Subnetting
Маска подсети — битовая маска, определяющая, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети (при этом, в отличие от IP-адреса, маска подсети не является частью IP-пакета). Например, узел с IP-адресом 12.34.56.78 и маской подсети 255.255.255.0 находится в сети 12.34.56.0 с длиной префикса 24 бита. В случае адресации IPv6 адрес 2001:0DB8:1:0:6C1F:A78A:3CB5:1ADD с длиной префикса 32 бита (/32) находится в сети 2001:0DB8::/32.
Другой вариант определения — это определение подсети IP-адресов. Например, с помощью маски подсети можно сказать, что один диапазон IP-адресов будет в одной подсети, а другой диапазон соответственно в другой подсети.
Чтобы получить адрес сети, зная IP-адрес и маску подсети, необходимо применить к ним операцию поразрядной конъюнкции (логическое И). Например, в случае более сложной маски (битовые операции в IPv6 выглядят аналогично):
IP-адрес: 11000000 10101000 00000001 00000010 (192.168.1.2) Маска подсети: 11111111 11111111 11111110 00000000 (255.255.254.0) Адрес сети: 11000000 10101000 00000000 00000000 (192.168.0.0)
Легенда:
- Часть маски, определяющая адрес сети, состоящая из единиц.
- Адрес сети, который определяется маской подсети.
- Диапазон адресов устройств в этой сети.
Разбиение одной большой сети на несколько маленьких подсетей позволяет упростить маршрутизацию. Например, пусть таблица маршрутизации некоторого маршрутизатора содержит следующую запись:
| Сеть назначения | Маска сети | Адрес шлюза |
|---|---|---|
| 192.168.1.0 | 255.255.255.0 | 10.20.30.1 |
Пусть теперь маршрутизатор получает пакет данных с адресом назначения 192.168.1.2. Обрабатывая построчно таблицу маршрутизации, он обнаруживает, что при наложении на адрес 192.168.1.2 маски 255.255.255.0 получается адрес сети 192.168.1.0. В таблице маршрутизации этой сети соответствует шлюз 10.20.30.1, которому и отправляется пакет.
| IP-адреса | Биты(Bits) | Префикс(Prefix) | Маска подсети(Subnet mask) |
|---|---|---|---|
| 1 | 0 | /32 | 255.255.255.255 |
| 2 | 1 | /31 | 255.255.255.254 |
| 4 | 2 | /30 | 255.255.255.252 |
| 8 | 3 | /29 | 255.255.255.248 |
| 16 | 4 | /28 | 255.255.255.240 |
| 32 | 5 | /27 | 255.255.255.224 |
| 64 | 6 | /26 | 255.255.255.192 |
| 128 | 7 | /25 | 255.255.255.128 |
| 256 | 8 | /24 | 255.255.255.0 |
| 512 | 9 | /23 | 255.255.254.0 |
| 1k | 10 | /22 | 255.255.252.0 |
| 2k | 11 | /21 | 255.255.248.0 |
| 4k | 12 | /20 | 255.255.240.0 |
| 8k | 13 | /19 | 255.255.224.0 |
| 16k | 14 | /18 | 255.255.192.0 |
| 32k | 15 | /17 | 255.255.128.0 |
| 64k | 16 | /16 | 255.255.0.0 |
| 128k | 17 | /15 | 255.254.0.0 |
| 256k | 18 | /14 | 255.252.0.0 |
| 512K | 19 | /13 | 255.248.0.0 |
| 1M | 20 | /12 | 255.240.0.0 |
| 2M | 21 | /11 | 255.224.0.0 |
| 4M | 22 | /10 | 255.192.0.0 |
| 8M | 23 | /9 | 255.128.0.0 |
| 16M | 24 | /8 | 255.0.0.0 |
| 32M | 25 | /7 | 254.0.0.0 |
| 64M | 26 | /6 | 252.0.0.0 |
| 128M | 27 | /5 | 248.0.0.0 |
| 256M | 28 | /4 | 240.0.0.0 |
| 512M | 29 | /3 | 224.0.0.0 |
| 1024M | 30 | /2 | 192.0.0.0 |
| 2048M | 31 | /1 | 128.0.0.0 |
| 4096M | 32 | /0 | 0.0.0.0 |
Маски при бесклассовой маршрутизации (CIDR)
Маски подсети являются основой метода бесклассовой маршрутизации (CIDR). При этом подходе маску подсети записывают вместе с IP-адресом в формате «IP-адрес/количество единичных бит в маске». Число после знака дроби (так называемая длина префикса сети) означает количество единичных разрядов в маске подсети.
Рассмотрим пример записи диапазона IP-адресов в виде 10.96.0.0/11. В этом случае маска подсети будет иметь двоичный вид 11111111 11100000 00000000 00000000, или то же самое в десятичном виде: 255.224.0.0. 11 разрядов IP-адреса отводятся под адрес сети, а остальной 32-11=21 разряд полного адреса (11111111 11100000 00000000 00000000) — под локальный адрес в этой сети. Итого, 10.96.0.0/11 означает диапазон адресов от 10.96.0.0 до 10.127.255.255.
| IP/маска | До последнего IP
в подсети |
Маска | Количество адресов | Количество хостов | Класс |
|---|---|---|---|---|---|
| a.b.c.d/32 | +0.0.0.0 | 255.255.255.255 | 1 | 1* | 1/256 C |
| a.b.c.d/31 | +0.0.0.1 | 255.255.255.254 | 2 | 2* | 1/128 C |
| a.b.c.d/30 | +0.0.0.3 | 255.255.255.252 | 4 | 2 | 1/64 C |
| a.b.c.d/29 | +0.0.0.7 | 255.255.255.248 | 8 | 6 | 1/32 C |
| a.b.c.d/28 | +0.0.0.15 | 255.255.255.240 | 16 | 14 | 1/16 C |
| a.b.c.d/27 | +0.0.0.31 | 255.255.255.224 | 32 | 30 | 1/8 C |
| a.b.c.d/26 | +0.0.0.63 | 255.255.255.192 | 64 | 62 | 1/4 C |
| a.b.c.d/25 | +0.0.0.127 | 255.255.255.128 | 128 | 126 | 1/2 C |
| a.b.c.0/24 | +0.0.0.255 | 255.255.255.000 | 256 | 254 | 1 C |
| a.b.c.0/23 | +0.0.1.255 | 255.255.254.000 | 512 | 510 | 2 C |
| a.b.c.0/22 | +0.0.3.255 | 255.255.252.000 | 1024 | 1022 | 4 C |
| a.b.c.0/21 | +0.0.7.255 | 255.255.248.000 | 2048 | 2046 | 8 C |
| a.b.c.0/20 | +0.0.15.255 | 255.255.240.000 | 4096 | 4094 | 16 C |
| a.b.c.0/19 | +0.0.31.255 | 255.255.224.000 | 8192 | 8190 | 32 C |
| a.b.c.0/18 | +0.0.63.255 | 255.255.192.000 | 16 384 | 16 382 | 64 C |
| a.b.c.0/17 | +0.0.127.255 | 255.255.128.000 | 32 768 | 32 766 | 128 C |
| a.b.0.0/16 | +0.0.255.255 | 255.255.000.000 | 65 536 | 65 536 | 256 C = 1 B |
| a.b.0.0/15 | +0.1.255.255 | 255.254.000.000 | 131 072 | 131 070 | 2 B |
| a.b.0.0/14 | +0.3.255.255 | 255.252.000.000 | 262 144 | 262 142 | 4 B |
| a.b.0.0/13 | +0.7.255.255 | 255.248.000.000 | 524 288 | 524 286 | 8 B |
| a.b.0.0/12 | +0.15.255.255 | 255.240.000.000 | 1 048 576 | 1 048 574 | 16 B |
| a.b.0.0/11 | +0.31.255.255 | 255.224.000.000 | 2 097 152 | 2 097 150 | 32 B |
| a.b.0.0/10 | +0.63.255.255 | 255.192.000.000 | 4 194 304 | 4 194 302 | 64 B |
| a.b.0.0/9 | +0.127.255.255 | 255.128.000.000 | 8 388 608 | 8 388 606 | 128 B |
| a.0.0.0/8 | +0.255.255.255 | 255.000.000.000 | 16 777 216 | 16 777 214 | 256 B = 1 A |
| a.0.0.0/7 | +1.255.255.255 | 254.000.000.000 | 33 554 432 | 33 554 430 | 2 A |
| a.0.0.0/6 | +3.255.255.255 | 252.000.000.000 | 67 108 864 | 67 108 862 | 4 A |
| a.0.0.0/5 | +7.255.255.255 | 248.000.000.000 | 134 217 728 | 134 217 726 | 8 A |
| a.0.0.0/4 | +15.255.255.255 | 240.000.000.000 | 268 435 456 | 268 435 454 | 16 A |
| a.0.0.0/3 | +31.255.255.255 | 224.000.000.000 | 536 870 912 | 536 870 910 | 32 A |
| a.0.0.0/2 | +63.255.255.255 | 192.000.000.000 | 1 073 741 824 | 1 073 741 822 | 64 A |
| a.0.0.0/1 | +127.255.255.255 | 128.000.000.000 | 2 147 483 648 | 2 147 483 646 | 128 A |
| 0.0.0.0/0 | +255.255.255.255 | 000.000.000.000 | 4 294 967 296 | 4 294 967 294 | 256 A |
*Чтобы в сетях с такой размерностью маски возможно было разместить хосты, отступают от правил принятых для работы в остальных сетях.
Возможных узлов подсети меньше количества адресов на два: начальный адрес сети резервируется для идентификации подсети, последний — в качестве широковещательного адреса (возможны исключения в виде адресации в IPv4 сетей /32 и /31).
