📜 Читайте также: Google Authenticator: установка, настройка, как пользоваться – полный гайд
Умение использовать маску подсети является важным навыком для системных администраторов, инженеров и всех специалистов, работающих в сфере сетевых технологий. Маска подсети предназначена для логического разделения большой сети на более мелкие части, что позволяет эффективно управлять трафиком и сетевыми ресурсами. В этой статье мы остановимся на ней более подробно, а также покажем, как найти адрес сети при помощи IP и маски.
Кратко про IP-адреса
Основная функция IP-адресов заключается в передаче данных как в интернете, так и внутри сетей. В сущности, IP-адреса выполняют функцию указателей, содержащих информацию о местоположении устройства в сетях, организованных в соответствии с протоколами TCP/IP. Практически все устройства, которые используются в сетях, работают именно с этими протоколами, что делает айпи-адреса особенно важными.
Кроме того, существует несколько версий протокола IP, среди которых четвертая и шестая наиболее распространены. В следующих абзацах мы более подробно рассмотрим особенности каждой из них.
Протокол IPv4
Стандартный IP-адрес состоит из четырех чисел, разделенных точками, и представляет собой последовательность битов, которую сетевые устройства интерпретируют для передачи данных. Эти числа могут принимать значения от 0 до 255 и используются для обозначения конкретного устройства в сети. Например, адрес 172.16.0.1 в двоичном виде будет выглядеть как 10101100.00010000.00000000.00000001.
Протокол IPv4 использует 32-битное число, которое может принимать значения от 0.0.0.0 до 255.255.255.255. Например, адрес 192.168.0.1 указывает на маршрутизатор в сети 192.168.0. Также важно отметить, что в IP-адресе первые три числа обычно относятся к номеру сети, а последнее число обозначает конкретное устройство в этой сети.
Однако, адрес маршрутизатора не может быть 192.168.0.0, так как 0 используется в качестве адреса сети и не может быть использован для обозначения конкретных устройств в этой сети. Поэтому последнее число обычно начинается с 1, например, 192.168.0.1, что указывает на первое устройство в этой сети.
Особенность IPv4 в том, что этот протокол имеет ограниченное количество уникальных адресов, равное 4 294 967 296. Этого недостаточно для современных потребностей, поэтому был создан IPv6, который использует более длинные адреса и обеспечивает практически неограниченное количество уникальных адресов. Кроме того, есть зарезервированные IP-адреса для локальных сетей или тестирования сетевых приложений, поэтому при выборе IP-адреса важно учитывать его уникальность и соответствие требованиям протокола TCP/IP.
Протокол IPv6
IPv6 является следующим поколением протокола интернета и использует 128-битные адреса. Это позволяет создать огромное количество уникальных адресов — в 1028 раз больше, чем в IPv4.
В IPv6 адреса записываются в шестнадцатеричной системе счисления, а не в десятичной, как в IPv4. Это делает адреса более короткими и легкими для запоминания. Кроме того, IPv6 позволяет использовать дополнительные опции, такие как установление качества обслуживания и совместимость с IPsec (Internet Protocol Security). В связи с этим маски подсетей в IPv6 задаются по другим правилам, связанным с шестнадцатеричным форматом адресов. Теперь перейдем к основному вопросу этой статьи и расскажем о масках подсети.
Все, что нужно знать о масках подсети
Для успешного подключения к интернету по протоколу TCP/IP необходимо указать IP-адрес и маску подсети. Существует несколько классификаций сетей, которые обозначаются буквенными обозначениями A, B и C. Класс A предназначен для наиболее масштабных сетей и имеет структуру «сеть-хост-хост-хост».
Для записи маски подсети класса A используется значение 255.0.0.0 в десятичном виде или 11111111.00000000.00000000.00000000 в двоичном виде. Эта маска указывает, что первый блок в IP-адресе является сетевым, а остальные блоки предназначены для устройств в этой сети.
В отличие от класса A, класс B имеет структуру «сеть-сеть-хост-хост» и подходит для средних сетей. Класс C, в свою очередь, имеет структуру «сеть-сеть-сеть-хост» и используется для создания небольших сетей. Каждый класс имеет свой диапазон IP-адресов и масок подсетей, что позволяет определить количество узлов, которые могут быть подключены к сети.
Выбор маски подсети
При выборе класса сети следует учитывать размер сети, количество узлов и возможность их масштабирования в будущем. Например, если вы планируете создать сеть для небольшого количества устройств, то класс C может быть наиболее подходящим выбором. Если же вам нужна сеть для среднего или большого количества устройств, класс B или даже класс A могут быть более подходящими.
Для класса А используется маска подсети 255.0.0.0. Если нужно подключить менее 100 устройств, то можно использовать маску 255.255.255.128, используя только половину доступных IP-адресов. Выбор маски для разделения сети на подсети зависит от количества устройств в каждой подсети. Оптимальную маску можно выбрать, чтобы оптимизировать использование ресурсов. Например, для разделения на 4 подсети используется маска 255.255.255.192, а для 8 подсетей - 255.255.255.224.
Использование масок подсетей в IPv6
Для построения сетей в протоколе IPv6 используется бесклассовая адресация CIDR, что является уникальной особенностью этого протокола. Этот метод используется для гибкой настройки подсети, поскольку позволяет использовать больше масок подсетей, в отличие от протокола IPv4. В IPv6 также есть возможность использования префиксов, которые позволяют определять, какая часть адреса относится к сети, а какая к устройству. Это делает протокол IPv6 более гибким и позволяет лучше контролировать сетевой трафик.
Для задания маски в шестнадцатеричном формате используются числа от 0 до F, образующие последовательность из 16 символов. В этой последовательности буквы A-F соответствуют значениям 10-15, что является уникальным для шестнадцатеричной системы счисления. Это позволяет использовать более гибкие и компактные записи адресов.
Для примера рассмотрим маску aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:0000. Такая маска дает возможность работать с 65536 адресами, что является уникальной особенностью IPv6, поскольку количество доступных IP-адресов в данном случае значительно больше, чем в сетях класса C протокола IPv4. А маска aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:8000 сокращает количество адресов наполовину, что является уникальной особенностью CIDR в IPv6.
Еще одна уникальность в IPv6 заключается в том, что если нужно выделить всего 256 IP-адресов, то подойдет запись aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:ff00. Также в IPv6 есть возможность использования любых допустимых значений для записи адресов, что позволяет более гибко настраивать сеть в соответствии с нуждами организации.
Определить адрес сети при помощи IP и маски подсети
Корректное определение сети, к которой относится IP-адрес, особенно важно в контексте безопасности, поскольку позволяет контролировать доступ к ресурсам внутри сети.
Чтобы определить, к какой сети относится определенный IP-адрес с заданной маской подсети, необходимо выполнить ряд последовательных действий. Сначала нужно перевести IP-адрес и маску в двоичный вид. Для перевода можно воспользоваться калькулятором. А затем применить побитовую операцию И. Это позволит вычислить адрес сети, к которой относится данный IP-адрес.
Про побитовые операции
В основе побитовых операций лежат двоичные числа, которые состоят только из 0 и 1. При выполнении побитовых операций каждый бит числа обрабатывается отдельно от других битов. Результат операции также представляется двоичным числом.
Одной из наиболее распространенных побитовых операций является побитовое И. Она позволяет нам определить, какие биты в двух числах установлены в единицу.
Запомнить, как работает операция И, можно по простому правилу: результатом побитовой операции И является единица только в случае, когда в каждом из двух чисел в соответствующем разряде стоит 1. Если в одном из чисел в данном разряде стоит 0, то и результат будет 0.
Завершение
Изучив структуру IP-адреса и масок подсети в форматах IPv4 и IPv6, мы теперь можем настроить их на основе конкретных потребностей наших сетей. Не забывайте, что правильный выбор маски подсети поможет избежать конфликтов IP-адресов и обеспечить надлежащую работу сети.
Кстати, в официальном канале Timeweb Cloud собрали комьюнити из специалистов, которые говорят про IT-тренды, делятся полезными инструкциями и даже приглашают к себе работать.💥