого І потрібно встановити кожен біт, що знаходиться в одному положенні двох чисел, для того, щоб цей біт був встановлений в результатах. Якщо будь-який з цих двох бітів дорівнює нулю, результат для цієї позиції в кількості буде нульовим.

Враховуючи мережеву IP-адресу 60.15.20.200 та маску підмережі 255.255.255.240, ви б і двійкові числа для цих адрес разом із наступними результатами:

     00111100.00001111.00010100.11001000

І 11111111.11111111.11111111.11110000

= 00111100.00001111.00010100.11000000

= 60.15.20.192

У цьому прикладі довжина маски становить 28, а довжина підмережі – 4. Коли ви І ця підмережа маскує до будь-якої двійкової адреси, перші 28 біт адреси відображатимуться в результатах без змін. Останні чотири біти адреси буде витерто та замінено нулями.

Коли ви маєте мережевий ідентифікатор для адреси, легко виявити ідентифікатор трансляції. Оскільки довжина підмережі становить 4, такий діапазон адрес має 16 членів. Отже, вам просто потрібно додати 16 до IP-адреси мережного ідентифікатора. Це дає 60.15.20.208. Однак, ID трансляції завжди повинен бути непарним номером, а мережевий ідентифікатор – це один із набору 16 адрес, тому відрахуйте 1, і ви знаєте, що широкомовний ідентифікатор для цієї підмережі дорівнює 60.15.20.207. Пристроям у цій підмережі можуть бути призначені адреси з 60.15.20.193 до 60.15.20.206.

Позначення підмережі: CIDR

Ще один момент, про який потрібно знати, – це стандарт позначень, що використовується для підмережі. Довжина маски може бути додана до ідентифікатора мережі, щоб отримати швидше уявлення про розмір підмережі. Це випливає з ідентифікатора після нахилу. Отже, у нашому прикладі ця область підмережі може бути записана як 60.15.20.192/28. Враховуючи, що вся довжина будь-якої маски підмережі становить 32, інформація про те, що довжина маски – 28, говорить вам про те, що частина підмережі має 4 цифри.

Ця позначення належить до системи підмереж, яка стосується методології маршрутизації, що називається Безкласний Інтернет-маршрутизація домену, який скорочується до CIDR і вимовляється «сидр». Це дуже гнучка манера поділу адресного простору мережі, ніж система, заснована на попередніх класах, використовувала різні діапазони бітів для підмереж. Вам не потрібно вивчати методи на основі класу, оскільки CIDR замінив оригінальний метод підмережі і є набагато більш зручним для користувачів.

Ярлики підмереж

Вам потрібно дійсно виконувати обчислення на сегментах, включаючи та після зміни з матриці на нулі в масці підмережі. У наведеному вище прикладі ви знаєте, враховуючи, що перші три сегменти адреси мають значення 255, що ідентифікатор мережі матиме однакові перші три сегменти даної IP-адреси. Продовжуючи наш приклад, вам просто потрібно скопіювати 60.15.20 і зосередитись на останньому сегменті адреси.

Калькулятор програміста може допомогти вам опрацювати двійкові номери, а також може забезпечити функцію І, тому вам не доведеться виписувати обчислення на папері. Звичайний калькулятор в Windows може забезпечити цю функцію. Вам просто потрібно натиснути на меню Гамбургер у верхньому лівому куті та вибрати Програміст з параметрів налаштувань.

Меню калькулятора Windows

У цьому режимі ви можете виконувати операції І на двійкових чи десяткових числах. Результати розрахунків представлені в обох форматах.

Windows Калькулятор у двійковому режимі

Маскування підмережі змінної довжини

Підручник з підмережі в цьому посібнику базується на CIDR, що забезпечує велику гнучкість у розмірі адресних пулів, які ви призначаєте кожній підмережі. Насправді вам не потрібно обмежувати вашу систему лише однією маскою підмережі. Для кожної підмережі можна призначити пули адрес різного розміру. Це відомо як “маскування підмережі змінної довжини”(VLSM). Клас підмережі резервує розділи всього адресного простору для окремих класів, при цьому кожен клас має маску підмережі за замовчуванням. Немає таких фіксованих точок з VLSM.

Пам’ятайте, що адресація підмережі є функцією маршрутизації. Тому, якщо ви хочете використовувати маскування підмережі змінної довжини, вам потрібно бути впевненим, що ваше мережеве обладнання може впоратися з методологією. Більшість мережевих пристроїв обладнані для управління низкою протоколів маршрутизації. На щастя, більшість цих систем маршрутизації може впоратися з VLSM.

Зокрема, ви можете використовувати VLSM з протоколом інформації про маршрутизацію v2 (RIPv2), інтегрованою проміжною системою до протоколу інтегрованої системи (IS-IS), з розширеним протоколом маршрутизації внутрішнього шлюзу (EIGRP) та з відкритим найкоротшим шляхом спочатку (OSPF) та з кордоном Протокол шлюзу (BGP) може впоратися з VLSM. Практично всі маршрутизатори сумісні із системою RIPv1 і можуть фактично використовувати цей протокол як налаштування за замовчуванням. Потрібно переконатися, що потрібно змінити цей параметр, оскільки RIPv1 не може впоратися з VLSM.

– Точка впровадження

Коли ви обчислюєте діапазони адрес для кожної своєї підмережі, вам потрібно вибрати маску підмережі, яка дає вам достатньо хостів у цій підмережі. Отже, вам потрібно округлити розподіл адрес до наступного можливого розміру блоку. Наприклад, якщо у вас є підмережі, що містять 67, 18 та 45 пристроїв, Перш за все, ви повинні додати дві адреси до кожного розділу для ідентифікатора мережі та ідентифікатора трансляції. Тому вам потрібні діапазони адрес, що містять 69, 20 та 47 адрес.

Дивлячись на таблицю доступних початкових точок підмережі вище, ви можете бачити, що хоча ви можете мати адресні простори різного розміру, є фіксовані точки, в яких може починатися діапазон адрес. Ви не можете мати діапазон адрес 69, тому вам доведеться округлити та виділити 128 адрес цієї підмережі. Підмережа, якій потрібно 20 IP-адрес, отримає розподіл 32, а підмережа, якій потрібно 47 адрес, отримає 64.

Тому вам потрібно працювати з розподілом підмережі 128 + 32 + 64, що працює в 224. Хоча ця стратегія створює прогалини в адресному просторі, він більш ефективний, ніж метод фіксованої довжини підмережі що вимагало б, щоб кожна підмережа мала однаковий розмір адресного простору. VLSM дозволяє значно більше число підмереж.

Підраховуючи початкову точку адреси, вам доведеться повторно округлити, оскільки не існує діапазону адрес підсети, який дає 224 IP-адреси. Наступний пункт вгору надасть вам 256 адрес. Це вихідна адреса 255.255.255.0.

Ваша перша підмережа матиме адресу 255.255.255.0. Залишився простір в діапазоні адрес необхідний і для цієї першої підмережі, і для двох інших підмереж. Отже, ви розділите діапазон адрес ще в два рази. Ось чому маскування підмережі змінної довжини іноді називають “підмережа підмережі.”

Знову зверніться до таблиці вище. Наступна можлива відправна точка підмережі – 255.255.255.128. Отже, діапазон адрес для вашої найбільшої підмережі впишеться в діапазон між 255.255.255.0 і 255.255.255.127. The Ідентифікатор мережі для цієї підмережі буде 255.255.255.0 і Ідентифікатор трансляції буде 255.255.255.127. В цьому діапазоні доступно 126 IP-адрес. Вам потрібно 67 адрес, тому в цьому обсязі буде запасно 59 адрес. Це дає вам багато місця для додавання нових пристроїв у цю підмережу.

Адреса 255.255.255.128 буде адресою Ідентифікатор мережі для наступної підмережі. Вам потрібно 45 адрес для цієї мережі, але вам потрібно виділити діапазон 64 Ідентифікатор мережі і Ідентифікатор трансляції займає два з цього виділення, тож ви будете адресувати 45 пристроїв, а потім матимете 17 запасних IP-адрес. The Ідентифікатор трансляції для цієї підмережі буде 255.255.255.191.

The Ідентифікатор мережі для вашої останньої підмережі буде 255.255.255.192. Ця підмережа містить 18 пристроїв, і вам також потрібен Ідентифікатор мережі і а Ідентифікатор трансляції, тому цей адресний простір буде містити 32 адреси, залишаючи 12 запасних IP-адрес. Ідентифікатор трансляції для цієї підмережі буде 255.255.255.223. Це залишає адресні простори для нових підмереж між 255.255.255.224 та 255.255.255.253.

Калькулятори підмережі

Як було зазначено вище, стандартний калькулятор Windows може допомогти вам розробити членство в пулі адрес підмережі. Деякі зручні калькулятори, спеціально розроблені для підмережі, також варто спробувати. Багато з цих калькуляторів підмережі доступні в Інтернеті, і вони працюють незалежно від операційної системи.

Ось наш список найкращі безкоштовні калькулятори підмережі:

  1. SolarWinds Advanced Subnet Calculator – безкоштовний інструмент, який працює в Windows
  2. Калькулятор підмережі Tech-FAQ – безкоштовна утиліта, яка працює на Windows
  3. Підмережа Ninja – безкоштовний онлайн-калькулятор
  4. Калькулятор підмережі Spiceworks – безкоштовний онлайн-інструмент
  5. Калькулятор підмережі IP – ще один безкоштовний онлайн-інструмент
  6. Підмережа Calc – безкоштовна і написана для Macs
  7. Калькулятор підмережі VLSM (CIDR) – безкоштовний онлайн-калькулятор, що спеціалізується на підмережах змінної довжини
  8. Ipcalc – онлайн або може бути встановлений на Linux
  9. Sipcalc – утиліта командного рядка для Linux
  10. Калькулятор підмереж IP – інструмент для Windows та Linux

Основна IP-підмережа

Підмережа не така вже й складна, якщо ви використовуєте спеціалізований калькулятор та реалізуєте CIDR замість IP-маршрутизації на основі класу..

Якщо складнощі розподілу діапазонів для кожної підмережі та підмережі мережі змусили вас розділити вашу мережу, то вам слід мати впевненість детальніше розглянути стратегію..

Можливість обчислювати область підмережі є важливою частиною сертифікації мережевої інженерії. Якщо ви сподіваєтесь стати Cisco сертифікований технік з питань вступу в мережу або а Cisco Certified Network Associate, вам знадобляться навички підмережі під поясом. Ви не зможете скласти іспити CCENT 100-101 або CCNA 200-120, не освоївши ці методи.

Зображення: Підмережа Брендона Леона через Flickr. Ліцензовано під CC BY-SA 2.0

Kim Martin
Kim Martin Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me