|
Системный администратор должен свободно ориентироватся в IP
адресации и тому как применять подсети на практике. Крупные ISP помимо решения
проблем безо- пасности ресурсов своей сети и клиентов постоянно управляют
направлением трафика деля сети на подсети и надо сказать что во всем мире 80%
парка маршрутизаторов составляют именно оборудование Cisco. Итак приступим. Как
вы уже знаете адрес любого компьютера подключенного к сети интернета состоит из
двух частей : адрес сети и адрес хоста, например в сети класса C полный адрес
хоста выглядит так : <![CDATA[233.233.233.113, где 233.233.233 - адрес сети, а 113 - адрес хоста. ]]>Конечно,
роутер работает с адресами в двоичном представлении (в качестве основания взято
число "2")о чем и подет речь ниже. Полный IP адрес занимает 32 байта
или 4 октета по 8 битов в каждом. Напрмер часто используемая маска сети
255.255.255.0 в двоичном представлении выглядит так : <![CDATA[ 11111111 11111111 11111111 00000000]]>Преобразование адресов из
двоичной в десятичную систему счисления (CC) производится путем подсчета
значащих (заполненных единицами ) битов в каждом октете и возведении в эту
степень двойки. Напрмер число 255 есть 2 в восьмой степени или полностью
заполненые все восемь битов в октете единицами (см. выше). Обратный же процесс
преобразования адреса из десятичной CC в двоичную тоже прост - достаточно
запомнить значение каждого бита в десятичной системе и путем операции
"Логическое И" над адресом и нашим шаблоном получаем двоичное
представление. <![CDATA[ 7 6 5 4 3 2 1 0 степень 2
--------------------------------------------------------------------------
128 64 32 16 8 4 2 1 значение 2]]>Верхняя строка показывает нумерацию
разрядов в октете или степень двойки в каждом разряде, нижняя строка - значение
двойки в степени. Напрмер возмем адрес 233.233.233.111, и начнем перевод в
двоичную СС. 233 в десятичную систему счисления : первый байт 233 получается
суммой следующих слагаемых, которые мы набираем из нижней строки : <![CDATA[233 = 128+ 64 + 32 + 8 + 1]]>где позиции из которых были задействованны
слагаемые мы записываем единицами, остальные нулями и получается -
"11101001". Адрес хоста (последний октет) - десятичное 113
раскладывается так : <![CDATA[64 + 32 + 16 + 1
В итоге полный адрес будет выглядеть так :
11101001 11101001 11101001 01110001]]>Адрес сети в зависимости от первых трех
битов делится на сети класса A, B, C, а маршрутизатор по первым битам определяет
какого класса данная сеть, что ускоряет процесс маршрутизации. Ниже
представленна таблица сетей, где AAA - часть адреса сети, BBB - часть адреса
хоста
Сеть класса A (первый бит "0): <![CDATA[AAA.HHH.HHH.HHH (диапазон AAA от 1 до 127), например : 63.12.122.12
Сеть класса B (первые два бита 10) :
AAA.AAA.HHH.HHH (диапазон AAA от 128 до 191), например 160.12.234.12
Сеть класса C (первые три бита 110):
AAA.AAA.AAA.HHH (диапазон AAA от 192 до 223), например 200.200.200.1]]>Соответственно
число узлов в сети класса A (16 777 214) больше чем узлов в сети класса B
(65534) и совсем немного станций можно определить в сети класа C - всего 254.
Почему не 256 - спросите вы ? Дело в том что два адреса содержащего только нули
и только единицы резервируется и от числа адресов отнимается 2 адреса 256-2 =
254. То же касается и части адреса сети : в сети класса A можно создать
128-1=127 сетей, так как один нулевой адрес сети используется при указании
маршрута по умолчанию при статической маршрутизации, сетей класса B может быть 2
в 14 степени = 16384 (2 октета по 8 бит = 16 битов - 2 первых зарезервированных
бита = 14), сетей класса C насчитывается 2 в 21 степени (3 октета по 8 бит = 24
бита - 3 первых зарезервированных бита = 21).
Еще пример. Есть маска сети 255.255.224.0 и ее надо представить
в двоичном виде. Вспомнив что 255 в двоичной системе счисления есть 8 единиц мы
записываем : <![CDATA[11111111 11111111 ???????? 00000000]]>Число 224 раскладывается по
шаблону на следующие множители :
128 + 64 + 32 = 224 и заполнив единицами позиции из которых мы
использовали слагаемые а нулями неиспользуемые позиции получаем полный адрес в
двоичном представлении : получаем двоичное число <![CDATA[11111111 11111111 1110000 00000000]]>Теперь перейдем к пониманию того
как же образуются подсети на примере сети класса C. Введение понятия подсети
необходимо для экономии и четкого упорядочивания адресного пространства в
компании, поскольку давать каждому отделу свое адресное пространство на 256
хостов в каждой сети нет необходимости да и накладно будет подобное для ISP. К
тому же снижается трафик в сети поскольку роутер теперь может направлять пакеты
непосрественно в нужную подсеть (определяющую отдел компании) а не всей сети.
Для того чтобы разделить сеть на подсети используют часть битов
из адресного пространства описывающего адрес хоста с помошью маски подсети.
Например в сети класса C мы можем использовать последний октет (8 битов), точнее
его часть. Теперь разберемся с логической структурой компании . Компания имеет
10 отделов с числом компьютеров в каждом отделе не более 12-ти. Для такой
струкруты подойдет маска подсети 255.255.255.240. Почему спросим мы ? Если
представить маску в двоичном представлении : <![CDATA[1111111 11111111 11111111 11110000]]>то мы увидим что последний октет
состоит из 4-х единиц и нулей. Поскольку 4 бита забирается из адреса сети для
маски подсети то у нас остается 2 в четвертой степени адреса (2xx4=16 -
адресов). Но согласно RFC использовать нулевые адреса и адреса состоящие их
единиц не рекомендуется, значит из 16 адресов мы вычитаем 2 адреса = 14 адресов
в каждой подсети. Аналогично мы можем подсчитать число подсетей равное : 2 в 4-й
степени = 16 - 2 зарезервированных адреса , итого 14 подсетей.
Применяя данную методику посчета мы можем организовывать
адресное пространство согласно структуре компании, в нашем случае каждый отдел
будет иметь по 14 адресов с маской 255.255.255.240 с числом отделов до 14-ти. Но
системный администратор должен знать еще и диапазон адресов в назначаемый им
каждом отделе. Это делается путем вычитания первого подсети ("16) подсети
из числа 256, т.е 256-16=240, 240-16=224... и так до тех пор пока не получится
число меньше чем 16. Корректные адреса хостов лежат в диапазоне между подсетями,
как в таблице : <![CDATA[Подсеть 16 (17-30)
Подсеть 32 (33-46)
Подсеть 48 (49-62)
Подсеть 64 (65-..)
...
...
Подсеть 224 (225-238)]]>В первой подсети 16 вы видите что диапазон адресов
находится в границах от 17 до 30. "31" адрес (а если быть точнее часть
адреса исключая биты подсети) состоит из единиц (используя 4 последних бита под
адрес хоста мы получим широковещательный адрес) и мы не можем использовать его,
само число 31 в двоичном представлении = 00011111. Старайтесь всегда переводить
числа в двоичную с/с или пользуйтесь таблицами, ведь маршрутизатор получив
неправильную маску или адрес хосто не сможет доставить обратно пакеты этому
хосту.
Значит первую подсеть мы можем выделить секретариат отделу где
каждый хост должен иметь маску подсети 255.255.255.240. При работе с
маршрутизатором Вам следует учесть что использовать нулевую подсеть, c маской
255.255.255.128 в RFC не рекомендуется , но Вы можете решить эту проблему введя
команду ip classless в глобальную кофигурацию роутера.
|
