Ghidul final de subnet (inclusiv cele mai bune 10 calculatoare de subrețea)

Subrețelele ajută la reducerea congestiei rețelei. O subrețea este o practică utilizată pe scară largă în managementul rețelei care implică dezbinarea unei rețele în secțiuni. Sub-rețeaua creează mai multe rețele interconectate sub un spațiu de adresă unic, vizualizând fiecare secțiune ca o subrețea sau „subrețea”, mai degrabă decât o colecție de rețele independente.

Subnetting-ul alocă adrese IP dispozitivelor dintr-o rețea segmentată. Alocarea domeniilor de adresă poate fi o durere de cap, și pe măsură ce rețeaua dvs. crește, veți găsi imposibil să gestionați manual adrese IP. Împărțirea rețelei dvs. vine cu multe complicații, dar în cele mai multe cazuri, bunul simț vă oferă de fapt cel mai bun instrument. Planificarea este, de asemenea, esențială.

Acest ghid acoperă câteva dintre considerentele fundamentale de adresă pe care trebuie să le planificați atunci când vă împărțiți rețeaua, împreună cu instrumentele și practicile de care aveți nevoie pentru a gestiona noua configurație a spațiului de adrese..

De ce sub-rețea?

Un LAN tipic este format din dispozitive de conectare a firelor care permit comunicarea mai multor puncte finale, cum ar fi computerele desktop, imprimantele, serverele și chiar telefoanele. La un moment dat în rețea, traficul destinat mai multor puncte finale va circula pe același cablu. Datele călătoresc prin rețea ca un impuls electronic aplicat pe fir.

Atunci când se aplică electricitate pe sârmă, aceasta ia stăpânire pe întreaga lungime a cablului instantaneu. O singură sursă de semnal poate funcționa pe fir simultan.

Dacă mai multe puncte finale trimit date în același timp, taxele care reprezintă datele se amestecă. Aceasta se numește „coliziune”Și face ca datele transportate să nu aibă sens. Deci, trebuie evitată coliziunea. Această evitare de coliziune este gestionată de cardul de rețea al fiecărui dispozitiv conectat. Acesta va testa linia pentru a vă asigura că nu există nicio încărcare curentă și apoi va pune semnalul pe cablu.

Congestionarea apare atunci când există prea multe puncte finale conectate la același fir. În acest caz, intervalul de timp pe care trebuie să-l aștepte fiecare dispozitiv pentru a obține o înregistrare clară asupra firului face ca rețeaua să fie „lentă”. Pentru a evita un utilizator să blocheze rețeaua și să blocheze pe toți ceilalți, transferurile de date sunt împărțite în bucăți. Aplicația care primește datele va verifica secvența pachetelor sosite și va reasambla sarcinile utile ale datelor într-un flux.

Placa de rețea trebuie să verifice disponibilitatea rețelei pentru fiecare pachet pe care îl trimite. Când multe puncte finale utilizează același fir, liniștea de pe linia care oferă unei cărți de rețea de transmitere o oportunitate de a trimite următorul pachet devine rară. Deci, cererea de primire trebuie să aștepte mai mult pentru finalizarea transferului.

Este posibil să aveți echipamente foarte eficiente în rețeaua dvs., dar dacă aveți prea multe puncte finale care împărtășesc un fir, utilizatorii se vor plânge că rețeaua este lentă și îi împiedică să își facă munca în mod eficient. În această situație, dezbinarea rețelei în subrețele este cea mai bună opțiune.

– Punctul de implementare

După ce ați împărțit rețeaua în secțiuni, trebuie să contați numărul de dispozitive pe care le aveți în fiecare subrețea și să alocați adrese IP pentru fiecare. Adresele din fiecare sub-rețea ar trebui să fie contigue. Aceasta înseamnă că trebuie să rezervați o gamă de adrese IP la fiecare subrețea. Calculul acestui interval face obiectul sub-rețelei IP. Deci, acum înveți despre sub-rețeaua unei rețele.

Ceea ce este sub-rețea?

Termenul „sub-rețea” se aplică în mod specific considerentelor de adresare pentru un sistem care include subrețele. Pe o rețea IP, utilizați o adresă IP. Acesta este un identificator format din patru numere de 8 biți, care sunt separate printr-un punct („.”). Fiecare număr binar de opt biți este cunoscut sub numele de octet.

Secvența de numere funcționează pe baza 256. Fiecare număr dintr-o adresă reprezintă un număr binar de bază de opt biți. Cel mai mare număr binar de opt cifre este 11111111, care este 255 în sistemul nostru regulat de numărare zecimală.

Deci, adresele rulează în ordine de la 0.0.0.1 până la 0.0.0.255, apoi următoarea adresă este 0.0.1.0. Numărul maxim admis în orice spațiu de adrese este de 255.255.255.255. Întrucât aceasta este doar o reprezentare a numerelor binare, adresa maximă reală maximă este cu adevărat 11111111.11111111.11111111.11111111. Există 32 de numere în versiunea binară a adresei IP și fiecare poate fi doar un zero sau unul.

Fiecare dispozitiv din rețeaua dvs. trebuie să aibă o adresă IP unică. Această unicitate se aplică numai rețelei dvs., deci nu contează dacă o altă rețea din altă parte folosește aceleași adrese ca și tine. Cu toate acestea, nu puteți avea aceeași adresă IP alocată unui dispozitiv dintr-o subrețea și, de asemenea, unui dispozitiv dintr-o altă subrețea. În terminologia de rețea, fiecare dispozitiv care are nevoie de o adresă IP unică pentru a comunica prin rețea este numit „gazdă”.

Adresa de difuzare și adresa de rețea

Alocarea dvs. de adrese de sub-rețea va împărți gama disponibilă de adrese într-un interval rezervat pentru fiecare subrețea. Intervalul de adrese pentru o subrețea începe întotdeauna cu un număr egal și se termină cu un număr impar. Primul număr al intervalului este desemnat drept ID de rețea. Ultimul număr din interval devine un „ID de difuzare,”Ceea ce înseamnă că toate mesajele trimise la adresa IP sunt preluate de toate dispozitivele din subrețea.

– Punctul de implementare

Când planificați adresa de adresă pentru fiecare dintre subrețelele dvs., trebuie să adăugați un număr de încă două adrese – ID-ul de rețea și ID-ul de difuzare – la interval.

Sistemul de sub-rețea are încă un element de adresă, care este „mască de rețea.”Aceasta împarte adresa IP a subrețelei într-un element de rețea și un element gazdă. Nu există un punct fix pentru diviziunea dintre rețelele și secțiunile gazdă ale adresei. Lungimea fiecărei porțiuni este indicată de masca de subrețea.

– Punctul de implementare

Nu trebuie să faceți spațiul de adrese pentru fiecare subrețea la aceeași dimensiune. Asa de, ar trebui să calculați individual cerințele de adresă ale fiecărei sub-rețele.

Următoarea secțiune a acestui ghid va explica această problemă mai detaliat.

Masca de subrețea

Masca de subrețea IP vă va oferi ID-ul de rețea pentru orice subrețea dată. Dacă luați adresa IP a unui dispozitiv din subrețea și îi aplicați masca de subrețea cu algebra booleană, ajungeți la ID-ul de rețea. Nu uitați că ID-ul de rețea este, de asemenea, prima adresă din intervalul alocat sub-rețelei.

Acest sistem de deducție matematică permite echipamentelor de rețea să calculeze pe ce segment de rețea merge mesajul, folosind masca de subrețea. Înțelegerea sistemului de sub-rețea vă permite să configurați în mod corespunzător subrețelele și să alocați grupul de adrese adecvat fiecărei sub-rețele.

Valorile măștii vor fi pentru un anumit număr de biți de la stânga, cu pozițiile rămase completate cu zerouri. Numărul celor din mască dă lungimea măștii. Numărul de zerouri din mască oferă lungimea subnetului, ceea ce vă permite să alocați adrese IP unice dispozitivelor conectate la subrețea. Această a doua parte a adresei este uneori denumită „biți de gazdă”. Cu cât este mai lungă subrețea, cu atât mai multă adresă veți primi în pool pentru subrețea respectivă. Nu există o lungime corectă pentru a masca, este doar o problemă de câte adrese de gazdă aveți nevoie în fiecare subrețea.

Există doar un număr limitat de formate pentru o mască de subrețea din cauza cerinței ca toate cele de pe adresa IP să fie contigue și să înceapă în prima poziție spre stânga. Locația ultimului „1” din subnet mask identifică octetul de mască. Masca poate apărea în oricare dintre cei patru octeți din subnet mask. Numărul final din versiunea zecimală a măștii este întotdeauna 255, 254, 252, 248, 240, 224, 192 sau 128. Aceasta se datorează faptului că aceste numere corespund octetilor binari 11111111, 11111110, 11111100, 11111000, 11110000, 11100000 , 11000000, 10000000.

Iată o listă de măști de subrețel valide:

Subnet maskMask lungimeMask octetSubnet lungime Număr de adrese

255.255.255.254	31	4	1	2
255.255.255.252	30	4	2	4
255.255.255.248	29	4	3	8
255.255.255.240	28	4	4	16
255.255.255.224	27	4	5	32
255.255.255.192	26	4	6	64
255.255.255.128	25	4	7	128
255.255.255.0	24	3	8	256
255.255.254.0	23	3	9	512
255.255.252.0	22	3	10	1024
255.255.248.0	21	3	11	2048
255.255.240.0	20	3	12	4096
255.255.224.0	19	3	13	8192
255.255.192.0	18	3	14	16384
255.255.128.0	17	3	15	32768
255.255.0.0	16	2	16	65536
255.254.0.0	15	2	17	131072
255.252.0.0	14	2	18	262144
255.248.0.0	13	2	19	524288
255.240.0.0	12	2	20	1048576
255.224.0.0	11	2	21	2097152
255.192.0.0	10	2	22	4194304
255.128.0.0	9	2	23	8388608
255.0.0.0	8	1	24	16777216

În fiecare caz prezentat în tabelul de mai sus, numărul de adrese de gazdă disponibile în pool este cu două mai puțin decât numărul total de adrese create de masca de subrețea. Asta pentru ca primele și ultimele adrese din interval sunt rezervate ca adresă de rețea (Network ID) și adresa de difuzare (Broadcast ID).

Aceste valori de mască reprezintă reprezentarea zecimală a măștii binare reale. Deci, în realitate, masca 255.255.255.240 este 11111111.11111111.11111111.11110000.

Aplicarea măștii pe o adresă IP necesită să utilizați algebra booleană și să lucrați cu versiunile binare ale adresei și ale măștii, nu cu versiunea zecimală.

Cu Boolean ȘI, fiecare bit în aceeași poziție a celor două numere trebuie să fie setat pentru ca acel bit să fie setat în rezultate. Dacă oricare dintre cei doi biți este zero, rezultatul pentru acea poziție în număr va fi zero.

Având în vedere adresa IP a rețelei 60.15.20.200 și masca de subrețea de 255.255.255.240, ar trebui ȘI numerele binare pentru adresele respective împreună cu următoarele rezultate:

     00111100.00001111.00010100.11001000

ȘI 11111111.11111111.11111111.11110000

= 00111100.00001111.00010100.11000000

= 60.15.20.192

În acest exemplu, lungimea măștii este 28, iar lungimea subrețelei este 4. Atunci când ȘI această mască de subrețea la orice adresă binară, primii 28 de biți ai adresei vor apărea în rezultatele nealterate. Ultimii patru biți ai adresei vor fi frecați și înlocuiți cu zerouri.

După ce aveți ID-ul de rețea pentru o adresă, este ușor să descoperiți ID-ul de difuzare. Deoarece lungimea subnetului este de 4, această gamă de adrese are 16 membri. Deci, trebuie doar să adăugați 16 la adresa IP a ID-ului de rețea. Acest lucru vă oferă 60.15.20.208. in orice caz, ID-ul de difuzare trebuie să fie întotdeauna un număr impar, iar ID-ul de rețea este unul dintre setul de 16 adrese, deci deduceți 1 și știți că ID-ul de difuzare pentru această subrețea este 60.15.20.207. Dispozitivele din subrețea pot fi alocate adrese de la 60.15.20.193 până la 60.15.20.206.

Notare de subrețea: CIDR

Un alt punct despre care trebuie să știți este standardul de notație utilizat pentru sub-rețea. Lungimea măștii poate fi anexată la ID-ul de rețea pentru a vă oferi o idee mai rapidă despre dimensiunea subrețelei. Aceasta rezultă din ID după o tăiere. Așadar, în exemplul nostru, acel domeniu de subrețea poate fi scris ca 60.15.20.192/28. Având în vedere că întreaga lungime a oricărei măști de subrețea este 32, informațiile conform cărora lungimea măștii este 28 vă indică faptul că porțiunea de subrețea are 4 cifre.

Această notare aparține unui sistem de sub-rețele care se referă la o metodologie de rutare numită Rutiere de domenii fără clasă pe Internet, care este prescurtat la CIDR și pronunțat „cidru”. Aceasta este o manieră foarte flexibilă de împărțire a spațiului de adrese al unei rețele decât sistemul precedent bazat pe clasă a folosit diferite game de biți pentru subrețele. Nu trebuie să înveți metodele bazate pe clasă, deoarece CIDR a înlocuit metoda inițială de sub-rețea și este mult mai ușor de utilizat.

Comenzile rapide de subințiere

Trebuie doar să efectuați calcule pe segmente, inclusiv și după schimbarea de la cele la zero la masca de subrețea. În exemplul de mai sus, știți, având în vedere că primele trei segmente ale adresei au o valoare de 255, că ID-ul de rețea va avea aceleași primele trei segmente ale adresei IP date. Continuând exemplul nostru, trebuie doar să copiați 60.15.20 și să vă concentrați pe ultimul segment al adresei.

Calculatorul unui programator vă poate ajuta să calculați numere binare și vă poate furniza și o funcție AND, deci nu trebuie să scrieți calculul pe hârtie. Calculatorul obișnuit din Windows poate oferi această facilitate. Trebuie doar să faceți clic pe meniul Hamburger din stânga sus și selectați Programator din opțiunile de setări.

În acest mod, puteți alege să efectuați operații AND pe numere binare sau zecimale. Rezultatele calculelor sunt afișate în ambele formate.

Mascare de subrețea de lungime variabilă

Tutorialul despre subreținerile din acest ghid se bazează pe CIDR, care permite o mare flexibilitate în dimensiunea grupurilor de adrese pe care le atribuiți fiecărei subrețele. De fapt, nu trebuie să vă limitați sistemul la utilizarea unei singure măști de subrețea. Puteți atribui grupuri de adrese de dimensiuni diferite fiecărei subrețele. Aceasta este cunoscută sub numele de „mascare subrețea lungime variabilă”(VLSM). Sub-rețeaua bazată pe clasă rezervă secțiunile întregului spațiu de adrese pentru clase separate, fiecare clasă având o mască de subrețea implicită. Nu există astfel de puncte fixe cu VLSM.

Rețineți că adresarea de subrețea este o funcție de rutare. Prin urmare, dacă doriți să utilizați mascarea de subrețea cu lungime variabilă, trebuie să vă asigurați că echipamentul dvs. de rețea poate face față metodologiei. Majoritatea dispozitivelor de rețea sunt echipate pentru a gestiona o serie de protocoale de rutare. Din fericire, majoritatea sistemelor de rutare pot face față VLSM.

Mai exact, puteți utiliza VLSM cu Protocolul de rutare a informațiilor v2 (RIPv2), sistemul intermediar integrat la protocolul de sistem integrat (IS-IS), Protocolul de rutare îmbunătățit (Gateway Interior Gateway Routing) (EIGRP) și Open Shortest Path First (OSPF) și Frontiera. Gateway Protocol (BGP) poate face față tuturor VLSM. Aproape toate ruterele sunt compatibile cu sistemul RIPv1 și pot utiliza de fapt acel protocol ca setare implicită. Trebuie să vă asigurați că schimbați preferința, deoarece RIPv1 nu poate face față VLSM.

– Punctul de implementare

Când calculați intervalele de adrese pentru fiecare dintre subrețelele dvs., trebuie să alegeți masca de subrețea care vă oferă suficiente gazde în acea subrețea. Deci, trebuie să rotunjiți alocarea adreselor la următoarea dimensiune posibilă a blocului. De exemplu, dacă aveți sub-rețele care conțin 67, 18 și 45 de dispozitive, în primul rând, trebuie să adăugați două adrese la fiecare secțiune pentru ID-ul de rețea și ID-ul de difuzare. Așadar, aveți nevoie de intervale de adrese care conțin 69, 20 și 47 de adrese.

Privind tabelul punctelor de pornire de subrețea disponibile de mai sus, puteți vedea că, deși puteți avea spații de adrese de diferite dimensiuni, există puncte fixe la care poate începe un interval de adrese. Nu puteți avea o gamă de adrese de 69, deci trebuie să rotunjiți și să alocați acea subrețea 128 de adrese. Subrețeaua care are nevoie de 20 de adrese IP va primi o alocare de 32, iar subrețeaua care are nevoie de 47 de adrese va primi 64.

Prin urmare, trebuie să lucrați cu o alocare de subrețea de 128 + 32 + 64, care funcționează la 224. Deși această strategie creează lacune în spațiul de adrese., este mai eficient decât metoda de sub-rețea cu lungime fixă care ar fi impus ca fiecare subrețea să aibă aceeași dimensiune a spațiului de adrese. VLSM permite un număr mult mai mare de subrețele.

Atunci când calculați punctul de pornire al adresei dvs., va trebui să vă rotunjiți din nou, deoarece nu există un interval de adrese de sub-rețea care vă oferă 224 de adrese IP. Următorul punct în sus vă va oferi 256 de adrese. Aceasta este o adresă de pornire din 255.255.255.0.

Prima dvs. subrețea va avea o adresă de 255.255.255.0. Spațiul rămas în intervalul de adrese este necesar pentru acea primă subrețea și pentru celelalte două subrețele. Deci, veți împărți intervalul de adrese de două ori mai mult. Acesta este motivul pentru care mascarea de subrețea cu lungime variabilă este uneori denumită „subansarea unei subrețele.“

Consultați din nou tabelul de mai sus. Următorul punct posibil de pornire a subrețelei este 255.255.255.128. Deci, intervalul de adrese pentru cea mai mare subrețea a ta se va încadra în intervalul cuprins între 255.255.255.0 și 255.255.255.127. ID de rețea pentru acea sub-rețea va fi 255.255.255.0 și ID de difuzare va fi 255.255.255.127. Există 126 de adrese IP disponibile în acest interval. Aveți nevoie de 67 de adrese, deci vor fi 59 de adrese de rezervă în acest domeniu. Asta vă oferă mult spațiu pentru a adăuga dispozitive noi în acea subrețea.

Adresa 255.255.255.128 va fi adresa ID de rețea pentru următoarea subrețea. Aveți nevoie de 45 de adrese pentru această rețea, dar trebuie să alocați o gamă de 64. ID de rețea si ID de difuzare preia două din acea alocare, deci veți adresa 45 de dispozitive și apoi veți avea 17 adrese IP de rezervă. ID de difuzare pentru acea subrețea va fi 255.255.255.191.

ID de rețea pentru ultima ta subrețea va fi 255.255.255.192. Această subrețea conține 18 dispozitive și, de asemenea, aveți nevoie de un ID de rețea și a ID de difuzare, deci acest spațiu de adrese va conține 32 de adrese, lăsând 12 adrese IP de rezervă. ID-ul de difuzare pentru această subrețea va fi 255.255.255.223. Aceasta lasă spații de adresă pentru subrețelele noi între 255.255.255.224 și 255.255.255.253.

Calculatoare de subrețea

Așa cum am arătat mai sus, calculatorul standard Windows vă poate ajuta să calculați calitatea de membru al grupului de adrese de subrețea. Unele calculatoare la îndemână concepute special pentru sub-rețea merită, de asemenea, încercate. Multe dintre aceste calculatoare de subrețea sunt disponibile online și funcționează indiferent de sistemul de operare pe care îl ai.

Iată lista noastră cu cele mai bune calculatoare de subrețea gratuite:

1. SolarWinds Advanced Subnet Calculator – un instrument gratuit care funcționează pe Windows
2. Tech-FAQ Calculator de subrețea – un utilitar gratuit care rulează pe Windows
3. Subrețea Ninja – un calculator online gratuit
4. Spiceworks Subnet Calculator – un instrument online gratuit
5. IP Subnet Calculator – un alt instrument online gratuit
6. Subnet Calc – gratuit și scris pentru Mac-uri
7. VLSM (CIDR) Subnet Calculator – un calculator online gratuit specializat în subrețele de lungime variabilă
8. Ipcalc – online sau poate fi instalat pe Linux
9. Sipcalc – utilitatea liniei de comandă pentru Linux
10. IP Subnet Calculator – un instrument pentru Windows și Linux

Sub-rețea IP principală

Subnotarea nu este atât de dificilă atât timp cât utilizați un calculator specializat și implementați CIDR în loc de rutare IP bazată pe clasă.

Dacă complexitățile de alocare a intervalelor pentru fiecare subrețea și de a face o rețea de rețea vă împiedică să vă împărțiți rețeaua, acum ar trebui să aveți încrederea de a acorda mai multă atenție strategiei.

Abilitatea de a calcula domeniile de subnet este o parte esențială a certificării de inginerie de rețea. Dacă speri să devii un Tehnician de rețea de intrare certificat Cisco sau a Cisco Certified Network Associate, veți avea nevoie de abilități de subrețicare sub centura dvs. Nu veți putea trece examenele CCENT 100-101 sau CCNA 200-120 fără să stăpâniți aceste tehnici.

Imagine: Subrețea de Brandon Leon prin Flickr. Licențiat conform CC BY-SA 2.0