Az alhálózat végső útmutatója (beleértve a 10 legjobb alhálózati számológépet)

Az alhálózatok csökkentik a hálózati torlódásokat. Az alhálózat a hálózatkezelés területén széles körben alkalmazott gyakorlat, amely magában foglalja a hálózat szakaszokra bontását. Az alhálózat több összekapcsolt hálózatot hoz létre egyetlen címtérben, az egyes szakaszokat alhálózatként vagy „alhálózatként” tekintve, nem pedig független hálózatok gyűjteményeként..

Az alhálózat IP-címeket oszt ki a szegmentált hálózat eszközeinek. A címtartományok elosztása fejfájást okozhat, és a hálózat növekedésével lehetetlenné válik az IP-címek kézi kezelése. A hálózat felosztása sok bonyodalommal jár, de a legtöbb esetben a józan ész biztosítja a legjobb eszközt. A tervezés szintén nélkülözhetetlen.

Ez az útmutató néhány alapvető címet szem előtt tartja, amelyre a hálózat felosztásánál terveznie kell, valamint az új címtér-konfiguráció kezeléséhez szükséges eszközökkel és gyakorlatokkal együtt..

Miért alhálózat?

Egy tipikus LAN vezetékeket összekötő eszközökből áll, amelyek lehetővé teszik több végpont – például asztali PC-k, nyomtatók, szerverek és akár telefonok – közötti kommunikációt.. A hálózat egy bizonyos pontján a több végpont számára szánt forgalom ugyanazon a kábelen fog tovább haladni. Az adatok a hálózaton keresztül elektronikus impulzusként továbbítódnak a hálózaton.

Amikor villamos energiát vezetnek a huzalra, az azonnal megkapja a kábel teljes hosszát. Egyszerre csak egy jelforrás működhet a vezetéken.

Ha több végpont egyidejűleg küld adatokat, akkor az adatokat képviselő díjak keverednek. Ezt nevezzük „ütközés”, És értelmetlenné teszi a szállított adatokat. Tehát el kell kerülni az ütközést. Az ütközés elkerülését az egyes csatlakoztatott eszközök hálózati kártyája kezeli. Megvizsgálja a vezetéket, hogy megbizonyosodjon arról, hogy nincs-e rajta áram, és ráteszi a jelét a kábelre.

Torlódás akkor fordul elő, ha túl sok végpont van csatlakoztatva ugyanahhoz a vezetékhez. Ebben az esetben az az idő, amely az egyes eszközöknek várniuk kell ahhoz, hogy egyértelmű képet kapjanak a huzalról, a hálózatot lassúvá teszi. Annak elkerülése érdekében, hogy egy felhasználó elkapja a hálózatot, és mindenki másot kizárjon, az adatátvitelt felosztják darabokban. Az adatokat fogadó alkalmazás ellenőrzi a beérkező csomagok sorrendjét, és összeszereli adat-hasznos terhelését adatfolyamba.

A hálózati kártyanek ellenőriznie kell az elküldött csomagok hálózati elérhetőségét. Ha sok végpont ugyanazt a vezetéket használja, akkor ritka lesz a vonal csendje, amely lehetőséget ad az átadó hálózati kártyának a következő csomag elküldésére. Tehát a fogadó alkalmazásnak tovább kell várnia az átutalás befejezéséig.

Lehet, hogy nagyon hatékony berendezése van a hálózatán, de Ha túl sok végpont van megosztva egy vezetékkel, a felhasználók panaszkodnak, hogy a hálózat lassú és ez megakadályozza őket abban, hogy hatékonyan végezzék munkájukat. Ebben a helyzetben a legjobb megoldás a hálózat alhálózatokra történő felosztása.

– Végrehajtási pont

Miután felosztotta a hálózatot szakaszokra, meg kell számolnia az egyes alhálózatokban lévő eszközök számát, és az egyes IP-címeket hozzá kell rendelnie. Az egyes alhálózatok címeinek szomszédosnak kell lenniük. Ez azt jelenti, hogy az egyes alhálózatokhoz IP-címek tartományát kell fenntartania. E tartomány kiszámítása az IP alhálózat tárgya. Tehát most megtanul egy hálózat alhálózatát.

Mi az alhálózat??

Az „alhálózat” kifejezés kifejezetten vonatkozik az alhálózatokat tartalmazó rendszer címzési szempontjaira. IP-hálózaton IP-címet használ. Ez egy azonosító, amely négy 8 bites számból áll, amelyeket pont („.”) Választ el egymástól. Minden nyolc bites bináris számot oktetnek hívnak.

A számok sorrendje a 256 alapon működik. Egy címben szereplő minden szám egy nyolc bit mögöttes bináris számát képviseli. A legmagasabb nyolc számjegyű bináris szám 11111111, ami a szokásos decimális számláló rendszerünkben 255.

Tehát a címek 0,0.0.1 és 0.0.0.255 közötti sorrendben futnak, majd a következő cím 0.0.1.0. Bármelyik címtérben megengedett maximális szám: 255.255.255.255. Mivel ez csak a bináris számok ábrázolása, a tényleges maximális bináris cím valójában 11111111.11111111.11111111.11111111. Az IP-cím bináris verziójában 32 szám van, és mindegyik lehet csak nulla vagy egy.

A hálózat minden eszközének egyedi IP-címmel kell rendelkeznie. Ez az egyediség csak a hálózatára vonatkozik, tehát nem számít, ha valahol máshol más hálózat ugyanazokat a címeket használja-e, mint Ön. Ugyanakkor nem lehet ugyanazt az IP-címet rendelni egy eszközhöz egy alhálózatban és egy eszközhöz egy másik alhálózatban. A hálózati terminológiában minden olyan eszközt, amelynek egyedi hálózati IP-címre van szüksége a hálózaton keresztüli kommunikációhoz, hostnak nevezzük.

Broadcast cím és hálózati cím

Az alhálózati cím kiosztása felosztja a rendelkezésre álló címek tartományát az egyes alhálózatok számára fenntartott tartományba. Az alhálózat címtartománya mindig páros számmal kezdődik, és páratlan számmal ér véget. A tartomány első számát hálózati azonosítónak nevezzük. A tartomány utolsó száma „Broadcast ID,”, Ami azt jelenti, hogy az adott IP-címre küldött üzeneteket az alhálózat összes eszköze felveszi.

– Végrehajtási pont

Amikor az egyes alhálózatokhoz tartozó címek hatókörét megtervezi, még két cím számát – a hálózati azonosítót és a sugárzott azonosítót – kell hozzáadnia a tartományba.

Az alhálózati rendszernek még egy címeleme van, amely a „alhálózati maszk.Ez osztja az alhálózat IP-címét hálózati elemre és host elemre. Nincs határozott pont a cím hálózati és gazdaszekciói közötti megosztására. Az egyes részek hosszát az alhálózati maszk jelzi.

– Végrehajtási pont

Nem szükséges, hogy az egyes alhálózatok címterét azonos méretűvé tegye. Így, minden alhálózat címszükségletét külön kell kiszámítania.

Az útmutató következő szakasza részletesebben ismerteti ezt a kérdést.

Az alhálózati maszk

Az IP alhálózati maszk megadja az adott alhálózat hálózati azonosítóját. Ha egy eszköz IP-címét veszi az alhálózaton, és alkalmazza az alhálózati maszkot ehhez a Boolean algebra segítségével, akkor a hálózati azonosítóval kell rendelkeznie. Ne feledje, hogy a hálózati azonosító az első cím is az alhálózat számára kiosztott tartományban.

Ez a matematikai levonási rendszer lehetővé teszi a hálózati eszközök számára, hogy az alhálózati maszk segítségével meghatározzák, hogy melyik hálózati szegmensre jut az üzenet. Az alhálózati rendszer megértése lehetővé teszi az alhálózatok megfelelő beállítását és az egyes alhálózatokhoz a megfelelő címkészlet kiosztását..

A maszk értékei bizonyos számú bitre vonatkoznak balról, a fennmaradó pozíciókat nullákkal kell kitölteni. A maszkban levők száma megadja a maszk hosszát. A maszkban szereplő nullák száma megadja az alhálózat hosszát, amely lehetővé teszi egyedi IP-címek kiosztását az alhálózathoz csatlakoztatott eszközök számára. A cím ezt a második részét néha „gazdabiteknek” hívják. Minél hosszabb az alhálózat hossza, annál több címet kap az adott alhálózat készletében. Nincs megfelelő hosszúságú maszkolás, csak az a kérdés, hogy hány gazdacímre van szüksége az egyes alhálózatokban.

Az alhálózati maszknak csak korlátozott számú formátuma van, mivel az a követelmény, hogy az IP-címben szereplő összes fájlnak szomszédosnak kell lennie, és az első pozícióba balra kell kezdődnie. Az alhálózati maszkban az utolsó „1” helye azonosítja a maszk oktetét. A maszk megjelenhet az alhálózati maszk négy oktettjében. A maszk decimális változatában szereplő végső száma mindig 255, 254, 252, 248, 240, 224, 192 vagy 128. Ennek oka az, hogy ezek a számok a 11111111, 11111110, 11111100, 11111000, 11110000, 11100000 bináris okteteknek felelnek meg. , 11000000, 10000000.

Itt található az érvényes alhálózati maszkok listája:

Alhálózati maskMask lengthMask octetSubnet lengthNemcégek száma

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

A fenti táblázatban feltüntetett esetekben a készletben elérhető host címek száma kettővel kevesebb, mint az alhálózati maszk által létrehozott címek száma. Ez azért van, mert a tartomány első és utolsó címét hálózati címként (hálózati azonosító) és sugárzási címként (sugárzott azonosítóként) tartják fenn..

Ezek a maszk értékek a tényleges bináris maszk decimális ábrázolása. Tehát a valóságban a 255.255.255.240 maszk 11111111.11111111.11111111.11110000.

A maszk IP-címre történő alkalmazásához logikai algebrát kell használni, és a cím és a maszk bináris verzióival kell dolgozni, nem pedig a tizedes verzióval..

A Boolean AND segítségével minden bitnek a két szám azonos helyzetében kell állnia ahhoz, hogy ez a bit bekerüljön az eredményekbe. Ha a két bit valamelyike ​​nulla, akkor a szám pozíciójának eredménye nulla lesz.

Figyelembe véve a 60.15.20.200 hálózati IP-címet és a 255.255.255.240 alhálózati maszkot, akkor ÉS a címek bináris számát adja meg a következő eredményekkel együtt:

     00111100.00001111.00010100.11001000

ÉS 11111111.11111111.11111111.11110000

= 00111100.00001111.00010100.11000000

= 60.15.20.192

Ebben a példában a maszk hossza 28 és az alhálózat hossza 4. Ha ÉS ezt az alhálózati maszkot bármilyen bináris címre megadja, akkor a cím első 28 bitje az eredményekben változatlan marad. A cím utolsó négy bitjét kiürítjük és nullákkal helyettesítjük.

Miután megszerezte a hálózathoz tartozó hálózati azonosítót, könnyű felfedezni a sugárzott azonosítót. Mivel az alhálózat hossza 4, ennek a címtartománynak 16 tagja van. Tehát csak hozzá kell adnia 16-at a hálózati azonosító IP-címéhez. Ez 60.15.20.208-ot eredményez. azonban, a sugárzott azonosítónak mindig páratlan számnak kell lennie, és a hálózati azonosító a 16 címkészlet egyike, tehát levonja az 1-t, és tudja, hogy ennek az alhálózatnak a sugárzási azonosítója 60.15.20.207. Az ezen alhálózaton belüli eszközök címeit 60.15.20.193-tól 60.15.20.206-ig lehet allokálni.

Alhálózat jelölése: CIDR

Egy másik szempont, amelyet tudnod kell, az alhálózathoz használt jelölési szabvány. A maszk hossza hozzáilleszthető a hálózati azonosítóhoz, hogy gyorsabb képet kapjon az alhálózat méretéről. Ez egy perjel után következik az azonosítóból. Tehát a példánkban az alhálózat hatóköre 60.15.20.192/28 lehet. Tekintettel arra, hogy bármely alhálózati maszk teljes hossza 32, az az információ, hogy a maszk hossza 28, azt mondja, hogy az alhálózati rész 4 számjegyű.

Ez a jelölés az alhálózat rendszeréhez tartozik, amely az úgynevezett útválasztási módszertanhoz kapcsolódik Osztálytalan Internet Domain Routing, ezt rövidítik a CIDR-hez, és „almabornak” ejtik. Ez egy nagyon rugalmas módszer a hálózat címterének felosztásához, mint a korábbi osztályalapú rendszer az alhálózatok különböző bitesorozatait használta. Nem kell megtanulnia az osztályalapú módszereket, mert a CIDR helyettesítette az eredeti alhálózati módszert, és sokkal felhasználóbarátabb..

Alhálózati hivatkozások

Csak akkor kell elvégeznie a számításokat a szegmenseken, beleértve az alhálózati maszkban lévő részekről nullára történő váltást is, és azt követően. A fenti példában tudni fogja, hogy a cím első három szegmensének értéke 255, hogy a hálózati azonosító azonos IP-címének első három szegmensével fog rendelkezni. Folytatva a példát, akkor csak le kell másolnia a 60.15.20-at, és a cím utolsó szegmensére kell összpontosítania.

A programozó számológépe segíthet bináris számok kidolgozásában, és AND funkcióval is szolgálhat, így nem kell papíron kiírnia a számítást. A Windows rendszeres számológépe biztosítja ezt a lehetőséget. Csak kattintson a bal felső sarokban lévő Hamburger menüre, és válassza a lehetőséget Programozó a beállítási lehetőségek közül.

Ebben a módban választhat, hogy ÉS műveleteket végez-e bináris vagy tizedes számokkal. A számítás eredményeit mindkét formátumban mutatjuk be.

Változtatható hosszúságú alhálózati maszkolás

Ebben az útmutatóban az alhálózati oktatás a CIDR-en alapul, amely nagy rugalmasságot biztosít az egyes alhálózatokhoz rendelt címkészletek méretében. Valójában nem kell korlátoznia rendszerét csupán egy alhálózati maszk használatára. Minden alhálózathoz különféle méretű címkészleteket rendelhet. Ez az úgynevezett „változó hosszúságú alhálózati maszkolás”(VLSM). Osztályalapú alhálózat a teljes címtér szekcióit külön osztályok számára fenntartja, mindegyik osztálynak alapértelmezett alhálózati maszkkal rendelkezik. Nincsenek ilyen rögzített pontok a VLSM-nél.

Ne feledje, hogy az alhálózat címzése az irányítás függvénye. Ezért ha változtatható hosszúságú alhálózati maszkot szeretne használni, akkor biztosan meg kell győződnie arról, hogy hálózati berendezései megbirkóznak-e a módszerrel. A legtöbb hálózati eszköz fel van szerelve számos útválasztási protokoll kezelésére. Szerencsére a legtöbb ilyen útválasztó rendszer képes megbirkózni a VLSM-mel.

Pontosabban, használhatja a VLSM-et a v2 útválasztási információs protokolllal (RIPv2), az integrált közbenső rendszerről az integrált rendszerre (IS-IS), a továbbfejlesztett belső átjáró útválasztási protokolljával (EIGRP) és a nyílt legrövidebb útvonal elsővel (OSPF), valamint a szegéllyel. Az átjáró protokoll (BGP) mind képes kezelni a VLSM-et. Szinte az összes útválasztó kompatibilis a RIPv1 rendszerrel, és valójában ezt a protokollt használhatja alapértelmezett beállításként. Gondoskodjon arról, hogy megváltoztassa ezt a beállítást, mert a RIPv1 nem képes megbirkózni a VLSM-rel.

– Végrehajtási pont

Amikor kiszámítja az egyes alhálózatok címtartományait, ki kell választania az alhálózati maszkot, amely elegendő gazdagépet ad az adott alhálózatban. Tehát fel kell kerekíteni a címek kiosztását a következő lehetséges blokkméretre. Például, ha vannak alhálózatok, amelyek 67, 18 és 45 eszközt tartalmaznak, Mindenekelőtt a hálózat azonosítójához és a sugárzott azonosítóhoz minden szakaszhoz két címet kell hozzáadnia. Szüksége van tehát a 69, 20 és 47 címet tartalmazó tartományokra.

A fenti rendelkezésre álló alhálózati kiindulási pontok táblázatát látva láthatjuk, hogy bár rendelkezhet különféle méretű címterekkel, vannak rögzített pontok, ahol egy címtartomány megkezdődhet. Nem lehet 69-es címtartomány, ezért fel kell kerekítenie és allokálnia az alhálózat 128 címét. A 20 IP-címet igénylő alhálózat 32 allokációt kap, a 47 címet igénylő alhálózat pedig 64-et kap.

Ezért a 128 + 32 + 64 alhálózati allokációval kell működnie, amely 224-nél működik, bár ez a stratégia hiányosságokat teremt a címtérben., hatékonyabb, mint a rögzített hosszúságú alhálózat-módszer amely megkövetelte volna, hogy minden alhálózat azonos méretű címterülettel rendelkezzen. A VLSM sokkal több alhálózatot tesz lehetővé.

A cím kezdőpontjának kiszámításakor újra fel kell kerekítenie, mivel nincs olyan alhálózati címtartomány, amely 224 IP-címet adna Önnek. A következő ponttal 256 címet fog kapni. Ez a kezdőcím a 255.255.255.0.

Az első alhálózat címe 255.255.255.0. A címtartományban fennmaradó helyre az első alhálózathoz és a másik két alhálózathoz is szükség van. Tehát kétszer osztja fel a címtartományt. Ez az oka annak, hogy változó hosszúságú alhálózati maszkolást néha „alhálózat alhálózata.”

Lásd még a fenti táblázatot. Az alhálózat következő lehetséges kezdőpontja: 255.255.255.128. Tehát a legnagyobb alhálózat címsorozata a 255.255.255.0 és 255.255.255.127 tartományba esik. Az Hálózati azonosító az alhálózat 255.255.255.0 lesz, és az Broadcast ID lesz 255.255.255.127. Ezen a tartományon belül 126 IP-cím érhető el. 67 címre van szüksége, tehát 59 cím lesz tartalék ebben a hatókörben. Ez nagyon sok lehetőséget kínál új eszközök felvételére az alhálózatba.

A 255.255.255.128 cím a Hálózati azonosító a következő alhálózathoz. Ehhez a hálózathoz 45 címre van szüksége, de 64 tartományt kell lefoglalnia Hálózati azonosító és a Broadcast ID ebből a kiosztásból kettőt vesz igénybe, így 45 eszközt fog címezni, majd 17 tartalék IP-címmel rendelkezik. Az Broadcast ID az alhálózat 255.255.255.191 lesz.

Az Hálózati azonosító az utolsó alhálózaton 255.255.255.192 lesz. Ez az alhálózat 18 eszközt tartalmaz, és ehhez is szüksége van Hálózati azonosító és a Broadcast ID, tehát ez a címtér 32 címet fog tartalmazni, így 12 tartalék IP cím marad. A sugárzott azonosító ennek az alhálózatnak a 255.255.255.223 lesz. Ezzel az új alhálózatok számára a 255.255.255.224 és 255.255.255.253 közötti címtereket hagyja.

Alhálózati számológépek

Mint fentebb rámutattunk, a szokásos Windows kalkulátor segít az alhálózati címkészlet tagságának kidolgozásában. Néhány, kifejezetten az alhálózathoz tervezett számológép is érdemes kipróbálni. Ezen alhálózati számológépek közül sok online elérhető és így működik, függetlenül attól, hogy milyen operációs rendszerrel rendelkezik.

Itt van a listánk a legjobb ingyenes alhálózati számológépek:

1. SolarWinds Advanced Subnet Calculator – egy ingyenes eszköz, amely Windows rendszeren működik
2. Tech-FAQ alhálózati számológép – egy ingyenes segédprogram, amely Windows rendszeren fut
3. Alhálózat Ninja – egy ingyenes online számológép
4. Spiceworks Alhálózat kalkulátor – egy ingyenes online eszköz
5. Az IP alhálózati számológép – egy másik ingyenes online eszköz
6. Alhálózat – ingyenes és írva a Mac-ek számára
7. VLSM (CIDR) alhálózati számológép – egy ingyenes online számológép, amely változó hosszúságú alhálózatokra szakosodott
8. Ipcalc – online vagy telepíthető Linuxra
9. Sipcalc – parancssori segédprogram Linux számára
10. IP alhálózati számológép – eszköz Windows és Linux rendszerhez

Mester IP alhálózat

Az alhálózat létrehozása nem olyan nehéz, ha speciális számológépet használ és CIDR-t vezet be osztályalapú IP-útválasztás helyett.

Ha az egyes alhálózatok tartományának kiosztása és a hálózat alhálózata összetettségéből adódóan megszakítja a hálózat felosztását, most bíznia kell a stratégia mélyebb megfontolásában..

Az alhálózat hatókörének kiszámításának képessége a hálózati mérnöki tanúsítás alapvető része. Ha reménykedsz, hogy a Cisco tanúsított belépési hálózati technikus vagy a Cisco tanúsított hálózati munkatárs, szükség lesz alhálózati készségekre az öved alatt. A technikák elsajátítása nélkül nem fogja átadni a CCENT 100-101 vagy CCNA 200-120 vizsgáit.

Kép: Alhálózat: Brandon Leon a Flickr-en keresztül. A CC BY-SA 2.0 alatt engedélyezett