Маски подсети переменной длины
Термин маска подсети переменной длины (variable-length subnet mask — VLSM) означает, что одна сеть может быть сконфигурирована с различными масками. Основная идея применения VLSM3 заключается в предоставлении большей гибкости при разбиении сети на несколько подсетей, т.е. для оптимального распределения допустимого количества хостов в различных подсетях. Без VLSM для всей сети может использоваться только одна маска подсети. Тогда количество хостов в подсетях будет строго ограничено. Если же вы выберете маску, которая предоставит нужное количество подсетей, то, возможно, вам будет недостаточно допустимого количества хостов для каждой подсети. Та же ситуация справедлива и для хостов, т.е. маска, обеспечивающая достаточное количество хостов, ограничивает вас в числе подсетей. Маски переменной длины предоставляют возможность выделять подсети с различным количеством хостов в них, что позволяет сетевому администратору более эффективно использовать доступное адресное пространство.
Допустим для примера, что вам выделена сеть класса С с адресом 192.214.11.0, и
требуется разделить ее на три подсети. В одной подсети должно быть около 100 хостов, а в двух других — около 50 хостов в каждой. Исключая два адреса, 0 (номер сети) и 255 (широковещательный адрес для сети) вам теоретически доступно 256 адресов хостов для сети класса С, т.е. с 192.214.11.0 до 192.214.11.255. Как видите разбить такую сеть на подсети с требуемым количеством хостов без использования VLSM невозможно.
Чтобы определить параметры подсети в сети 192.214.11.0, сначала необходимо определить маску сети, которая для обычной сети класса С будет представлена в виде 255.255.255.0 (все биты равны 1 в первых трех октетах). Для разделения сети класса С с адресом 192.214.11.0 на подсети можно использовать несколько масок вида 255.255.255.Х. Маска, начиная со старшего (самого левого) бита, должна иметь непрерывный ряд единиц и оканчиваться нулями.
Изначально маски не обязательно должны были состоять из непрерывных групп 1 и оканчиваться 0. Иногда, например, практиковалось использование «средних битов» в маске для определения адресной части, отвечающей за идентификацию хоста,
при этом младшие биты определяли адрес подсети. Хотя подобная гибкость в работе с масками и помогает сетевым администраторам при распределении адресов, все же эта методика значительно затрудняет маршрутизацию в сетях. Вследствие этого, согласно новым спецификациям, требуется, чтобы маски состояли из групп непрерывных единиц.
В табл. 3.3 приведены потенциальные маски, которые могут применяться для сегментирования адресного пространства из 256 адресов на подсети.
Таблица 3.3 Разделение сети класса C на подсети
Последний октет Двоичное
представление
подсетей Число хостов*
128 1000 0000 2 128
192 1100 0000 4 64
224 1110 0000 8 32
240 1111 0000 16 16
248 1111 1000 32 8
252 1111 1100 64 4
*Обратите внимание на то, что в поле таблицы «Число хостов» включены и адрес подсети и широковещательный адрес.
До появления VLSM сети обычно делились лишь простыми масками, как указано в табл. 3.3. В этом случае у вас был выбор применять маску 255.255.255.128 и разбить адресное пространство на две подсети по 128 хостов в каждой или разбить его маской 255.255.255.192 на четыре подсети по 64 хоста в каждой. Однако ни одна из этих процедур не соответствует вашим требованиям получить сегмент сети размером 100 хостов и еще два сегмента по 50 хостов в каждом.
Рис. 3.7. Пример сети класса С, разделенной на три подсети
Рис. 3.8. Применение VLSM для неравного деления адресного пространства на подсети
Прибегнув к использованию масок переменной длины, вы можете выполнить поставленную задачу. Представим, что вы получили сеть 192.214.11.0. Во-первых, разделите эту сеть на две подсети маской 255.255.255.128. Вы получите две подсети по 128 хостов в каждой. Эти две подсети будут представлены адресами 192.214.11.0 (от .0 до .127) и 192.214.11.128 (от .128 до .255). Затем вторую подсеть с адресом 192.214.11.128 разбейте еще на две подсети с помощью маски 255.255.255.192 — вы получите две подсети по 64 адреса в
каждой: подсети 192.214.11.128 (адреса от .128 до 191) и 192.214.11.192 (адреса от .192 до 255). На рис. 3.7 и 3.8 представлен механизм деления адресного пространства на подсети. Обратите внимание, что адрес подсети и ее широковещательный адрес также включены в число адресов хостов.
Конечно, далеко не все протоколы маршрутизации поддерживают VLSM. Так, протокол информации о маршрутах версии 1 Routing Information Protocol (RIP-1) и протокол маршрутизации внутреннего шлюза Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) не передают информацию о сетевых масках при обновлениях маршрутной информации и, следовательно, не могут корректно маршрутизировать сети с подсетями переменной длины. Сегодня, несмотря на то, что протоколы маршрутизации, такие как протокол кратчайшего свободного пути Open Shortest Path First (OSPF), расширенный IGRP (Enchanced IGRP или EIGRP), протокол информации о маршрутах версии 2 Routing Information Protocol (RIP-2) и протокол связи промежуточных систем Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS), поддерживают работу с VLSM, администраторы до сих пор испытывают трудности при реализации этой методики разделения сетей. Построенные ранее на базе протоколов RIP-1 и IGRP сети имеют структуру IP-адресов, распределенных таким образом, что невозможно более оптимально сгруппировать их в блоки различной длины. Таким образом, ввиду разброса IP-адресов администраторам пришлось бы перенумеровать все хосты в сети для того, чтобы привести их в соответствие с новой системой адресации. Такая перенумерация является довольно сложной процедурой, и администраторы чаще всего сразу же отвергают подобную перспективу. Однако одновременное сосуществование двух систем осложняет ситуацию и вынуждает администраторов всячески маневрировать и применять статическую маршрутизацию для обеспечения нормальной работы в сети.
Источник: Сэм Хелеби, Денни Мак-Ферсон, Принципы маршрутизации в Internet, 2-е издание. : Пер. с англ. М. : Издательский дом «Вильямс», 2001. — 448 с. : ил. — Парал. тит. англ.
Как найти маску подсети по классу IP-сети
Совокупность всех IPv4-адресов делится на классы по диапазонам адресов. Всего существует пять, из которых используются A, B, C, D- адреса заложены под мультикасты, и E — зарезервированы на будущее.
Для определения класса адреса необходимо опять перевести его в двоичный вид и посмотреть начало последовательности битов:
Возвращаясь к примеру, который был выше, как узнать маску подсети в нем:
IP-адрес в двоичном виде начинается на 110, значит, он принадлежит к классу C. Ещё один способ, как узнать маску подсети, это запомнить диапазоны принадлежащие классам.
Номер подсети: 88.217.0.0, маска подсети: 255.255.128.0
Чтобы получить начальный IP-адрес подсети нужно невыделенные биты в номере подсети заполнить нулями, за исключением крайнего правого бита, который должен быть равен единице. Полученный адрес будет первым из допустимых адресов данной подсети:
Начальный адрес: 88.217.0.1 =01011000.11011001.00000000.00000001
Маска подсети: 255.255.128.0 =11111111.11111111.10000000.00000000
Чтобы получить конечный IP-адрес подсети нужно невыделенные биты в номере подсети заполнить единицами, за исключением крайнего правого бита, который должен быть равен нулю. Полученный адрес будет последним из допустимых адресов данной подсети:
Конечный адрес: 88.217.127.254 =01011000.11011001.01111111.11111110
Маска подсети: 255.255.128.0 =11111111.11111111.10000000.00000000
Ответ: Для подсети 88.217.0.0 с маской 255.255.128.0количество возможных адресов: 32 766, диапазон возможных адресов: 88.217.0.1 – 88.217.127.254.
Задание 3. Определить маску подсети, соответствующую указанному диапазону IP-адресов.
1. 119.38.0.1 – 119.38.255.254.
Начальный IP 119.38.0.1 =01110111.00100110.00000000.00000001
Конечный IP 119.38.255.254 =01110111.00100110.11111111.11111110
Маска подсети =11111111.11111111.00000000.00000000
Ответ:Маска подсети 255.255.0.0
2. 75.96.0.1 – 75.103.255.254.
Начальный IP 75.96.0.1 =01001011.01100000.00000000.00000001
Конечный IP 75.103.255.254 =01001011.01100111.11111111.11111110
Ответ:Маска подсети 255.248.0.0
3. 48.192.0.1 – 48.255.255.254.
Начальный IP 48.192.0.1 =00110000.11000000.00000000.00000001
Конечный IP 48.255.255.254 =00110000.11111111.11111111.11111110
Маска подсети =11111111.11000000.00000000.00000000
Ответ:Маска подсети 255.192.0.0
Задание 4. Организации выделена сеть класса В: 185.210.0.0/16. Определить маски и количество возможных адресов новых подсетей в каждом из следующих вариантов разделения на подсети:
В сетях класса B маска содержит 16 единиц (255.255.0.0) под номер узла отводится 16 бит, т. е. сеть может включать 2 16 – 2 = 65 534 узла.
Число подсетей – 256, число узлов – не менее 250.
В этом случае вместо одной сети с маской 255.255.0.0 образуется 256 подсетей с маской 255.255.255.0 и количеством возможных адресов в каждой – K=12; 2 8 – 2=254 адреса в каждой подсети.
Ответ: маска подсети – 255.255.255.0, количество возможных адресов – 254.
Задания по расчету IP адресов и масок подсетей
Задание №1. Найти 2-ю и 4-ю подсети в классовой сети 175.100.0.0 при использовании маски 255.255.224.0 (префикс 19).
Задание №2. К какой подсети относится адрес 172.17.90.63/21?
Задание №3. Определить адрес 6-й подсети в 67.90.0.0/27
Задание №4. Для адреса 198.146.70.176/19 найти следующее:
- Сетевой адрес
- Широковещательный адрес
- Маску подсети
Задание №5. Для адреса 52.92.25.205/19 найти следующее:
- Сетевой адрес
- Широковещательный адрес
- Маску подсети
Задание №6. Найти общий суммаризированный адрес для адресов 17.89.133.56/17, 17.89.142.90/18, 17.89.252.2/17, 17.89.166.18/17.
Задание №7. Найти общий суммаризированный адрес для адресов 187.63.224.12/21, 187.63.1.85/21, 187.63.131.100/22, 187.63.148.71/20.
Задание №8. Даны адреса 23.149.22.3/28 и 23.149.55.1/26 с масками 255.255.255.240 и 255.255.255.192 соответственно. Вашей задачей является определить последние подсети при использовании указанных масок. Также определите следующие параметры этих найденных подсетей:
Алгоритм определения диапазона адресов подсети (из определения маски).
1. Перевести и записать IP-адрес в двоичной системе счисления.
2. Перевести маску и записать ее в двоичной системе счисления.
3. «Наложить» маску на IP-адрес и записать диапазон номеров подсети в двоичной системе счисления.
4. Перевести и записать диапазон из двоичной системы счисления в десятичную.
Задача. Дан IP-адрес 192.168.200.47 /20 (маска подсети 20). Определить диапазон номеров (адресов) подсети.
1. 192.168.200.47 переведем в двоичную систему счисления:
* Алгоритм перевода числа из десятичной системы счисления в двоичную:
1. Делим число на 2, остаток от деления может быть 1 или 0, значение остатка присваивается младшему (самому правому) знаку искомой двоичной записи.
2. Полученное число вновь делим на 2, остаток равен значению следующего по старшинству знака.
3. Повторить п.2 пока частное не станет меньше двух, частное от последнего деления равно значению старшего знака, остаток – второму по старшинству знаку.
Перевод числа 192 из десятичной записи в двоичную:
| 192 96 48 24 12 6 3 1 |
| 0 0 0 0 0 0 1 1 |
Пояснения:24/2=12 – четное, пишем – 0;
192 – четное, значит, пишем – 0; 12/2=6 – четное, пишем – 0;
192/2=96 – четное, пишем – 0; 6/2=3 – нечетное, пишем 1;
96/2=48 – четное, пишем – 0; 3/2=1 – нечетное, пишем 1.
Результат записываем из таблицы слева направо: 11000000.
Аналогично переводим 168 в двоичную систему счисления и получаем: 10101000.
Аналогично переводим 200 в двоичную систему счисления и получаем: 11001000
Аналогично переводим 47 в двоичную систему счисления и получаем: 00101111 (впереди недостающие
разряды дописываем нулями до 4 байт)
Записываем 192.168.200.47 в двоичной форме: 11000000.10101000.11001000.00101111 – IP-адрес
2. Записываем маску 20 в двоичной форме.Для этого пишем 20 нулей с разделением на 4 байта,
оставшиеся 12 знаков дописываем нулями:
Маска 20.
3. «Накладываем» маску на IP-адрес и выявляем диапазон номеров подсети:
11000000.10101000.11001000.00101111
11111111.11111111.11110000.00000000 Граница единиц и нулей попадает на середину третьего числа; все что оказалось под единицами остается без изменений, значит первые два числа в IP-адресе останутся без изменений и надо получить только третье число и четвертое.
Для того чтобы определить начало диапазона надо в IP-адресе все числа от границы заполнить нулями, для того, чтобы определить конец диапазона надо в IP-адресе все числа от границы заполнить единицами, то есть: Диапазон адресов подсети будет такой: от 11000000.10101000.11000000.00000000 до 11000000.10101000.11001111.11111111
4. Переведем и запишем полученный диапазон номеров подсети из двоичной системы счисления в
десятичную:
Значит, диапазон адресов подсети будет такой: от 192.168.192.0 до 192.168.207.255
Задания для выполнения:
1. Какие адреса из приведенного ниже списка являются допустимыми адресами хостов и почему:
2. Перечислите все допустимые маски, по какому принципу они получаются.
3. Определите диапазоны адресов подсетей (даны адрес хоста и маска подсети):
10.212.157.12/24 27.31.12.254/31 192.168.0.217/28 10.7.14.14/16
4. Какие из адресов
241.253.169.212 243.253.169.212 242.252.169.212 242.254.168.212 242.254.178.212 242.254.170.212 242.254.169.211 242.254.179.213 будут достигнуты напрямую с хоста 242.254.169.212/21. Определите диапазон адресов в его подсети.
5. Посмотрите параметры IP на своем компьютере с помощью команды ipconfig. Команда ipconfig отображает краткую информацию, т.е. только IP-адрес, маску подсети и стандартный шлюз для каждого подключенного адаптера, для которого выполнена привязка с TCP/IP.
Определите диапазон адресов и размер подсети, в которой Вы находитесь. Попробуйте объяснить, почему выбраны такие сетевые параметры, и какие сетевые параметры выбрали бы Вы.
6. Определить к какому классу относятся IP — адреса:
| 1. 102.54.94.97 | 8. 203.23.106.33 |
| 2. 109.26.17.100 | 9. 128.10.2.30 |
| 3. 130.37.120.25 | 10. 129.64.134.5 |
| 4. 128.10.2.30 | 11. 132.13.34.15 |
| 5. 192.45.66.17 | 12. 127.255.255.255 |
| 6. 14.0.0.6 | связи |
| 7. 201.22.100.33 |
— зарезервирован для обозначения обратной
Результаты представить в виде таблицы (все расчеты ниже таблицы)
| № примера | Десятичная форма IP — адреса | Двоичная форма IP — адреса | Принадлежно сть к классу IP — адресов | Диапазон IP–адресов этого класса | Максимальное количество ПК в сети этого класса |
7. Выделить номер подсети и номер узла по заданному IP — адресу и маске подсети:
IP — адрес: 129. 64. 134. 5
Маска подсети: 255. 255. 128. 0
8. Дан IP-адрес 198.65.12.67 и маска этой подсети — 255.255.255.240. Определить номер подсети и максимальное число узлов этой подсети.
9. Какие из приведенных ниже адресов не могут быть использованы для узлов Интернета? Ответ обоснуйте. Для верных адресов определите их класс: A,B,C,D,E. Результат представить в виде таблицы.
10.* Какое максимальное количество подсетей теоретически можно иметь, если в вашем распоряжении имеется сеть класса С? Какое значение при этом может иметь маска? Ответ обосновать.
Контрольные вопросы:
1. Какой адрес называется неопределенным IP – адресом?
2. Что обозначает неопределенный IP – адрес?
3. Какой адрес может быть использован тольков качестве адреса отправителя?
4. Какой адрес называется ограниченным широковещательным?
5. Какой адрес называется широковещательным?
6. Чем отличается ограниченный широковещательный адрес от широковещательного?
7. Какой адрес является внутренним адресом стека протоколов ПК?
8. Для чего он используется?
9. Какая операция называется разделением на подсети?
10. Какая операция называется объединением подсетей?
11. Какой класс IP – адресов используется для корпоративных внутренних сетей предприятия?
12. Чем занимается сетевой уровень?
13. Какие требования предъявляются к сетевой адресации?
14. Можно ли использовать в качестве сетевого МАС-адрес?
15. Что такое маска подсети?
16. Какова структура IP-адреса?
17. Чем определяется размер подсети?
18. Как определить диапазон адресов в подсети?
19. Как определить размер подсети?
Следует учитывать, что некоторые адреса являются запрещенными или служебными и их нельзя использовать для адресов хостов или подсетей. Это адреса, содержащие:
0 в первом или последнем байте,
255 в любом байте (это широковещательные адреса),
127 в первом байте (внутренняя петля – этот адрес имеется в каждом хосте и служит для связывания компонентов сетевого уровня). Поэтому доступный диапазон адресов будет несколько меньше. Диапазон адресов:
10.Х.Х.Х – для больших локальных сетей;
172.16.Х.Х – для больших локальных сетей, но применяется реже,
192.168.Х.Х – для маленьких (небольших) локальных сетей, не может быть использован в сети Internet, т.к. эти адреса отданы для использования в сетях непосредственно не подключенных к глобальной сети.
Что входит в перечень работ по подготовке дома к зиме: При подготовке дома к зиме проводят следующие мероприятия.
История государства Древнего Египта: Одним из основных аспектов изучения истории государств и права этих стран является.
