Подсети в двоичном формате

Подсети в двоичном формате

Рассмотрим, как рассчитать подсети, работая с двоичными числами. Двоичная система основана на использовании только двух цифр — 0 и 1. Перед прочтением данного материала рекомендуем ознакомиться с двоичными числами в этой статье.

Содержание:

  1. Подсети класса С
    1. Подсеть №1
    2. Подсеть №2
  2. Подсети класса В
    1. Подсеть №1
    2. Подсеть №2
  3. Подсети класса А
    1. Подсеть №1
    2. Подсеть №2
    3. Подсеть №3
    4. Подсеть №4
  4. Выводы

Подсети класса C

Начнем с простой сети класса C 192.168.1.0 с маской подсети 255.255.255.0 (по умолчанию). Сетевое устройство знает, какая часть является сетевой, а какая — узловой. Определяет она это с помощью маски подсети. Известно, что сеть 192.168.1.0 класса C имеет 3 байта для сетевой части и 1 байт для узловой части.

Примечание: в статье об IPv4 можно узнать о разделении адреса на сетевую и узловую части для разных классов адресации.

Вот что получается в двоичном виде:

Сеть Сеть Сеть Узел
IP-адрес (десятичный формат) 192 168 1 0
IP-адрес (двоичный формат) 11000000 10101000 00000001 00000000
Маска подсети (десятичный формат) 255 255 255 0
Маска подсети (двоичный формат) 11111111 11111111 11111111 00000000

Другими словами, маска подсети сообщает, что первые 24 бита (192.168.1) являются сетевой частью, а остальные 8 бит (0) выделены для узлов.

Ниже представлены 8 бит для преобразования десятичного числа в двоичное:

128 64 32 16 8 4 2 1

Какое максимальное значение можно получить с помощью этих 8 бит? Возведём все биты в первую степень:

128 64 32 16 8 4 2 1
1 1 1 1 1 1 1 1

 

Используя 8 бит, наибольшее значение, которое можно получить — 255. Означает ли это, что сеть будет иметь 255 узлов? Ответ отрицательный, потому что для каждой сети есть 2 адреса, которые нельзя использовать в качестве индивидуального адреса устройства, а именно:

Адрес сети — это адрес, где все биты узловой части установлены в 0:

192 168 1 0
11000000 10101000 00000001 00000000

Широковещательный адрес — это адрес, где все биты узловой части установлены в 1:

192 168 1 255
11000000 10101000 00000001 11111111

В итоге, сеть 192.168.1.0/24 имеет диапазон рабочих адресов 192.168.1.1192.168.1.254. Это 254 индивидуальных адреса для узлов в этой сети.

Примечание: для данной сети количество доступных адресов равняется 256, включая адрес сети и широковещательный адрес.

Маска подсети определяет размер сети, и при создании подсетей приходится «заимствовать» биты из узловой части. С помощью каждого заимствованного бита можно удвоить количество подсетей — заимствуя 1 бит, создаем 2 подсети из этой единственной сети. Заимствуя 2 бита, получаем 4 подсети, 3 бита = 8 подсетей.

Существует формула расчета количества подсетей:

2^n

где n — число бит, которое «заимствовано».

Пример:

 

Давайте разделим сеть 192.168.1.0/24 на 2 подсети, заимствуя 1 бит:

255 255 255 128
11111111 11111111 11111111 10000000

Первые 24 бита одинаковы, берем первый бит из 4-го октета. Это значение равняется 128, поэтому маска подсети становится 255.255.255.128.

Теперь в узловой части осталось 7 бит. Сколько можно получить адресов в подсети при помощи этих 7 бит?

 

Примечание: для данной подсети количество доступных адресов равняется 128, включая адрес сети и широковещательный адрес, но сетевыми устройствами будут использоваться только 126 адресов.

Первоначальная сеть класса C теперь превратилась в две подсети, каждая из которых имеет по 128 адресов. Давайте посмотрим на них в двоичном формате.

Подсеть №1

Начинаем с 192.168.1.0, маска подсети — 255.255.255.128:

IP-адрес 192 168 1 0
11000000 10101000 00000001 00000000
Маска подсети 255 255 255 128
11111111 11111111 11111111 10000000

Первый IP-адрес узла: 192.168.1.1

Первый IP-адрес узла — тот, который идёт сразу после сетевого адреса, то есть на единицу больше.

192 168 1 1
11000000 10101000 00000001 00000001

Последний IP-адрес узла: 192.168.1.126

На самом деле 192.168.1.126 — это предпоследний адрес, который используется узлом, поскольку последним адресом подсети является широковещательный адрес.

192 168 1 126
11000000 10101000 00000001 01111110

Широковещательный адрес: 192.168.1.127

Широковещательный адрес имеет все единицы в узловой части.

192 168 1 127
11000000 10101000 00000001 01111111

Подсеть №2

Первая подсеть закончилась адресом 192.168.1.127, поэтому следующая сеть начинается с 192.168.1.128:

IP-адрес 192 168 1 128
11000000 10101000 00000001 10000000
Маска подсети 255 255 255 128
11111111 11111111 11111111 10000000

Первый IP-адрес узла: после адреса сети это будет 192.168.1.129

192 168 1 129
11000000 10101000 00000001 10000001

Последний IP-адрес узла: перед широковещательным будет адрес 192.168.1.254

192 168 1 254
11000000 10101000 00000001 11111110

Широковещательный адрес: 192.168.255.255

192 168 1 255
11000000 10101000 00000001 11111111

Самая маленькая подсеть класса С, которую можно создать, имеет маску подсети 255.255.255.252 (это 6 заимствованных битов). Данная подсеть имеет только 4 адреса: 1 адрес сети, 1 широковещательный адрес и 2 индивидуальных IP-адреса для сетевого устройства. Эта подсеть идеально подходит для двухточечных соединений, где требуется только 2 используемых IP-адреса.

Подсети класса B

Возьмем сеть 172.16.0.0 класса B с маской подсети 255.255.0.0 и создадим из нее 2 подсети:

IP-адрес 172 16 0 0
10101100 00010000 00000000 00000000
Маска подсети 255 255 0 0
11111111 11111111 00000000 00000000

Правило с заимствованием битов с узловой части не меняется. Разница с сетью класса C заключается в том, что в классе В присутствует большее количество бит узла.

Давайте посмотрим на новую маску подсети в двоичном формате:

255 255 128 0
11111111 11111111 10000000 00000000

В узловой части осталось 7 бит в третьем октете и 8 бит в четвертом. Посмотрим, сколько получится адресов в подсети с помощью этих 15 бит:

16384 8192 4096 2048 1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

 

Примечание: для данной подсети количество доступных адресов равняется 32 768, включая адрес сети и широковещательный адрес, но сетевыми устройствами будут использоваться только 32 766 адресов.

Существует формула расчета количество узлов, которая значительно экономит время:

2^n – 2

где n — число бит, которые остались в узловой части.

Пример:

 

Давайте посмотрим, как выглядят подсети.

Подсеть №1

При применении новой маски подсети, остаются 15 бит в узловой части адреса:

IP-адрес 172 16 0 0
10101100 00010000 00000000 00000000
Маска подсети 255 255 128 0
11111111 11111111 10000000 00000000

Первый IP-адрес узла: 172.16.0.1

172 16 0 1
10101100 00010000 00000000 00000001

Последний IP-адрес узла: 172.16.127.254

172 16 127 254
10101100 00010000 01111111 11111110

Широковещательный адрес: 172.16.127.255

172 16 127 255
11000000 10101000 01111111 11111111

Подсеть №2

Первая подсеть закончилась адресом 172.16.127.255, поэтому продолжаем со следующего доступного адреса, который равен 172.16.128.0:

IP-адрес 172 16 128 0
10101100 00010000 10000000 00000000
Маска подсети 255 255 128 0
11111111 11111111 10000000 00000000

Первый IP-адрес узла: 172.16.128.1

172 16 128 1
10101100 00010000 10000000 00000001

Последний IP-адрес узла: 172.16.255.254

172 16 255 254
10101100 00010000 11111111 11111110

Широковещательный адрес: 172.16.255.255

172 16 255 255
11000000 10101000 11111111 11111111

Подсети класса А

Возьмем сеть 10.0.0.0 класса A с маской подсети 255.0.0.0:

IP-адрес 10 0 0 0
00001010 00000000 00000000 00000000
Маска подсети 255 0 0 0
11111111 00000000 00000000 00000000

Попробуем разбить эту сеть на 4 подсети, для этого заимствуем 2 бита. Давайте посмотрим на это в двоичном формате:

255 192 0 0
11111111 11000000 00000000 00000000

В узловой части осталось 6 + 8 + 8 = 22 бит узла, которые можно использовать. Давайте просто используем «степень 2», чтобы решить этот вопрос:

 

Посмотрим, как выглядят подсети.

Подсеть №1

При применении новой маски подсети, остаются 22 бита в узловой части адреса:

IP-адрес 10 0 0 0
00001010 00000000 00000000 00000000
Маска подсети 255 192 0 0
11111111 11000000 00000000 00000000

Первый IP-адрес узла: 10.0.0.1

10 0 0 1
00001010 00000000 00000000 00000001

Последний IP-адрес узла: 10.63.255.254

10 63 255 254
00001010 00111111 11111111 11111110

Широковещательный адрес: 10.63.255.255

10 63 255 255
00001010 00111111 11111111 11111111

Подсеть №2

Первая подсеть закончилась адресом 10.63.255.255, поэтому следующая подсеть начинается с 10.64.0.0:

IP-адрес 10 64 0 0
  00001010 01000000 00000000 00000000
Маска подсети 255 192 0 0
11111111 11000000 00000000 00000000

Первый IP-адрес узла: 10.64.0.1

10 64 0 1
00001010 01000000 00000000 00000001

Последний IP-адрес узла: 10.127.255.254

10 127 255 254
00001010 00111111 11111111 11111110

Широковещательный адрес: 10.127.255.255

10 127 255 255
00001010 00111111 11111111 11111111

Подсеть №3

Вторая подсеть закончилась адресом 10.127.255.255, поэтому следующая подсеть начинается с 10.128.0.0:

IP-адрес 10 128 0 0
00001010 10000000 00000000 00000000
Маска подсети 255 192 0 0
  11111111 11000000 00000000 00000000

Первый IP-адрес узла: 10.128.0.1

10 128 0 1
00001010 10000000 00000000 00000001

Последний IP-адрес узла: 10.191.255.254

10 191 255 254
00001010 10111111 11111111 11111110

Широковещательный адрес: 10.191.255.255

10 191 255 255
00001010 10111111 11111111 11111111

Подсеть №4

Третья подсеть закончилась адресом 10.191.255.255, поэтому последняя подсеть начинается с 10.192.0.0:

IP-адрес 10 192 0 0
00001010 11000000 00000000 00000000
Маска подсети 255 192 0 0
11111111 11000000 00000000 00000000

Первый IP-адрес узла: 10.192.0.1

10 192 0 1
00001010 11000000 00000000 00000001

Последний IP-адрес узла: 10.255.255.254

10 255 255 254
00001010 11111111 11111111 11111110

Широковещательный адрес: 10.255.255.255

10 255 255 255
00001010 11111111 11111111 11111111

Выводы

Спасибо за уделенное время на прочтение статьи. Теперь Вы знаете, как рассчитывать сети в двоичном формате. Надеемся, наш материал будет для Вас полезным. Пишите о своих успехах в комментариях!

Если возникли вопросы — задавайте их в комментариях.

Подписывайтесь на обновления нашего блога и оставайтесь в курсе новостей мира инфокоммуникаций!

Чтобы знать больше и выделяться знаниями среди толпы IT-шников, записывайтесь на курсы Cisco, курсы по кибербезопасности, полный курс по кибербезопасности, курсы DevNet / DevOps (программируемые системы) от Академии Cisco, курсы Linux от Linux Professional Institute на платформе SEDICOMM University (Университет СЭДИКОММ).

Курсы Cisco, Linux, кибербезопасность, DevOps / DevNet, Python с трудоустройством!

Спешите подать заявку! Группы стартуют 25 января, 26 февраля, 22 марта, 26 апреля, 24 мая, 21 июня, 26 июля, 23 августа, 20 сентября, 25 октября, 22 ноября, 20 декабря.
Что Вы получите?
  • Поможем стать экспертом по сетевой инженерии, кибербезопасности, программируемым сетям и системам и получить международные сертификаты Cisco, Linux LPI, Python Institute.
  • Предлагаем проверенную программу с лучшими учебниками от экспертов из Cisco Networking Academy, Linux Professional Institute и Python Institute, помощь сертифицированных инструкторов и личного куратора.
  • Поможем с трудоустройством и стартом карьеры в сфере IT — 100% наших выпускников трудоустраиваются.
Как проходит обучение?
  • Проведем вечерние онлайн-лекции на нашей платформе.
  • Согласуем с вами удобное время для практик.
  • Если хотите индивидуальный график — обсудим и реализуем.
  • Личный куратор будет на связи, чтобы ответить на вопросы, проконсультировать и мотивировать придерживаться сроков сдачи экзаменов.
  • Всем, кто боится потерять мотивацию и не закончить обучение, предложим общение с профессиональным коучем.
А еще поможем Вам:
  • отредактировать или создать с нуля резюме;
  • подготовиться к техническим интервью;
  • подготовиться к конкурсу на понравившуюся вакансию;
  • устроиться на работу в Cisco по специальной программе. Наши студенты, которые уже работают там: жмите на #НашиВCisco Вконтакте, #НашиВCisco Facebook.
Чтобы учиться на курсах Cisco, Linux LPI, кибербезопасность, DevOps / DevNet, Python, подайте заявку или получите бесплатную консультацию.

Больше похожих постов

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Заполните поле
Заполните поле
Пожалуйста, введите корректный адрес email.
Вы должны согласиться с условиями для продолжения


Поиск по сайту
Лучшее
Популярное
Рубрики
Меню