Как настроить разные подсети

ИТ База знаний

Курс по Asterisk

Полезно

— Узнать IP — адрес компьютера в интернете

— Онлайн генератор устойчивых паролей

— Онлайн калькулятор подсетей

— Калькулятор инсталляции IP — АТС Asterisk

— Руководство администратора FreePBX на русском языке

— Руководство администратора Cisco UCM/CME на русском языке

— Руководство администратора по Linux/Unix

Навигация

Серверные решения

Телефония

FreePBX и Asterisk

Настройка программных телефонов

Корпоративные сети

Протоколы и стандарты

Тонкое искусство разбиения вашей сети на подсети

Компьютерные сети это то, что можно встретить сейчас в любом доме, в любой организации. Более того, это одна из основных составляющих успешной деятельности современного предприятия. И чем крупнее организация, тем шире в ней компьютерная сеть. В этом случае для удобства организации работы имеет смысл разделить единую сеть на подсети. В этой статье мы рассмотрим, как правильно и без ошибок наладить работу с подсетями в рамках одной локальной сети.

Полный курс по Сетевым Технологиям

В курсе тебя ждет концентрат ТОП 15 навыков, которые обязан знать ведущий инженер или senior Network Operation Engineer

Прежде всего, стоит понимать, а нужно ли вообще разбивать сеть? Если фирма небольшая, на 3-4 сотрудника в одном офисе, то в такой разбивке нет необходимости. Однако, если сотрудники компаний занимают несколько кабинетов, или же отделы находятся в различных зданиях — в этом случае без сегментации на подсети не обойтись.

Вообще, интернет-провайдер рассматривает любую организацию как одну сеть, в идеале, имеющую один IP-адрес. На деле так получается далеко не всегда. Если организация крупная, то в ней по факту может быть несколько локальных подсетей, объединенных в одну сеть, которую и будет «видеть» провайдер. Эти подсети могут быть территориально удалены друг от друга, поэтому нужно правильно наладить их соединение, чтобы избежать ошибок в обмене данными.

Конечно, самым очевидным решением будет присвоение каждому устройству своего IP-адреса. Но если в сети есть несколько маршрутизаторов, такой вариант будет неприемлемым или исключительно сложным в реализации.

Что же делать в случае, если сеть организована через связанные между собой маршрутизаторы? В этом случае нужно присвоить IP-подсетям разные адреса.

Задачка: из пункта А в пункт Б выехал поезд…Упс, нет, не та задача. Пусть в организации есть несколько отделов. Чтобы понять, какое количество IP-адресов выдать на подсеть, необходимо знать потребности каждого отдела. Иными словами, знать максимальное количество компьютеров и сетевых устройств, которое планируется ставить в каждом отделе. Для каждого компьютера (и любого другого сетевого девайса) в рамках подсети будет установлен свой индивидуальный IP-адрес. Также нужны IP-адреса для виртуальных серверов, если таковые используются в организации. Не лишним будет создать запас IP-адресов на случай расширения отдела и установки новых рабочих станций.

Есть два варианта разделения сети. Это вариант с подсетями равного размера и вариант с подсетями разного размера. Рассмотрим первый случай:

Если вы на хотите заморачиваться с самостоятельным расчетом подсетей, то мы сделали все за вас 😌. Воспользуйтесь нашим готовым калькулятором подсетей

Вариант 1: Разделение сети на подсети одинакового размера:

Вообще, в сети, устроенной по протоколу IPv4 можно, как правило размещают 254 устройства (2^8-2 – два в восьмой степени минус 2. Минус два, так как один адрес широковещательный а другой сетевой, так называемый нулевой). Из адресного пространства узла (последние 8 бит) для адресации подсетей потребуется занять несколько бит. Если занять 1 бит получится 2 подсети, 2 бита 4 подсети, 3 бита 8 подсетей и так далее. Маска подсети будет увеличиваться на +1 за каждый занятый для разбивки бит.

Таким образом, определив нужное количество подсетей, мы можем начинать разбивку. Стоит помнить, что чем больше подсетей, тем меньше в них будет адресов. Например, если подсетей нужно сделать 7, то для адресации в адресном пространстве узла мы возьмем 3 бита, и еще 5 у нас останется для присвоения IP-адресов. Таким образом, в каждой подсети можно будет установить (2^5-2 – два в пятой степени минус два) = 30 устройств. Общая вместимость сети в данном случае составит (30*8) =240 устройств.

Диапазоны устройств в подсетях найти также несложно. Они будут распределены от 0 до 254, при этом адреса подсети уже будут зарезервированы (0, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224)

• 1-я подсеть: 1.2.3.0 /27 диапазон 1.2.3.1 /27 1.2.3.30 /27
• 2-я подсеть: 1.2.3.32 /27 диапазон 1.2.3.33 /27 1.2.3.62 /27
• 3-я подсеть: 1.2.3.64 /27 диапазон 1.2.3.65 /27 1.2.3.94 /27
• 4-я подсеть: 1.2.3.96 /27 диапазон 1.2.3.97 /27 1.2.3.126 /27
• 5-я подсеть: 1.2.3.128 /27 диапазон 1.2.3.129 /27 1.2.3.158 /27
• 6-я подсеть: 1.2.3.160 /27 диапазон 1.2.3.161 /27 1.2.3.190 /27
• 7-я подсеть: 1.2.3.192 /27 диапазон 1.2.3.193 /27 1.2.3.222 /27
• 8-я подсеть: 1.2.3.224 /27 диапазон 1.2.3.225 /27 1.2.3.254 /27

Таким образом, наши IP — пакетики могут легко пройти через маршрутизаторы и найти нужный путь. Но в данном варианте есть и минус — множество IP-адресов в подсети остаются неиспользуемыми. Теперь рассмотрим второй вариант:

Вариант 2. Разделение сети на подсети различного размера:

В данном случае необходимо будет рекурсивно разделить сеть пополам. Посмотрите наглядную картинку:

И так далее. А затем для каждой подсети подобрать адрес с диапазоном нужного размера. Таким образом если в одной подсети 50 устройств, она будет в диапазоне 3 итерации деления, если же 5, то в 5 итерации.

Используя этот метод, мы экономим IP-адреса и можем разделять сеть на подсети разных размеров.

Подытоживая, можно отметить, что такое деление отлично подойдет в случае IPv6, но с учетом того, что там используется гораздо более объемное адресное пространство, там проблемы с экономией IP-адресов не стоит. Принцип деления сети на подсети будет тем же самым с поправкой на 128-битный адрес нового протокола.

Полный курс по Сетевым Технологиям

В курсе тебя ждет концентрат ТОП 15 навыков, которые обязан знать ведущий инженер или senior Network Operation Engineer

Источник

IP-адресация и создание подсетей для новых пользователей

Об этом переводе

Этот документ был переведен Cisco с помощью машинного перевода, при ограниченном участии переводчика, чтобы сделать материалы и ресурсы поддержки доступными пользователям на их родном языке. Обратите внимание: даже лучший машинный перевод не может быть настолько точным и правильным, как перевод, выполненный профессиональным переводчиком. Компания Cisco Systems, Inc. не несет ответственности за точность этих переводов и рекомендует обращаться к английской версии документа (ссылка предоставлена) для уточнения.

Содержание

Введение

В этом документе приведена основная информация, необходимая для настройки маршрутизатора для IP-маршрутизации, в том числе сведения о повреждении адресов и работе подсетей. Здесь содержатся инструкции по настройке для каждого интерфейса маршрутизатора IP-адреса и уникальной подсети. Приведенные примеры помогут объединить все сведения.

Предварительные условия

Требования

Рекомендуется иметь хотя бы базовое представление о двоичной и десятичной системах счисления.

Используемые компоненты

Настоящий документ не имеет жесткой привязки к каким-либо конкретным версиям программного обеспечения и оборудования.

Сведения, представленные в этом документе, были получены от устройств, работающих в специальной лабораторной среде. Все устройства, описанные в этом документе, были запущены с чистой (стандартной) конфигурацией. В рабочей сети необходимо изучить потенциальное воздействие всех команд до их использования.

Дополнительные сведения

Если определения помогают вам, воспользуйтесь следующими терминами словаря, чтобы начать работу:

Адрес — Уникальный ID-номер, назначенный одному узлу или интерфейсу в сети.

Подсеть — это часть сети, в которой совместно используется определенный адрес подсети.

Маска подсети — 32-битная комбинация, используемая для того, чтобы описать, какая часть адреса относится к подсети, а какая к узлу.

Интерфейс — сетевое подключение.

Если уже имеются адреса в Интернете, официально полученные из центра сетевой информации InterNIC, то можно приступать к работе. Если подключение к Интернету не планируется, настоятельно рекомендуется использовать зарезервированные адреса, как описано в документе RFC 1918.

Изучение IP-адресов

IP-адрес — это адрес, который используется для уникальной идентификации устройства в IP-сети. Адрес состоит из 32 двоичных разрядов и с помощью маски подсети может делиться на часть сети и часть главного узла. 32 двоичных разряда разделены на четыре октета (1 октет = 8 битов). Каждый октет преобразуется в десятичное представление и отделяется от других октетов точкой. Поэтому принято говорить, что IP-адрес представлен в десятичном виде с точкой (например, 172.16.81.100). Значение в каждом октете может быть от 0 до 255 в десятичном представлении или от 00000000 до 11111111 в двоичном представлении.

Ниже приведен способ преобразования двоичных октетов в десятичное представление: Самый правый бит (самый младший разряд) октета имеет значение 20. Расположенный слева от него бит имеет значение 21. И так далее — до самого левого бита (самого старшего разряда), который имеет значение 27. Таким образом, если все двоичные биты являются единицами, эквивалентом в десятичном представлении будет число 255, как показано ниже:

Ниже приведен пример преобразования октета, в котором не все биты равны 1.

В этом примере показан IP-адрес, представленный в двоичном и десятичном форматах.

Эти октеты разделены таким образом, чтобы обеспечить схему адресации, которая может использоваться как для больших, так и для малых сетей. Существует пять различных классов сетей: от A до E (используются буквы латинского алфавита). Этот документ посвящен классам от A до C, поскольку классы D и E зарезервированы и их обсуждение выходит за рамки данного документа.

Примечание: Также обратите внимание, что сроки «Класс A, Класс B» и так далее используется в этом документе, чтобы помочь упрощать понимание IP-адресации и выделения подсети. Эти термины фактически уже не используются в промышленности из-за введения бесклассовой междоменной маршрутизации (CIDR).

Класс IP-адреса может быть определен из трех старших разрядов (три самых левых бита первого октета). На рис. 1 приведены значения трех битов старшего разряда и диапазон адресов, которые попадают в каждый класс. Для справки показаны адреса классов D и Е.

Рисунок 1

В адресе класса A первый октет представляет собой сетевую часть, поэтому пример класса A на рис. 1 имеет основной сетевой адрес 1.0.0.0 – 127.255.255.255. Октеты 2,3 и 4 (следующие 24 бита) предоставлены сетевому администратору, который может разделить их на подсети и узлы. Адреса класса A используются в сетях с количеством узлов, превышающим 65 536 (фактически до 16777214 узлов!)!.

В адресе класса B два первых октета представляют собой сетевую часть, поэтому пример класса B на рис. 1 имеет основной сетевой адрес 128.0.0.0 – 191.255.255.255. Октеты 3 и 4 (16 битов) предназначены для локальных подсетей и узлов. Адреса класса B используются в сетях с количеством узлов от 256 до 65534.

В адресе класса C первые три октета представляют собой сетевую часть. Пример класса C на рис. 1 имеет основной сетевой адрес 192.0.0.0 – 223.255.255.255. Октет 4 (8 битов) предназначен для локальных подсетей и узлов. Этот класс идеально подходит для сетей, в которых количество узлов не превышает 254.

Маски сети

Маска сети позволяет определить, какая часть адреса является сетью, а какая часть адреса указывает на узел. Сети класса A, B и C имеют маски по умолчанию, также известные как естественные маски:

IP-адрес в сети класса A, которая не была разделена на подсети, будет иметь пару «адрес/маска», аналогичную: 8.20.15.1 255.0.0.0. Чтобы понять, как маска помогает идентифицировать сетевую и узловую части адреса, преобразуйте адрес и маску в двоичный формат.

Когда адрес и маска представлены в двоичном формате, идентификацию сети и хоста выполнить гораздо проще. Все биты адреса, для которых соответствующие биты маски равны 1, представляют идентификатор сети. Все биты адреса, для которых соответствующие биты маски равны 0, представляют идентификатор узла.

Изучение организации подсетей

Подсети позволяют создавать несколько логических сетей в пределах одной сети класса А, В или С. Если не использовать подсети, то можно будет использовать только одну сеть из сети класса A, B или C, что представляется нереалистичным.

Каждый канал передачи данных в сети должен иметь уникальный идентификатор сети, при этом каждый узел в канале должен быть членом одной и той же сети. Если разбить основную сеть (класс A, B или C) на небольшие подсети, это позволит создать сеть взаимосвязанных подсетей. Каждый канал передачи данных в этой сети будет иметь уникальный идентификатор сети или подсети. Какое-либо устройство или шлюз, соединяющее n сетей/подсетей, имеет n различных IP-адресов — по одному для каждой соединяемой сети/подсети.

Чтобы организовать подсеть в сети, расширьте обычную маску несколькими битами из части адреса, являющейся идентификатором хоста, для создания идентификатора подсети. Это позволит создать идентификатор подсети. Пусть, например, используется сеть класса C 204.17.5.0, естественная сетевая маска которой равна 255.255.255.0. Подсети можно создать следующим образом:

Расширение маски до значения 255.255.255.224 произошло за счет трех битов (обозначенных «sub») исходной части узла в адресе, которые были использованы для создания подсетей. С помощью этих трех битов можно создать восемь подсетей. Оставшиеся пять битов идентификаторов хоста позволяют каждой подсети содержать до 32 адресов хостов, 30 из которых фактически можно присвоить устройствам, поскольку идентификаторы хостов, состоящие из одних нулей или одних единиц, не разрешены (это очень важно, запомните это). С учетом всех изложенных факторов были созданы следующие подсети.

Примечание. Существует два метода обозначения этих масок. Первый: поскольку используется на три бита больше, чем в обычной маске класса C, можно обозначить эти адреса как имеющие 3-битовую маску подсети. Вторым методом обозначения маски 255.255.255.224 является /27, поскольку в маске задано 27 битов. Второй способ используется с методом адресации CIDR. При использовании данного способа одна из этих сетей может быть описана с помощью обозначения префикса или длины. Например, 204.17.5.32/27 обозначает сеть 204.17.5.32 255.255.255.224. Если применяется, записи префикса/длины используются для обозначения маски на протяжении этого документа.

Схема разделения на подсети в этом разделе позволяет создать восемь подсетей, и сеть может выглядеть следующим образом:

Рис. 2

Обратите внимание, что каждый из маршрутизаторов на рис. 2 подключен к четырем подсетям, причем одна подсеть является общей для обоих маршрутизаторов. Кроме того, каждый маршрутизатор имеет IP-адрес в каждой подсети, к которой он подключен. Каждая подсеть может поддерживать до 30 адресов узлов.

Из этого можно сделать важный вывод. Чем больше битов используется для маски подсети, тем больше доступно подсетей. Однако чем больше доступно подсетей, тем меньше адресов узлов доступно в каждой подсети. Например, в сети класса C 204.17.5.0 при сетевой маске 255.255.255.224 (/27) можно использовать восемь подсетей, в каждой из которых будет содержаться 32 адреса узлов (30 из которых могут быть назначены устройствам). Если использовать маску 255.255.255.240 (/28), разделение будет следующим:

Поскольку теперь имеются четыре бита для создания подсетей, остаются только четыре бита для адресов узлов. В этом случае можно использовать до 16 подсетей, в каждой из которых может использоваться до 16 адресов узлов (14 из которых могут быть назначены устройствам).

Посмотрите, как можно разделить на подсети сеть класса B. Если используется сеть 172.16.0.0, то естественная маска равна 255.255.0.0 или 172.16.0.0/16. При Расширение маски до значения выше 255.255.0.0 означает разделение на подсети. Можно быстро понять, что можно создать гораздо больше подсетей по сравнению с сетью класса C. Если использовать маску 255.255.248.0 (/21), то сколько можно создать подсетей и узлов в каждой подсети?

Вы можете использовать для подсетей пять битов из битов оригинального хоста. Это позволяет получить 32 подсети (25). После использования пяти битов для подсети остаются 11 битов, которые используются для адресов узлов. Это обеспечивает в каждой подсети 2048 адресов хостов (211), 2046 из которых могут быть назначены устройствам.

Примечание. В прошлом существовали ограничения на использования подсети 0 (все биты подсети равны нулю) и подсети «все единицы» (все биты подсети равны единице). Некоторые устройства не разрешают использовать эти подсети. Устройства Cisco Systems позволяют использование этих подсетей когда ip subnet zero команда настроена.

Примеры

Упражнение 1

После ознакомления с концепцией подсетей, примените новые знания на практике. В этом примере предоставлены две комбинации «адрес/маска», представленные с помощью обозначения «префикс/длина», которые были назначены для двух устройств. Ваша задача — определить, находятся эти устройства в одной подсети или в разных. С помощью адреса и маски каждого устройства можно определить, к какой подсети принадлежит каждый адрес.

Определим подсеть для устройства DeviceA:

Рассмотрение битов адресов, соответствующие биты маски для которых равны единице, и задание всех остальных битов адресов, равными нулю (аналогично выполнению логической операции И между маской и адресом), покажет, к какой подсети принадлежит этот адрес. В рассматриваемом случае устройство DeviceA принадлежит подсети 172.16.16.0.

Определим подсеть для устройства DeviceB:

Следовательно, устройства DeviceA и DeviceB имеют адреса, входящие в одну подсеть.

Пример упражнения 2

Рис. 3

Анализируя показанную на рис. 3 сеть, можно увидеть, что требуется создать пять подсетей. Самая большая подсеть должна содержать 28 адресов узлов. Возможно ли это при использовании сети класса C? И если да, то каким образом следует выполнить разделение на подсети?

Можно начать с оценки требования к подсетям. Чтобы создать пять подсетей, необходимо использовать три бита из битов узла класса C. Два бита позволяют создать только четыре подсети (22).

Так как понадобится три бита подсети, для части адреса, отвечающей за узел, останется только пять битов. Сколько хостов поддерживается в такой топологии? 25 = 32 (30 доступных). Это отвечает требованиям.

Следовательно, можно создать эту сеть, используя сеть класса C. Пример назначения подсетей:

Пример VLSM

Следует обратить внимание на то, что в предыдущих примерах разделения на подсети во всех подсетях использовалась одна и та же маска подсети. Это означает, что каждая подсеть содержала одинаковое количество доступных адресов узлов. Иногда это может понадобиться, однако в большинстве случаев использование одинаковой маски подсети для всех подсетей приводит к неэкономному распределению адресного пространства. Например, в разделе «Пример упражнения 2» сеть класса C была разделена на восемь одинаковых по размеру подсетей; при этом каждая подсеть не использует все доступные адреса хостов, что приводит к бесполезному расходу адресного пространства. На рис. 4 иллюстрируется бесполезный расход адресного пространства.

Рис. 4

На рис. 4 показано, что подсети NetA, NetC и NetD имеют большое количество неиспользованного адресного пространства. Это могло быть сделано преднамеренно при проектировании сети, чтобы обеспечить возможности для будущего роста, но во многих случаях это просто бесполезный расход адресного пространства из-за того, что для всех подсетей используется одна и та же маска подсети .

Маски подсетей переменной длины (VLSM) позволяют использовать различные маски для каждой подсети, что дает возможность более рационально распределять адресное пространство.

Пример VLSM

Определите, какую маску подсети следует использовать, чтобы получить требуемое количество узлов.

Самым простым способом разделения на подсети является назначение сначала самой большой подсети. Например, подсети можно задать следующим образом:

Графическое представление приведено на рис. 5:

Рис. 5

Маршрутизация CIDR

Бесклассовая междоменная маршрутизация (CIDR) была предложена в целях улучшения использования адресного пространства и масштабируемости маршрутизации в Интернете. Необходимость в ней появилась вследствие быстрого роста Интернета и увеличения размера таблиц маршрутизации в маршрутизаторах сети Интернет.

CIDR переезжает от традиционных классов IP (Класс A, Класс B, Класс C, и так далее). IP-сеть представлена префиксом, который является IP-адресом, и каким-либо обозначением длины маски. Длиной называется количество расположенных слева битов маски, которые представлены идущими подряд единицами. Так сеть 172.16.0.0 255.255.0.0 может быть представлена как 172.16.0.0/16. Кроме того, CIDR служит для описания иерархической структуры сети Интернет, где каждый домен получает свои IP-адреса от более верхнего уровня. Это позволяет выполнять сведение доменов на верхних уровнях. Если, к примеру, поставщик услуг Интернета владеет сетью 172.16.0.0/16, то он может предлагать своим клиентам сети 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24 и т. д. Однако при объявлении своего диапазона другим провайдерам ему достаточно будет объявить сеть 172.16.0.0/16.

Специальные подсети

31-разрядные Подсети

30-битная маска подсети допускает четыре IPv4 адреса: два адреса узла, одна сеть с нулями и один широковещательный адрес с единицами. Двухточечное соединение может иметь только два адреса узла. Нет реальной необходимости иметь широковещательные и нулевые адреса с каналами «точка-точка». 31-битная маска подсети допускает ровно два адреса узла и исключает широковещательные и нулевые адреса, таким образом сохраняя использование IP-адресов до минимума для двухточечных соединений.

См. RFC 3021 — Using 31-bit Prefixes on IPv4 Point-to-Point Links.

Маска 255.255.255.254 или/31.

Подсеть/31 может использоваться в реальных двухточечных соединениях, таких как последовательные интерфейсы или интерфейсы POS. Однако они также могут использоваться в широковещательных интерфейсах, таких как интерфейсы Ethernet. В этом случае убедитесь, что в этом сегменте Ethernet требуется только два IPv4 адреса.

Пример

192.168.1.0 и 192.168.1.1 находятся на подсети 192.168.1.0/31.

Предупреждение печатается, так как gigabitEthernet является широковещательным сегментом.

32-разрядные Подсети

Маска подсети 255.255.255.255 (a/32 subnet) описывает подсеть только с одним IPv4 адресом узла. Эти подсети не могут использоваться для назначения адресов сетевым каналам связи, поскольку им всегда требуется более одного адреса на канал. Использование/32 строго зарезервировано для использования на каналах, которые могут иметь только один адрес. Примером для маршрутизаторов Cisco является интерфейс обратной связи. Эти интерфейсы являются внутренними и не подключаются к другим устройствам. Таким образом, они могут иметь подсеть/32.

Пример

Приложение

Пример конфигурации

Маршрутизаторы A и B соединены через последовательный интерфейс.

Источник