Subnetmasker berekenen (definitieve gids voor subnetten)

Het onderwerp waar we vandaag mee te maken hebben, is niet voor iedereen bedoeld, want als we van plan zijn een goede gids over netwerken te maken, is het essentieel om een ​​artikel te hebben waarin wordt uitgelegd hoe het subnetmasker moet worden berekend, een techniek die subnetting wordt genoemd. Hiermee kunnen IT-beheerders overal de netwerk- en subnetstructuur ontwerpen.

Inhoudsindex

Om dit te doen, moeten we heel goed weten wat een netmasker is, de IP-klassen en hoe we IP-adressen van decimaal naar binair kunnen transformeren, hoewel we hiervoor al een artikel hebben dat we een tijdje geleden hebben gedaan.

Voor nu gaan we ons concentreren op het berekenen van het netmasker op IPv4-adressen, aangezien IPv6 nog niet voldoende is geïmplementeerd om het in de praktijk te brengen, misschien in een later artikel zullen we dat doen. Laten we zonder verder oponthoud aan de slag gaan.

IPv4-adres en IP-protocol

Laten we bij het begin beginnen, een decimaal numeriek IP-adres dat logisch, uniek en onherhaalbaar identificeert en volgens een hiërarchie een netwerkinterface. IPv4-adressen worden gemaakt met een 32-bits adres (32 enen en nullen in binair formaat), gerangschikt in 4 octetten (groepen van 8 bits), gescheiden door punten. Voor een comfortabelere weergave gebruiken we altijd decimale notatie, dit is direct wat we zien in de hosts en netwerkapparatuur.

Het IP-adres bedient het adresseringssysteem volgens het IP- of internetprotocol. IP werkt op de netwerklaag van het OSI-model, zijnde een niet-verbindingsgericht protocol, dus gegevensuitwisseling kan plaatsvinden zonder voorafgaande toestemming tussen ontvanger en zender. Dit betekent dat het datapakket het snelste pad op het netwerk zoekt totdat het de bestemming bereikt, en van router naar router springt.

Dit protocol werd in 1981 geïmplementeerd, omdat het frame of datapakket een header heeft, een IP-header genoemd. Daarin worden onder andere de IP-adressen van de bestemming en de herkomst opgeslagen, zodat de router weet waar de pakketten telkens heen moeten. Maar daarnaast slaan IP-adressen informatie op over de identificatie van het netwerk waarin ze opereren en zelfs de grootte en het onderscheid tussen verschillende netwerken. Dit wordt gedaan dankzij het netmasker en het netwerk-IP.

Vertegenwoordiging en bereik

Een IP-adres heeft dan deze nomenclatuur:

Omdat elk octet een binair getal van 8 nullen en enen heeft, kunnen we, door dit te vertalen naar decimale notatie, getallen maken van 0 tot 255.

We zullen in dit artikel niet uitleggen hoe je van decimaal naar binair kunt converteren en vice versa, je vindt dit hier:

Definitieve gids over het maken van conversies tussen nummeringsystemen

Dan kunnen we nooit een IP-adres hebben met nummers kleiner dan 0 of groter dan 255. Als 255 is bereikt, wordt het volgende nummer weer 0 en het volgende octet is het enige cijfer dat begint met tellen. Het is precies zoals de minutenwijzer van een horloge.

Hoe netwerken worden gemaakt

We weten wat een IP-adres is, hoe het wordt weergegeven en waarvoor het is bedoeld, maar we moeten enkele speciale IP-adressen kennen om te weten hoe we het subnetmasker moeten berekenen.

Netmask

Het netmask is een IP-adres dat de omvang of omvang van een netwerk definieert. Hiermee kunnen we weten hoeveel subnetten we kunnen maken en hoeveel hosts (computers) we ermee kunnen verbinden.

Het netmasker heeft dus hetzelfde formaat als het IP-adres, maar wordt altijd onderscheiden door de octetten die het netwerkgedeelte begrenzen met enen en het hostgedeelte met nullen zoals deze:

Dit betekent dat we niet willekeurig IP-adressen kunnen geven om een ​​netwerk met hosts te vullen, maar we moeten het netwerkgedeelte en het hostgedeelte respecteren. We zullen altijd met het hostgedeelte werken zodra we het netwerkgedeelte hebben berekend en een IP aan elk subnet hebben toegewezen.

IP-adres van netwerk

We hebben ook een IP-adres dat verantwoordelijk is voor het identificeren van het netwerk waartoe de apparaten behoren. Laten we begrijpen dat er in elk netwerk of subnet een identificerend IP-adres is dat alle hosts gemeenschappelijk moeten hebben om hun lidmaatschap daarin aan te geven.

Dit adres wordt gekenmerkt doordat het gemeenschappelijke netwerkgedeelte en het hostgedeelte altijd op 0 staan, op deze manier:

We kunnen de octetten van het hostgedeelte 0 die het netwerkmasker van de vorige sectie ons heeft aangegeven, op 0 zetten. In dit geval zou het 2 zijn, terwijl de andere 2 voor het netwerkgedeelte zou zijn, zijnde een gereserveerd IP-adres.

Uitzendadres

Het uitzendadres is precies het tegenovergestelde van het netwerkadres, daarin hebben we alle bits van de octetten die de hosts adresseren ingesteld op 1.

Met dit adres kan een router een bericht sturen naar alle hosts die op het netwerk of subnet zijn aangesloten, ongeacht hun IP-adres. Hiervoor wordt het ARP-protocol gebruikt, bijvoorbeeld om adressen toe te wijzen of om statusberichten te versturen. Het is dus weer een gereserveerde IP.

Host IP-adres

En tot slot hebben we het IP-adres van de host, waarin het netwerkgedeelte altijd onveranderlijk blijft en het hostgedeelte zal veranderen op elke host. In het voorbeeld dat we nemen zou dit bereik zijn:

We zouden dan 2 16-2 hosts kunnen adresseren, dat wil zeggen 65.534 computers die de twee adressen voor netwerk en uitzending aftrekken.

IP-klassen

Tot nu toe was het simpel, toch? We weten al dat bepaalde IP-adressen zijn gereserveerd voor netwerk, uitzending en masker, maar we hebben de IP-klassen nog niet gezien. in feite zijn deze adressen onderverdeeld in families of klassen, om de doeleinden te onderscheiden waarvoor ze in elk geval zullen worden gebruikt.

Met IP-klassen begrenzen we het waardenbereik dat dit kan aannemen op het netwerkgedeelte, het aantal netwerken dat ermee kan worden gemaakt en het aantal hosts dat kan worden geadresseerd. In totaal hebben we 5 IP-klassen gedefinieerd door de IETF (Internet Engineering Task Force):

Let wel, we hebben het nog niet over het berekenen van een subnetmasker, maar over de mogelijkheid om netwerken te creëren. Dit is wanneer we subnetten en de details ervan zullen zien.

• Klasse A Klasse B Klasse C Klasse D Klasse E

Case A IP's worden gebruikt om zeer grote netwerken te creëren, bijvoorbeeld het internetnetwerk en de toewijzing van openbare IP's aan onze routers. Hoewel we echt een van de andere IP-adressen van klasse B of C kunnen hebben, heb ik bijvoorbeeld een klasse B. Alles hangt af van de IP's die de ISP-provider heeft gecontracteerd, iets dat we hieronder zullen uitleggen. In klasse A hebben we een klasse-identificatiebit, dus we kunnen slechts 128 netwerken adresseren en niet 256 zoals verwacht.

Het is erg belangrijk om te weten dat er in deze klasse een IP-bereik is gereserveerd voor Loopback, van 127.0.0.0 tot 127.255.255.255. Loopback wordt gebruikt om IP intern toe te wijzen aan de host zelf, ons team heeft intern een IP 127.0.0.1 of "localhost" waarmee het controleert of het pakketten kan verzenden en ontvangen. Deze adressen kunnen we dus in principe niet gebruiken.

IP-adressen van klasse B worden gebruikt voor middelgrote netwerken, bijvoorbeeld in het bereik van een stad, deze keer met twee octetten om netwerken te creëren en nog twee om hosts aan te spreken. Klasse B wordt gedefinieerd met twee netwerkbits.

IP-adressen van klasse C zijn het bekendst, aangezien vrijwel elke gebruiker met internet thuis een router heeft die een IP-adres van klasse C aan zijn interne netwerk toewijst. Het is gericht op kleine netwerken, waardoor er 1 enkel octet overblijft voor hosts en 3 voor netwerk. Maak een ipconfig naar uw pc en zorg ervoor dat uw IP klasse C is. In dit geval worden 3 netwerkbits genomen om de klasse te definiëren.

Klasse D wordt gebruikt voor multicast-netwerken, waar routers pakketten naar alle verbonden hosts sturen. Dus al het verkeer dat een dergelijk netwerk binnenkomt, wordt gerepliceerd naar alle hosts. Niet van toepassing op netwerken.

Ten slotte is klasse E het laatst overgebleven bereik en wordt het alleen gebruikt voor netwerken voor onderzoeksdoeleinden.

Iets heel belangrijks met betrekking tot dit onderwerp is dat de toewijzing van IP-adressen in netwerken momenteel voldoet aan het principe van (CIDR) Classless Inter-Domain Routing of Classless Inter-Domain Routing. Dit betekent dat IP's worden toegewezen ongeacht de grootte van het netwerk, dus we kunnen een openbaar IP-adres van klasse A, B of C hebben. Dus waar is dit allemaal voor? Nou, om te begrijpen hoe subnetten correct worden gemaakt.

Wat is subnetting of subnetting

We komen dichter bij het berekenen van het subnetmasker, oog, niet netwerk. De subnettingtechniek bestaat uit het verdelen van de netwerken in verschillende kleinere netwerken of subnetten. Op deze manier kan een computer of netwerkbeheerder het interne netwerk van een groot gebouw opsplitsen in kleinere subnetten.

Hiermee kunnen we verschillende functies toewijzen, met verschillende routers en bijvoorbeeld een Active Directory implementeren die maar op één subnet werkt. Of onderscheid en isoleer een bepaald aantal hosts van de rest van het netwerk in een subnet. Het is uitermate handig op het gebied van netwerken, omdat elk subnet onafhankelijk van het andere werkt.

Routerwerk is ook gemakkelijker met subnetten, omdat het de congestie in de gegevensuitwisseling elimineert. En tot slot is het voor de administratie veel eenvoudiger om storingen te corrigeren en onderhoud uit te voeren.

We gaan het doen met het IPv4-adres, hoewel het ook mogelijk is om subnetten te maken met IPv6, met maar liefst 128 bits voor het adresseren van hosts en netwerken.

Voor- en nadelen van subnetten

Voor deze techniek is het zeker noodzakelijk om heel duidelijk te zijn over de IP-adresconcepten, de bestaande klassen en alles wat we hierboven hebben uitgelegd. Hieraan voegen we de noodzaak toe om te weten hoe we van binair naar decimaal en omgekeerd moeten gaan, dus als we van plan zijn het proces handmatig te doen, kan het lang duren.

Voordelen:

• Isolaties in netwerksegmenten Pakketroutering in onafhankelijke logische netwerken Ontwerp van subnetten voor de klant en flexibiliteit Betere administratie en lokalisatie van fouten Betere beveiliging door gevoelige apparatuur te isoleren

Nadelen:

• Door het IP door klassen en hops te verdelen, gaan veel IP-adressen verloren. Relatief vervelend proces als het met de hand wordt gedaan. De netwerkstructuur verandert, het zou vanaf het begin moeten worden herberekend. Als u het niet begrijpt, kunt u het onderwerp van netwerken opschorten

Subnetting-techniek: bereken subnetmasker en IP-adressering

Gelukkig behandelt het subnettingproces een reeks eenvoudige formules om te onthouden en toe te passen en hebben we de zaken duidelijk. Laten we er dus in stappen naar kijken.

1. Aantal subnetten en snelle notatie

De notatie waarmee we een subnetberekeningsprobleem zullen vinden, is de volgende:

Dit betekent dat het netwerk-IP 129.11.0.0 is met 16 bits gereserveerd voor netwerk (2 octetten). We zullen nooit een klasse B IP vinden met een ID kleiner dan 16, zoals de andere klassen, bijvoorbeeld:

Maar als we superieure identificaties kunnen vinden tot we 31 zijn, dan zouden we absoluut alle resterende bits nemen, behalve de laatste om subnetten te maken. De laatste zou niet worden genomen omdat het nodig zal zijn om iets achter te laten om hosts aan te spreken, toch?

Het subnetmasker zijn:

Op deze manier nemen we 16 vaste bits voor netwerk, nog eens twee extra's voor subnet en de rest voor hosts. Dit betekent dat de capaciteit van hosts nu is teruggebracht tot 2 14-2 = 16382 ten behoeve van subnetcapaciteit met de mogelijkheid om 2 ² = 4 te doen.

Laten we het op een generieke manier in een tabel bekijken:

2. Bereken subnet en netwerkmasker

Rekening houdend met de subnetlimiet die we hebben, afhankelijk van de IP-klassen, gaan we stap voor stap het voorbeeld presenteren om te zien hoe het zou worden opgelost.

Daarin willen we onze Klasse B IP 129.11.0.0 gebruiken om 40 subnetten in één groot gebouw te creëren. Hadden we het kunnen doen met een klasse C? natuurlijk, en ook met een klasse A.

127.11.0.0/16 + 40 subnetten

Als klasse B zouden we een netmasker hebben:

De tweede vraag die moet worden opgelost, is: hoeveel bits heb ik nodig om 40 subnetten (C) in dit netwerk te creëren? We zullen dit weten door van decimaal naar binair te gaan:

We hebben 6 extra bits nodig om de 40 subnetten te maken, dus het subnetmasker zou zijn:

3. Bereken het aantal hosts per subnet en netwerkhop

Nu is het tijd om te weten hoeveel computers we in elk subnet kunnen adresseren . We hebben al gezien dat het nodig hebben van 6 bits voor subnetten de ruimte voor hosts vermindert. We hebben nog maar 10 bits over voor m = 10, waar we het netwerk-IP moeten downloaden en IP moeten uitzenden.

Wat als elk subnet 2000 hosts zou hebben, wat zouden we dan doen? Nou, uiteraard uploaden naar een klasse A IP om meer bits van hosts te krijgen.

Nu is het tijd om de netwerkhop te berekenen, dit is de bedoeling om een ​​nummer aan het IP toe te wijzen voor elk subnet dat wordt gemaakt met respect voor de bits voor hosts en de bits voor subnet. We moeten eenvoudig de in het masker verkregen subnetwaarde aftrekken van de maximale waarde van het octet, dat wil zeggen:

We hebben deze sprongen nodig voor het geval elk subnet gevuld is met de maximale hostcapaciteit, dus we moeten deze sprongen respecteren om de schaalbaarheid van het netwerk te garanderen. Op deze manier voorkomen we dat we moeten herstructureren als deze met de toekomst toeneemt.

4. We hoeven alleen IP toe te wijzen aan onze subnetten

Met alles wat we eerder hebben berekend, hebben we al alles klaar om onze subnetten te maken, laten we de eerste 5 bekijken zoals ze zouden zijn. We zouden doorgaan met subnet 40 en we zouden nog steeds voldoende ruimte hebben om met de 6 bits tot 64 subnetten te komen.

Om het subnet-IP toe te passen, moeten we er rekening mee houden dat de 10 hostbits 0 moeten zijn en dat de berekende subnet-sprong 4 op 4 is. Daarom hebben we die sprongen in het 3e octet en daarom is het laatste octet 0, hoe goed het netwerk-IP is. We kunnen deze hele kolom direct invullen.

Het eerste host-IP wordt eenvoudig berekend door 1 toe te voegen aan het subnet-IP, dit heeft geen geheimen. We kunnen deze hele kolom direct invullen.

Nu zou het natuurlijker zijn om het uitgezonden IP-adres te plaatsen, aangezien het slechts een kwestie is van 1 aftrekken van het volgende subnet-IP. Het vorige IP van 127.11.4.0 is bijvoorbeeld 127.11.3.255, dus we zouden doorgaan met ze allemaal. Met de eerste kolom ingevuld, is het gemakkelijk om deze eruit te halen.

Ten slotte berekenen we het laatste host-IP door 1 af te trekken van het uitgezonden IP. Deze kolom wordt op een eenvoudige manier in de laatste ingevuld als we de uitzendadressen al hebben gemaakt.

Conclusies over subnetten

Het proces van het berekenen van het subnetmasker is vrij eenvoudig als we duidelijk zijn over de concepten subnet, netwerk-IP, netmask en subnet en het uitzendadres. Bovendien kunnen we met een paar zeer eenvoudige formules eenvoudig de capaciteit voor subnetten van een IP berekenen, ongeacht de klasse, en de hostcapaciteit, afhankelijk van de netwerken die we nodig hebben.

Het is duidelijk dat als we dit met de hand doen en we niet veel oefenen met het doen van decimalen naar binaire conversies, het iets langer kan duren, vooral als we dit bestuderen voor een carrière in een netwerk of een beroepsopleiding.

Deze zelfde procedure zal worden uitgevoerd met het IP van klasse A en C precies hetzelfde als het voorbeeld met klasse B. We hoeven alleen rekening te houden met het bereik van de te nemen adressen en hun identificatie, de rest is praktisch automatisch.

En als ze ons niet het IP en de klasse geven , maar het aantal subnetten en het aantal hosts, zullen wij degenen zijn die de klasse beslissen, de overeenkomstige conversies naar binair maken en de formules gebruiken om niet tekort te schieten in de prognoses.

Zonder verder oponthoud laten we u enkele interessante links achter die meer in detail over andere netwerkconcepten gaan:

Hoe zag je lichaam eruit met onze tutorial over het berekenen van het subnetmasker ? We hopen dat alles duidelijk is, anders heb je het opmerkingenveld om ons vragen te stellen of als je een typfout ziet.