Cách tính mặt nạ mạng con (hướng dẫn dứt khoát cho mạng con)

Chủ đề chúng ta đang giải quyết hôm nay không dành cho tất cả mọi người, vì nếu chúng ta có ý định tạo ra một hướng dẫn tốt trên các mạng, điều cần thiết là phải có một bài viết giải thích cách tính mặt nạ mạng con, một kỹ thuật gọi là mạng con. Với nó, quản trị viên CNTT có thể thiết kế cấu trúc mạng và mạng con ở bất cứ đâu.

Chỉ số nội dung

Để làm điều này, chúng ta sẽ phải biết rất rõ netmask là gì, các lớp IP và cách chuyển đổi địa chỉ IP từ thập phân sang nhị phân, mặc dù vậy, chúng ta đã có một bài viết chúng ta đã làm cách đây một thời gian.

Hiện tại chúng tôi sẽ tập trung vào việc tính toán netmask trên các địa chỉ IPv4, vì IPv6 chưa được triển khai đủ để đưa nó vào thực tế, có lẽ chúng tôi sẽ làm như vậy trong một bài viết sau. Nếu không có thêm rắc rối, hãy đến với nhiệm vụ.

Địa chỉ IPv4 và giao thức IP

Chúng ta hãy bắt đầu từ đầu, một địa chỉ IP được đặt số thập phân xác định một cách hợp lý, duy nhất và không lặp lại và theo một hệ thống phân cấp, giao diện mạng. Địa chỉ IPv4 được tạo bằng địa chỉ 32 bit (32 số và số 0 ở dạng nhị phân) được sắp xếp theo 4 octet (nhóm 8 bit) được phân tách bằng dấu chấm. Để đại diện thoải mái hơn, chúng tôi luôn sử dụng ký hiệu thập phân, đây là trực tiếp những gì chúng tôi thấy trong máy chủ và thiết bị mạng.

Địa chỉ IP phục vụ hệ thống địa chỉ theo Giao thức IP hoặc Internet. IP hoạt động ở lớp mạng của mô hình OSI, là giao thức không hướng kết nối, do đó việc trao đổi dữ liệu có thể được thực hiện mà không cần thỏa thuận trước giữa người nhận và người truyền. Điều này có nghĩa là gói dữ liệu sẽ tìm kiếm đường dẫn nhanh nhất trên mạng cho đến khi đến đích, nhảy từ bộ định tuyến sang bộ định tuyến.

Giao thức này được thực hiện vào năm 1981, trong đó khung hoặc gói dữ liệu có một tiêu đề, được gọi là tiêu đề IP. Trong đó, trong số những thứ khác, địa chỉ IP của đích và gốc được lưu trữ, để bộ định tuyến biết nơi gửi các gói trong mỗi trường hợp. Nhưng ngoài ra, địa chỉ IP lưu trữ thông tin về nhận dạng của mạng nơi chúng hoạt động và thậm chí kích thước của nó và sự khác biệt giữa các mạng khác nhau. Điều này được thực hiện nhờ netmask và IP mạng.

Đại diện và phạm vi

Một địa chỉ IP sau đó sẽ có danh pháp này:

Bởi vì mỗi octet có số nhị phân gồm 8 số không và số 0, nên dịch phần này sang ký hiệu thập phân, chúng ta có thể tạo các số từ 0 đến 255.

Chúng tôi sẽ không giải thích trong bài viết này làm thế nào để chuyển đổi từ thập phân sang nhị phân và ngược lại, bạn sẽ tìm thấy điều này ở đây:

Hướng dẫn dứt khoát về cách thực hiện chuyển đổi giữa các hệ thống đánh số

Sau đó, chúng ta không bao giờ có thể có địa chỉ IP có số nhỏ hơn 0 hoặc lớn hơn 255. Khi đạt 255, số tiếp theo sẽ là 0 và octet tiếp theo sẽ là một chữ số để bắt đầu đếm. Nó chính xác như kim phút của một chiếc đồng hồ.

Mạng được tạo như thế nào

Chúng tôi biết địa chỉ IP là gì, nó được thể hiện như thế nào và nó dùng để làm gì, nhưng chúng tôi phải biết một số IP đặc biệt để biết cách tính mặt nạ mạng con.

Netmask

Netmask là một địa chỉ IP xác định phạm vi hoặc phạm vi của mạng. Với nó, chúng ta sẽ có thể biết số lượng mạng con mà chúng ta có thể tạo và số lượng máy chủ (máy tính) mà chúng ta có thể kết nối với nó.

Vì vậy, netmask có cùng định dạng với địa chỉ IP nhưng luôn được phân biệt bằng cách có các octet phân định phần mạng chứa đầy những phần và phần chủ chứa đầy các số không như thế này:

Điều này có nghĩa là chúng ta không thể tùy ý cung cấp địa chỉ IP để lấp đầy mạng với máy chủ, nhưng chúng ta phải tôn trọng phần mạng và phần máy chủ. Chúng tôi sẽ luôn làm việc với phần máy chủ khi chúng tôi tính toán phần mạng và gán IP cho mỗi mạng con.

Địa chỉ IP mạng

Chúng tôi cũng có một địa chỉ IP chịu trách nhiệm xác định mạng mà các thiết bị thuộc về. Chúng ta hãy hiểu rằng trong mỗi mạng hoặc mạng con đều có một địa chỉ IP xác định mà tất cả các máy chủ phải có chung để biểu thị tư cách thành viên của chúng trong đó.

Địa chỉ này được đặc trưng bởi có phần mạng chung và phần máy chủ luôn ở mức 0, theo cách này:

Chúng tôi sẽ có thể 0 octet của phần máy chủ mà mặt nạ mạng của phần trước đã chỉ ra cho chúng tôi. Trong trường hợp này sẽ là 2, trong khi 2 cái còn lại dành cho phần mạng, là một IP dành riêng.

Địa chỉ quảng bá

Địa chỉ quảng bá chỉ ngược lại với địa chỉ mạng, trong đó chúng tôi đặt thành 1 tất cả các bit của các octet mà địa chỉ máy chủ lưu trữ.

Với địa chỉ này, bộ định tuyến có thể gửi tin nhắn đến tất cả các máy chủ được kết nối với mạng hoặc mạng con bất kể địa chỉ IP của chúng. Giao thức ARP được sử dụng cho việc này, ví dụ để gán địa chỉ hoặc gửi thông điệp trạng thái. Vì vậy, nó là một IP dành riêng.

Địa chỉ IP máy chủ

Và cuối cùng chúng ta có địa chỉ IP máy chủ, trong đó phần mạng sẽ luôn bất biến và nó sẽ là phần lưu trữ sẽ thay đổi trên mỗi máy chủ. Trong ví dụ mà chúng tôi đang thực hiện sẽ là phạm vi này:

Sau đó, chúng tôi có thể giải quyết 2 ¹⁶ -2 máy chủ, nghĩa là , 65.534 máy tính trừ hai địa chỉ cho mạng và phát sóng.

Các lớp IP

Cho đến bây giờ nó đã được đơn giản, phải không? Chúng tôi đã biết rằng một số địa chỉ IP nhất định được dành riêng cho mạng, phát sóng và mặt nạ, nhưng chúng tôi chưa thấy các lớp IP. có hiệu quả các địa chỉ này được chia thành các gia đình hoặc các lớp, để phân biệt các mục đích mà chúng sẽ được sử dụng trong từng trường hợp.

Với các lớp IP, chúng tôi đang phân định phạm vi các giá trị mà phần này có thể có trên phần mạng, số lượng mạng có thể được tạo với chúng và số lượng máy chủ có thể được xử lý. Tổng cộng chúng tôi có 5 lớp IP được xác định bởi IETF (Lực lượng đặc nhiệm kỹ thuật Internet):

Nhắc bạn, chúng tôi chưa nói về việc tính toán mặt nạ mạng con, mà là về khả năng tạo mạng. Đây là khi chúng ta sẽ thấy mạng con và chi tiết của nó.

• Lớp A Lớp B Lớp C Lớp D Lớp E

Trường hợp Một IP được sử dụng để tạo các mạng rất lớn, ví dụ mạng Internet và phân bổ IP công cộng cho các bộ định tuyến của chúng tôi. Mặc dù chúng tôi thực sự có thể có bất kỳ IP lớp B hoặc C nào khác, ví dụ tôi có một lớp B. Mọi thứ sẽ phụ thuộc vào các IP mà nhà cung cấp ISP đã ký hợp đồng, chúng tôi sẽ giải thích ngay bên dưới. Trong lớp A, chúng ta có một bit định danh lớp, vì vậy chúng ta chỉ có thể xử lý 128 mạng chứ không phải 256 như mong đợi.

Điều rất quan trọng cần biết là trong lớp này có một dải IP dành riêng cho Loopback, nằm trong khoảng từ 127.0.0.0 đến 127.255.255.255. Loopback được sử dụng để gán IP cho máy chủ bên trong, nhóm của chúng tôi có IP 127.0.0.1 hoặc "localhost" để kiểm tra xem nó có khả năng gửi và nhận gói không. Vì vậy, những địa chỉ này chúng tôi sẽ không thể sử dụng chúng trên nguyên tắc.

IP lớp B được sử dụng cho các mạng trung bình, ví dụ như trong phạm vi của một thành phố, lần này có hai octet để tạo mạng và hai mạng khác để giải quyết các máy chủ. Lớp B được định nghĩa với hai bit mạng.

IP lớp C được biết đến nhiều nhất, vì thực tế mọi người dùng có internet gia đình đều có bộ định tuyến gán IP lớp C cho mạng nội bộ của họ. Nó được định hướng cho các mạng nhỏ, để lại 1 octet đơn cho máy chủ và 3 cho mạng. Tạo một ipconfig cho PC của bạn và chắc chắn rằng IP của bạn là lớp C. Trong trường hợp này , 3 bit mạng được lấy để xác định lớp.

Lớp D được sử dụng cho các mạng phát đa hướng, trong đó các bộ định tuyến gửi các gói đến tất cả các máy chủ được kết nối. Vì vậy, tất cả lưu lượng truy cập vào một mạng như vậy sẽ được nhân rộng đến tất cả các máy chủ. Không áp dụng cho mạng.

Cuối cùng, lớp E là phạm vi còn lại cuối cùng và chỉ được sử dụng để kết nối mạng cho mục đích nghiên cứu.

Một điều khá quan trọng liên quan đến chủ đề này là hiện tại việc gán địa chỉ IP trong các mạng đáp ứng nguyên tắc (CIDR) Định tuyến liên miền không phân loại hoặc định tuyến liên miền không phân loại. Điều này có nghĩa là các IP được gán bất kể kích thước của mạng, vì vậy chúng ta có thể có IP công cộng loại A, B hoặc C. Vậy tất cả những thứ này để làm gì? Vâng, để hiểu làm thế nào mạng con được tạo ra chính xác.

Mạng con hoặc mạng con là gì

Chúng ta tiến gần hơn đến việc tính toán mặt nạ mạng con, mắt chứ không phải mạng. Kỹ thuật mạng con bao gồm việc chia các mạng thành các mạng hoặc mạng con nhỏ khác nhau. Theo cách này, quản trị viên máy tính hoặc mạng có thể chia mạng nội bộ của tòa nhà lớn thành các mạng con nhỏ hơn.

Với điều này, chúng ta có thể gán các chức năng khác nhau, với các bộ định tuyến khác nhau và ví dụ triển khai Active Directory chỉ ảnh hưởng đến một mạng con. Hoặc phân biệt và cách ly một số lượng máy chủ nhất định với phần còn lại của mạng trong mạng con. Nó cực kỳ hữu ích trong lĩnh vực mạng, vì mỗi mạng con hoạt động độc lập với nhau.

Bộ định tuyến làm việc cũng dễ dàng hơn với các mạng con, vì nó giúp loại bỏ tắc nghẽn trong trao đổi dữ liệu. Và cuối cùng, đối với chính quyền, việc sửa lỗi và thực hiện bảo trì sẽ dễ dàng hơn nhiều.

Chúng tôi sẽ làm điều đó với địa chỉ IPv4, mặc dù cũng có thể tạo các mạng con với IPv6, có không dưới 128 bit để gửi địa chỉ máy chủ và mạng.

Ưu điểm và nhược điểm của mạng con

Đối với kỹ thuật này, chắc chắn cần phải rất rõ ràng về các khái niệm địa chỉ IP, các lớp tồn tại và mọi thứ mà chúng tôi đã giải thích ở trên. Để làm điều này, chúng tôi thêm nhu cầu biết cách chuyển từ nhị phân sang thập phân và ngược lại, vì vậy nếu chúng tôi có ý định thực hiện quy trình thủ công, có thể mất nhiều thời gian.

Ưu điểm:

• Cách ly trong các phân đoạn mạng Định tuyến gói trong các mạng logic độc lập Thiết kế các mạng con phù hợp với máy khách và tính linh hoạt Quản trị tốt hơn và bản địa hóa các lỗi Bảo mật tốt hơn bằng cách cách ly thiết bị nhạy cảm

Nhược điểm:

• Bằng cách chia IP cho các lớp và bước nhảy, nhiều địa chỉ IP bị lãng phí Quá trình tương đối tẻ nhạt nếu được thực hiện bằng tay Thay đổi cấu trúc mạng của nó sẽ phải được tính toán lại từ đầu Nếu bạn không hiểu nó, bạn có thể tạm dừng chủ đề của mạng

Kỹ thuật mạng con: tính toán mặt nạ mạng con và địa chỉ IP

May mắn thay, quá trình chia nhỏ liên quan đến một loạt các công thức đơn giản để ghi nhớ và áp dụng và chúng tôi có những điều rõ ràng. Vì vậy, hãy nhìn vào nó trong các bước.

1. Số lượng mạng con và ký hiệu nhanh

Ký hiệu mà chúng ta sẽ tìm thấy một vấn đề tính toán mạng con sẽ như sau:

Điều này có nghĩa là IP mạng là 129.11.0.0 với 16 bit dành riêng cho mạng (2 octet). Chúng tôi sẽ không bao giờ tìm thấy IP lớp B có số nhận dạng nhỏ hơn 16, như các lớp khác, chẳng hạn:

Nhưng nếu chúng ta có thể tìm thấy số nhận dạng vượt trội cho đến khi chúng ta đạt 31, nghĩa là chúng ta sẽ lấy hoàn toàn tất cả các bit còn lại trừ cái cuối cùng để tạo mạng con. Cái cuối cùng sẽ không được thực hiện bởi vì nó sẽ là cần thiết để lại một cái gì đó để giải quyết các máy chủ, phải không?

Là mặt nạ mạng con:

Theo cách này, chúng tôi đang lấy 16 bit cố định cho mạng, hai phần bổ sung khác cho mạng con và phần còn lại cho máy chủ. Điều này có nghĩa là dung lượng của máy chủ hiện giảm xuống còn 2 ¹⁴ -2 = 16382 vì lợi ích của dung lượng mạng con với khả năng thực hiện 2 ² = 4.

Chúng ta hãy nhìn nó một cách chung chung trong một bảng:

2. Tính toán mạng con và mặt nạ mạng

Có tính đến giới hạn mạng con mà chúng ta có tùy thuộc vào các lớp IP, chúng ta sẽ trình bày ví dụ từng bước để xem nó sẽ được giải quyết như thế nào.

Trong đó, chúng tôi dự định sử dụng IP lớp B 129.11.0.0 của chúng tôi để tạo 40 mạng con trong một tòa nhà lớn. Chúng ta có thể làm điều đó với một lớp C không? tất nhiên, và cũng với một lớp A.

127.11.0.0/16 + 40 mạng con

Là một lớp B, chúng tôi sẽ có một netmask:

Câu hỏi thứ hai cần giải quyết là: Tôi cần bao nhiêu bit để tạo 40 mạng con (C) trong mạng này? Chúng ta sẽ biết điều này bằng cách đi từ thập phân sang nhị phân:

Chúng ta cần thêm 6 bit để tạo 40 mạng con, vì vậy mặt nạ mạng con sẽ là:

3. Tính toán số lượng máy chủ trên mỗi mạng con và hop mạng

Bây giờ là lúc để biết số lượng máy tính mà chúng ta có thể giải quyết trong mỗi mạng con. Chúng ta đã thấy rằng cần 6 bit cho mạng con làm giảm không gian cho máy chủ. Chúng tôi chỉ còn lại 10 bit cho họ m = 10 trong đó chúng tôi phải tải xuống IP mạng và IP phát sóng.

Nếu mỗi mạng con nên có 2000 máy chủ thì chúng ta sẽ làm gì? Chà, rõ ràng tải lên một IP lớp A để nhận thêm bit từ máy chủ.

Bây giờ là lúc tính toán hop mạng, đây là mục đích của việc gán một số cho IP cho mỗi mạng con được tạo ra tôn trọng các bit cho máy chủ và các bit cho mạng con. Chúng ta chỉ cần trừ giá trị mạng con thu được trong mặt nạ khỏi giá trị tối đa của octet, đó là:

Chúng ta cần những bước nhảy này trong trường hợp mỗi mạng con chứa đầy dung lượng máy chủ tối đa của nó, vì vậy chúng ta phải tôn trọng các bước nhảy này để đảm bảo khả năng mở rộng của mạng. Bằng cách này, chúng tôi sẽ tránh phải tái cấu trúc trong trường hợp nó tăng lên trong tương lai.

4. Chúng ta chỉ cần gán IP cho mạng con của mình

Với tất cả mọi thứ chúng tôi đã tính toán trước đó, chúng tôi đã có mọi thứ sẵn sàng để tạo các mạng con của chúng tôi, hãy xem 5 đầu tiên như chúng sẽ có. Chúng tôi sẽ tiếp tục mạng con 40 và chúng tôi vẫn còn nhiều chỗ để có tới 64 mạng con với 6 bit.

Để áp dụng IP mạng con, chúng ta phải tính đến 10 bit chủ phải ở 0 và bước nhảy mạng con được tính là 4 trong 4. Do đó, chúng ta có các bước nhảy trong octet thứ 3 và do đó octet cuối cùng là 0, IP mạng tốt như thế nào. Chúng tôi có thể điền trực tiếp toàn bộ cột này.

IP máy chủ đầu tiên được tính đơn giản bằng cách thêm 1 vào IP mạng con, điều này không có bí mật. Chúng tôi có thể điền trực tiếp toàn bộ cột này.

Bây giờ , điều tự nhiên nhất sẽ là đặt IP phát sóng, vì đó chỉ là vấn đề trừ 1 từ IP mạng con tiếp theo. Ví dụ: IP trước đó của 127.11.4.0 là 127.11.3.255 vì vậy chúng tôi sẽ tiếp tục với tất cả chúng. Với cột đầu tiên được điền vào, thật dễ dàng để lấy cái này ra.

Cuối cùng, chúng tôi sẽ tính IP máy chủ cuối cùng bằng cách trừ 1 từ IP quảng bá. Cột này sẽ được điền vào cái cuối cùng một cách đơn giản nếu chúng ta đã có địa chỉ quảng bá được thực hiện.

Kết luận về mạng con

Quá trình tính toán mặt nạ mạng con khá đơn giản nếu chúng ta hiểu rõ về các khái niệm của mạng con, IP mạng, netmask và mạng con và địa chỉ quảng bá. Ngoài ra, với một vài công thức rất đơn giản, chúng ta có thể dễ dàng tính toán dung lượng cho mạng con của IP, bất kể lớp nào và dung lượng máy chủ tùy thuộc vào mạng chúng ta cần.

Rõ ràng nếu chúng ta làm điều này bằng tay và chúng ta không có nhiều thực hành thực hiện chuyển đổi thập phân sang nhị phân thì có thể mất nhiều thời gian hơn, đặc biệt nếu chúng ta đang nghiên cứu điều này cho một khóa học nghề nghiệp hoặc khóa học nghề.

Quy trình tương tự này sẽ được thực hiện với IP của lớp A và C giống hệt như ví dụ với lớp B. Chúng ta chỉ phải tính đến phạm vi địa chỉ cần lấy và số nhận dạng của chúng, phần còn lại thực tế là tự động.

Và nếu thay vì cung cấp cho chúng tôi IP và lớp , họ chỉ cần cung cấp cho chúng tôi số lượng mạng con và số lượng máy chủ, chúng tôi sẽ là người quyết định lớp, thực hiện chuyển đổi tương ứng thành nhị phân và sử dụng các công thức để không bị hụt trong dự báo.

Không có gì khó chịu, chúng tôi để lại cho bạn một số liên kết quan tâm bao gồm các khái niệm mạng khác chi tiết hơn:

Cơ thể của bạn trông như thế nào với hướng dẫn của chúng tôi về cách tính mặt nạ mạng con ? Chúng tôi hy vọng rằng mọi thứ đều rõ ràng, nếu không, bạn có hộp bình luận để hỏi chúng tôi bất kỳ câu hỏi nào hoặc nếu bạn thấy bất kỳ lỗi đánh máy nào.