Что такое маска подсети? IP-адрес и маска подсети

Поделись знанием: Материал из Википедии — свободной энциклопедии Перейти к:навигация, поиск

Маска подсети — битовая маска, определяющая, какая часть IP-адресаузла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети (при этом, в отличие от IP-адреса, маска подсети не является частью IP-пакета). Например, узел с IP-адресом 12.34.56.78 и маской подсети 255.255.255.0 находится в сети 12.34.56.0 с длиной префикса 24 бита. В случае адресации IPv6 адрес 2001:0DB8:1:0:6C1F:A78A:3CB5:1ADD с длиной префикса 32 бита (/32) находится в сети 2001:0DB8::/32.

Другой вариант определения — это определение подсети IP-адресов. Например, с помощью маски подсети можно сказать, что один диапазон IP-адресов будет в одной подсети, а другой диапазон соответственно в другой подсети.

Чтобы получить адрес сети, зная IP-адрес и маску подсети, необходимо применить к ним операцию поразрядной конъюнкции (логическое И). Например, в случае более сложной маски (битовые операции в IPv6 выглядят аналогично):

IP-адрес:       11000000 10101000 00000001 00000010 (192.168.1.2) Маска подсети:  11111111 11111111 11111110 00000000 (255.255.254.0) Адрес сети:     11000000 10101000 00000000 00000000 (192.168.0.0) 

Легенда:

• Часть маски определяющая адрес сети, состоящая из единиц.
• Адрес сети, который определяется маской подсети.
• Диапазон адресов устройств в этой сети.

Разбиение одной большой сети на несколько маленьких подсетей позволяет упростить маршрутизацию. Например, пусть таблица маршрутизации некоторого маршрутизатора содержит следующую запись:

Пусть теперь маршрутизатор получает пакет данных с адресом назначения 192.168.1.2. Обрабатывая построчно таблицу маршрутизации, он обнаруживает, что при наложении на адрес 192.168.1.2 маски 255.255.255.0 получается адрес сети 192.168.1.0. В таблице маршрутизации этой сети соответствует шлюз 10.20.30.1, которому и отправляется пакет.

Маски при бесклассовой маршрутизации (CIDR)

Маски подсети являются основой метода бесклассовой маршрутизации (англ. CIDR). При этом подходе маску подсети записывают вместе с IP-адресом в формате «IP-адрес/количество единичных бит в маске». Число после знака дроби (т. н.длина префикса сети) означает количество единичных разрядов в маске подсети.

Рассмотрим пример записи диапазона IP-адресов в виде 10.96.0.0/11. В этом случае маска подсети будет иметь двоичный вид 11111111 11100000 00000000 00000000, или то же самое в десятичном виде: 255.224.0.0. 11 разрядов IP-адреса отводятся под адрес сети, а остальные 32-11=21 разряд полного адреса (11111111 11100000 00000000 00000000) — под локальный адрес в этой сети. Итого, 10.96.0.0/11 означает диапазон адресов от 10.96.0.0 до 10.127.255.255.

Возможных узлов подсети меньше количества адресов на два: начальный адрес сети резервируется для идентификации подсети, последний — в качестве широковещательного адреса (возможны исключения в виде адресации в IPv4 сетей /32 и /31).

Назначение маски подсети

Маска назначается по следующей схеме <math>2^8-n</math> (для сетей класса C), где <math>n</math> — количество компьютеров в подсети + 2,^[1] округленное до ближайшей большей степени двойки (эта формула справедлива для <math>n</math> ≤ 254, для <math>n</math> > 254 будет другая формула).

Пример: В некой подсети класса C есть 30 компьютеров, маска для такой сети вычисляется следующим образом:

28 - 32 = 224 (0E0h) < = > 255.255.255.224 (0xFFFFFFE0) 

Напишите отзыв о статье «Маска подсети»

Литература

1. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов = Computer Networks. Principles, Technologies and Protocols for Network Design. — 3-е изд. — СПб.: Издательский дом «Питер», 2006. — С. 572-576. — 958 с. — ISBN 5-469-00504-6.

См. также

Как известно, каждый компьютер, в какой бы сети он ни находился, имеет некий цифровой адрес, называемый IP-адресом. Естественно, это правило актуально лишь для сетей на основе протокола TCP/IP, впрочем, сегодня практически любая сеть базируется на его основе. Так или иначе, помимо данного адреса, сетевая рабочая станция имеет еще несколько параметров, влияющих на ее взаимодействие с другими устройствами. В первую очередь одним из них является маска сети, о которой мы и расскажем в этой статье.

</h2>

Маска подсети, шлюз и адрес…

Если вы попытаетесь получить информацию о текущем подключении, то, помимо выделенного вашему компьютера IP-адреса, вы также увидите такие поля, как маска подсети, шлюз по умолчанию, а также один или несколько ДНС-серверов, вернее, их адресов. Для непосвященного человека все эти данные представляют собой лишь нагромождение цифр, однако если вы планируете заниматься настройкой компьютерных сетей на базе протокола TCP/IP, то вам об этих показателях следует знать немного больше.

Несколько слов об IP-адресах

Прежде чем нырять в дебри и объяснять, что такое маска подсети, следует вспомнить о том, что такое IP-адрес: что значат входящие в него цифры и какие значения они могут принимать. Заранее оговорим один момент: вся информация в этой статье будет касаться протокола IPv4, так как именно он на сегодняшний день все еще остается самым «ходовым».

Итак, IP-адрес состоит из четырех цифр, каждая из которых может принимать значение от нуля до 255. Не стоит быть профессором математики, чтобы подсчитать: всего может существовать чуть более четырех миллиардов комбинаций. Любое устройство в сети TCP/IP имеет подобный адрес вне зависимости от того, какие функции оно выполняет – будь то сетевой принтер, маршрутизатор, ADSL-роутер или смартфон, к сети прибор будет подключаться лишь тогда, когда у него будет иметься уникальная последовательность из все тех же четырех цифр.

О локальных адресах

Если у вас дома имеется несколько компьютеров, то вы наверняка обратили внимание на то, что все их адреса имеют много общего – чаще всего их различие состоит лишь в последней цифре, например, если один ваш компьютер имеет адрес 192.168.1.10, то у второго может быть 192.168.1.9. Подобная ситуация вполне естественна для домашних сетей, ведь данные адреса – внутренние. Они используются для того, чтобы передавать данные внутри вашей домашней сети, например между компьютерами. А что происходит в те моменты, когда вам необходимо получить информацию из сети Интернет?

Шлюз

Прежде чем начать отвечать на вопрос о том, что такое маска подсети, необходимо разобраться еще с одной составляющей сети – шлюзом. Как вы знаете, для того чтобы ваш домашний компьютер мог выходить во Всемирную сеть, ему нужен шлюз – роль его, как правило, играет либо маршрутизатор, либо модем, либо (если разговор идет не о доме, а о работе) сервер. Когда вы запрашиваете какую-нибудь интернет-страницу, ваш компьютер узнает, находится ли сервер, который вы ищите, в вашей домашней сети. Если он там имеется (например, если вы держите сайт на одном из своих компьютеров), то ничего, по сути, особенного не происходит – компьютеры устанавливают соединение через локальную сеть и начинают передачу данных. Однако если вы пытаетесь открыть сайт, расположенный на удаленном сервере, в дело вступает шлюз.

Для чего служит маска подсети?

Итак, мы вплотную подобрались к вопросу о том, что такое маска подсети. Фактически это краткая справка о том, какие компьютеры находятся в одной сети с вашим, а какие требуют шлюз для соединения. Маска – некий шаблон, накладываемый компьютером на IP-адрес, с которым он хочет соединиться. Если шаблон «ложится ровно», то все в порядке, если же нет – запрос отправляется на устройство, прописанное в настройках сети как шлюз по умолчанию.

Как выглядит маска подсети?

Если вы являетесь среднестатистическим пользователем домашней сети, состоящей из нескольких компьютеров, которая имеет шлюз для выхода в Интернет, то ваша маска подсети, вероятнее всего, выглядит так: 255.255.255.0. Эти цифры – так называемая маска подсети 24, которая указывает на то, что если первые три цифры в IP-адресе компьютера совпадают с вашим адресом, то он доступен напрямую.

Кстати, пример с 255.255.255.0 актуален только в том случае, если вы имеете дело с простыми и привычными операционными системами, например Windows. Системы же на базе Linux, включая пресловутый и вездесущий Android, используют немного другой подход, в котором маска подсети задается одно- или двухзначным числом. В вышеназванном примере подобным числом является 24.

Можно ли узнать маску подсети?

Несмотря на то что данный вопрос имеет под собой мало смысла, пользователи не перестают задавать его поисковым машинам. Определить маску подсети по IP практически невозможно, так как, исходя из одного лишь IP-адреса, невозможно точно сказать, какие именно масштабы имеет локальная или распределенная сеть. Отчасти в подобных случаях может помочь информация о шлюзе, например, если ваш компьютер имеет адрес 192.168.1.2, а шлюз – 192.168.0.1, то маска подсети должна быть как минимум 255.255.0.0, в противном случае шлюз будет недостижим.

В целом IP-адрес и маска подсети практически никак не связаны, вернее, нельзя выяснить одно на основании другого. В сети компьютеру необходимо оперировать обоими параметрами, чтобы создавать успешные соединения с тем или иным устройством.

О цене ошибок

А что может произойти, если вы допустите ошибку? Исходя из того, что мы теперь уже знаем о том, что такое маска подсети, можно с уверенностью утверждать: если она будет задана неверно, существует большая вероятность того, что ваш компьютер будет отрезан от внешнего мира. Например, если вписать в качестве маски 0.0.0.0, то операционная система будет считать любой IP-адрес локальным и не будет даже пытаться использовать шлюз, что приведет к потере возможности связываться с компьютерами вне вашей локальной сети.

Если же совершите другую ошибку, указав слишком «тесную» маску подсети, то ваш компьютер может начать испытывать проблемы уже с подключением к «соседям» по локальной сети – даже если вы будете обращаться к локальному IP, маска подсети будет указывать на то, что доступ к нему возможен только через шлюз, а это может привести либо к повышенной нагрузке на сеть, либо к абсолютной недоступности компьютеров в «локалке».

Варианты написания маски подсети

В различных операционных системах используются соответствующие подходы к формулировке маски сети. В то время как в Windows стандартным написанием считается указание четырех восьмибитных чисел, другие ОС, в частности базирующиеся на Unix, используют запись, основанную на указании IP-адреса рабочей станции, а также количества бит, которые должны оставаться статичными.

Рассмотрим конкретный пример. Имея IP-адрес 192.168.111.222 и указав, что статичность его бит равняется 32, мы получим следующую запись: 192.168.111.222/32. На практике это означает, что компьютер будет использовать доступный шлюз для соединения с любыми компьютерами, кроме самого себя. Так происходит потому, что 32 – это и есть общее количество бит, которые содержит IP-адрес в четвертой версии протокола. Если рассматривать эту маску в более привычном для большинства людей виде (как это делается в ОС Windows), то она бы выглядела как 255.255.255.255.

А что насчет более привычного варианта маски подсети, который используется в большинстве внутриквартирных локальных сетей? Разговор, естественно, идет о 255.255.255.0. Если вы внимательно читали эту статью, то о данной маске разговор уже шел, и количество ее зафиксированных бит составляет 24 (т. е. первые три числа по 8 бит).

Таким образом, можно провести простую логическую цепочку – на каждое фиксированное число приходится 8 бит, а это значит, что та же 255.0.0.0 будет записываться как /8, так как в ней зафиксировано только первое число.

Что же касается промежуточных вариантов, например, 255.255.255.128, то их битность также легко поддается вычислению, в данном случае это /25 – 24 бита первых трех зафиксированных чисел, а также еще один бит, делящий сегмент от 0 до 255 ровно пополам.

Если вам необходимо большее количество вариантов и примеров, вы всегда можете обратить свое внимание на специализированные источники. На их страницах, посвященных теме нашей статьи, имеется таблица масок подсети, включающая в себя практически все возможные варианты составления этих последовательностей.

В процессе настройки локальной сети на стационарном компьютере или портативном ноутбуке, помимо IP-адреса и шлюза необходимо указать ещё и маску подсети — Netmask. У большинства домашних роутеров используется маска 255.255.255.0. Что она означает и сколько адресов можно использовать при таком раскладе? Давайте разбираться подробнее.

Маска подсети в протоколе IP версии 4 (TCP/IPv4) — это 32-битное значение, в котором содержаться биты, установленные в единицу для идентификатора сети и идентификатора подсети, и биты, установленные в 0 для идентификатора хоста. То есть она показывает сколько бит используется в качестве идентификатора подсети, а сколько — в качестве идентификатора хоста.  Стоит заметить, что маска не передается в заголовках IP-пакетов.

Давайте посмотрим это на конкретном наглядном примере:

Несмотря на то, что маска подсети — это тоже 32-бита, как и в IP-адресе. Но вот только в отличие от него, единицы  и нули в ней не могут чередоваться. По порядку всегда должны идти сначала единицы, потом нули. Для того, чтобы определить границы подсети, маршрутизатор или компьютер должен сделать побитовое умножение между IP-адресом и маской.

Благодаря маске сети можно всегда определить сколько хостов в ней может использоваться.

На большинстве WiFi-роутеров используется маска 255.255.255.0, что обычно означает возможность использовать полноценную сеть класса С с возможностью работы до 253 сетевых устройств. Например в подсети 192.168.1.0/24 один адрес занять под сам маршрутизатор — например 192.168.1.1. А остальные адреса — со 192.168.1.2 по 192.168.1.254 можно использовать под любые устройства!

Используемые источники:

• http://wiki-org.ru/wiki/%d0%9c%d0%b0%d1%81%d0%ba%d0%b0_%d0%bf%d0%be%d0%b4%d1%81%d0%b5%d1%82%d0%b8
• https://fb.ru/article/150641/chto-takoe-maska-podseti-ip-adres-i-maska-podseti
• https://192-168-1-1.ru/network-mask/