Правильно разделить пространство ip адресов [закрыт]
Закрыт. Этот вопрос необходимо уточнить или дополнить подробностями. Ответы на него в данный момент не принимаются.
Хотите улучшить этот вопрос? Добавьте больше подробностей и уточните проблему, отредактировав это сообщение.
Закрыт 7 лет назад .
- Организация A — половина адресов.
- Организация B — 1/4 часть адресов.
- Организации C и D — по 1/8 части адресов.
Отслеживать
Oleg Ovcharenko
задан 16 фев 2017 в 9:54
Oleg Ovcharenko Oleg Ovcharenko
729 4 4 золотых знака 10 10 серебряных знаков 25 25 бронзовых знаков
Прямая трансляция с экзамена?
16 фев 2017 в 10:01
Нет. Это дз. Не могу понять условие.
16 фев 2017 в 10:03
Чего тут понимать? подели 200,25,0,0/20 на 4 подсети: 21, 22 и две по 23.
16 фев 2017 в 10:04
Ну вы хоть бы не поленились переформулировать вообще д/з так, чтобы в нём на было императива («разделить»).
18 фев 2017 в 10:30
1 ответ 1
Сортировка: Сброс на вариант по умолчанию
Сеть 200.25.0.0/20 означает наличие 32-20=12 бит на адрес.
Соответственно, все адреса сети: 200.25.0-15.0-255
Отберём 1/2 для A: 0-7.0-255
Отберём 1/4 для B: 8-11.0-255
Отберём 1/8 для C: 12-13.0-255
Отберём 1/8 для D: 14-15.0-255
В битовом представлении это будет выглядеть как:
. |. A 0***|******** - 0.0/21 B 10**|******** - 8.0/22 C 110*|******** - 12.0/23 D 111*|******** - 14.0/23
Отслеживать
ответ дан 16 фев 2017 в 10:26
27.2k 2 2 золотых знака 46 46 серебряных знаков 76 76 бронзовых знаков
- ip
- подсети
-
Важное на Мете
Похожие
Дизайн сайта / логотип © 2024 Stack Exchange Inc; пользовательские материалы лицензированы в соответствии с CC BY-SA . rev 2024.4.30.8412
Сетевые технологии: IP-адреса, подсети и бесклассовая адресация CIDR
Понимание сетевых технологий крайне необходимо для настройки сложных сред, эффективного обмена информацией между серверами, управления нодами, а также при разработке безопасных сетевых политик.
Данная статья ознакомит вас с методами проектирования сетей и взаимодействия с компьютерами, которые подключены к сети. В частности здесь рассматриваются сетевые классы, подсети и CIDR-нотация для группирования IP-адресов.
Что такое IP-адрес?
Каждое устройство или место в сети должно иметь свой адрес – некоторое обозначение в рамках предопределенной системы адресов, по которому к этому устройству/месту можно получить доступ. В стандартной модели TCP/IP адресация обрабатывается на нескольких сетевых уровнях. Обычно в контексте сетевых технологий под сетевым адресом подразумевают IP-адрес.
IP-адреса позволяют получать сетевые ресурсы через сетевой интерфейс. Если один компьютер хочет установить связь с другим компьютером, он может передать информацию на IP-адрес удаленного компьютера. Если два компьютера находятся в одной сети и если компьютеры и устройства между ними могут преобразовывать сетевые запросы, компьютеры должны иметь возможность установить соединение и отправлять информацию.
Каждый IP-адрес должен быть уникальным в рамках своей сети. Сети можно изолировать, а можно соединить их между собой и преобразовать, чтобы обеспечить доступ к различным сетям. Преобразование сетевых адресов – это система, которая позволяет переписывать адреса пакетов, достигнувших границы сети, и передать их в указанное место назначения. Таким образом, один IP-адрес можно использовать в нескольких изолированных средах.
Разница между IPv4 и IPv6
Сегодня существует две версии протокола IP, которые широко применяются в системах. IPv4, четвёртая версия протокола, поддерживается большинством систем. Более новая версия, IPv6, набирает популярность благодаря улучшениям возможностей протокола и из-за нехватки доступных адресов IPv4 (проще говоря, сегодня в мире столько подключенных к сети устройств, что адресов IPv4 не хватает на всех).
Адреса IPv4 – 32-битные. Каждый байт, или 8-битовый сегмент адреса отделяется точкой и выражается числом в диапазоне 0-255. Несмотря на то, что эти числа обычно выражаются десятичным числом (чтобы упростить их восприятие), каждый сегмент называют октетом, чтобы выразить тот факт, что он представляет собой 8 бит.
Типичный адрес IPv4 выглядит примерно так:
Самым низким значением в октете является 0, а самым высоким – 255.
Также можно выразить этот адрес в двоичном коде, чтобы лучше понять строение адреса (в примере каждые 4 бита для удобочитаемости заменены пробелом, а точки пунктиром):
1100 0000 — 1010 1000 — 0000 0000 — 0000 0101
Оба приведённые выше формата выражают один и тот же адрес.
Несмотря на некоторые отличия в функциональности IPv4 и IPv6, наиболее заметным их отличием является адресное пространство. IPv6 выражает адреса как 128-битное число. Это означает, что IPv6 имеет в 7,9×1028 раз больше адресов, чем IPv4.
Чтобы выразить этот расширенный диапазон адресов, IPv6 обычно записывается как восемь сегментов из четырех шестнадцатеричных чисел. Шестнадцатеричные числа выражаются числами от 0 до 15, а также числами a-f (для более высоких значений). Типичный адрес IPv6 может выглядеть примерно так:
Этот адрес можно записать в компактном формате. Правила IPv6 позволяют удалять любые ведущие нули из каждого октета и заменять диапазоны обнуленных групп двойным двоеточием (: :).
К примеру, если в IPv6 есть такая группа:
Вы можете ввести просто:
Диапазон IPv6 с несколькими группами нулей:
можно сократить до:
Сокращение можно применять только один раз для каждого адреса, иначе полный адрес будет невозможно восстановить.
Сегодня всё чаще используется IPv6, но в остальных примерах статьи будут использоваться адреса IPv4, потому что с меньшим адресным пространством проще работать.
Классы и зарезервированные диапазоны IPv4
Обычно IP-адреса состоят из двух компонентов. Первая часть адреса определяет сеть, частью которой является адрес. Вторая часть используется для указания хоста в этой сети.
Граница между первым и вторым компонентом адреса определяется настройками сети.
Адреса IPv4 делятся на пять классов, предназначенных для дифференциации сегментов доступного адресного пространства IPv4. Они определяются первыми четырьмя битами каждого адреса. Вы можете определить, к какому классу принадлежит IP-адрес, просмотрев эти биты.
- Класс А: 0—. Если первый бит в адресе – 0, значит, адрес относится к диапазону А (это адреса от 0.0.0.0 до 127.255.255.255).
- Класс B: 10–. К этому классу относятся все адреса от 128.0.0.0 до 191.255.255.255. Это адреса, первый бит которых представлен единицей, а второй – нет.
- Класс C: 110-. Это адреса от 192.0.0.0 до 223.255.255.255. Их первые два бита представлены единицей, а третий – нет.
- Класс D: 1110. Первые три бита этого класса представлены единицей. Это адреса в диапазоне от 224.0.0.0 до 239.255.255.255.
- Класс Е: 1111. Это адреса в диапазоне от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Этот класс включает в себя все адреса, которые начинаются с 1111.
Адреса класса D зарезервированы для многоадресных протоколов, которые позволяют отправлять пакет группе нод в одной транзакции. Адреса класса E зарезервированы для будущих или экспериментальных целей и в основном не используются.
Классы А-С по-разному разделяют компонент сети и компонент хоста.
Адреса класса A использовали оставшуюся часть первого октета для представления сети, а остальная часть адреса использовалась для определения хостов. Такой адрес было удобно использовать для определения нескольких сетей с большим количеством хостов.
Адреса класса B использовали первые два октета (остаток от первого и весь второй) для определения сети, а остальные – для определения хостов в каждой сети. Адреса класса C использовали первые три октета для определения сети, а последний октет – для определения хостов в этой сети.
Изначально разделение IP-пространства на классы применялось как решение проблемы быстрого исчерпания адресов IPv4 (вы можете иметь несколько компьютеров с одним и тем же хостом, если они находятся в разных сетях). Сегодня существуют более современные решения.
Зарезервированные частные диапазоны
Некоторые части пространства IPv4 зарезервированы для конкретных целей.
Один из самых полезных зарезервированных диапазонов – это диапазон кольцевой проверки, определяемый адресами от 127.0.0.0 до 127.255.255.255. Этот диапазон используется каждым хостом для тестирования сети. Обычно он выражается первым адресом в этом диапазоне: 127.0.0.1.
Каждый обычный класс также имеет диапазон, который используется для обозначения адресов частной сети. Например, для класса A это адреса от 10.0.0.0 до 10.255.255.255. Для класса B этот диапазон составляет 172.16.0.0 – 172.31.255.255. Для класса C это диапазон от 192.168.0.0 до 192.168.255.255.
Любой компьютер, не подключенный к Интернету напрямую (т. е. компьютер, который проходит через маршрутизатор или другую систему NAT), может использовать эти адреса по своему усмотрению.
Больше о зарезервированных адресах можно узнать в Википедии.
Сетевые маски и подсети
Подсети – это сети, которые получаются в результате процесса деления сети на более мелкие сетевые разделы. Подсети используются для различных целей и помогают изолировать группы хостов и управлять ними.
Как говорилось выше, каждое адресное пространство делится на сетевую часть и часть хоста. Часть адреса, которую каждый из них занимает, зависит от класса, которому принадлежит адрес.
Например, для адресов класса C первые 3 октета используются для описания сети: в адресе 192.168.0.15 часть 192.168.0 описывает сеть, а 15 – хост.
По умолчанию каждая сеть имеет только одну подсеть, которая содержит все адреса нод.
Сетевая маска – это спецификация количества адресных битов, которые используются для части сети. Маска подсети – это еще одна сетевая маска, используемая для дальнейшего разделения сети.
Каждый бит адреса, который считается значимым для описания сети, должен быть представлен в сетевой маске как 1.
Например, адрес 192.168.0.15 можно выразить в бинарном коде:
1100 0000 — 1010 1000 — 0000 0000 — 0000 1111
Идентификатор сети в адресах класса C – это первые 3 октета, или первые 24 бита. Поскольку эти биты важны и их нужно сохранить, сетевая маска будет выглядеть следующим образом:
1111 1111 — 1111 1111 — 1111 1111 — 0000 0000
В обычном формате IPv4 это будет выглядеть так:
Каждый бит, отмеченный в бинарном представлении сетевой маски нулём, считается идентификатором хоста и может изменяться. Биты, отмеченные единицей, постоянны (хотя в сети или подсети это не всегда так).
Определить сетевую часть адреса можно с помощью поразрядной операции AND между адресом и сетевой маской. Поразрядная операция AND сохраняет сетевую часть адреса и отбрасывает часть хоста. В результате рассматриваемый нами адрес будет выглядеть так:
1100 0000 — 1010 1000 — 0000 0000 — 0000 0000
Его можно выразить как 192.168.0.0. Спецификация хоста является отличием между этим исходным значением и частью хоста. В данном случае это «0000 1111» или 15.
Подсети берут часть пространства хоста адреса и использует его как дополнительную сетевую спецификацию для дальнейшего разделения адресного пространства.
Например, сетевая маска 255.255.255.0 оставляет 254 хоста в сети (0 и 255 использовать нельзя – они зарезервированы). Чтобы разделить это пространство на две подсети, можно использовать один бит части хоста адреса в качестве маски подсети.
Продолжим работать с предыдущим примером. Часть сети:
1100 0000 — 1010 1000 — 0000 0000
Первый бит хоста можно использовать для обозначения подсети. Для этого нужно настроить маску подсети, вместо:
1111 1111 — 1111 1111 — 1111 1111 — 0000 0000
1111 1111 — 1111 1111 — 1111 1111 — 1000 0000
В традиционной нотации IPv4 это будет выглядеть так:
Теперь первый бит последнего октета отмечен как важный для адресации в сети. Это создает две подсети. Первая подсеть будет в диапазоне от 192.168.0.1 до 192.168.0.127. Вторая подсеть содержит хосты 192.168.0.129 до 192.168.0.255. Традиционно сама подсеть не должна использоваться в качестве адреса.
Бесклассовая адресация CIDR
Система CIDR (Classless Inter-Domain Routing) была разработана в качестве альтернативы традиционным подсетям. С помощью CIDR вы можете добавить спецификацию самого IP-адреса в число значимых битов, составляющих часть маршрутизации или сети.
Например, выразить связь IP-адреса 192.168.0.15 с сетевой маской 255.255.255.0 можно с помощью CIDR-нотации 192.168.0.15/24. Это означает, что первые 24 бита указанного IP-адреса считаются значимыми для сетевой маршрутизации.
CIDR можно использовать для обозначения «суперсетей». В этом случае имеется в виду более широкий диапазон адресов, что невозможно при использовании традиционной маски подсети. Например, в сети класса C (в предыдущем примере) объединять адреса из сетей 192.168.0.0 и 192.168.1.0 нельзя, потому что сетевая маска для адресов класса C – 255.255.255.0.
CIDR-нотация позволяет объединить эти блоки, определив этот блок как 192.168.0.0/23. Это значит, что 23 бита используются для части сети.
Таким образом, первая сеть (192.168.0.0) может быть представлена в двоичном коде так:
1100 0000 — 1010 1000 — 0000 0000 — 0000 0000
А вторая сеть (192.168.1.0) – так:
1100 0000 — 1010 1000 — 0000 0001 — 0000 0000
CIDR-адрес значит, что 23 бита используются в адресной части сети. Это эквивалентно сетевой маске 255.255.254.0, или:
1111 1111 — 1111 1111 — 1111 1110 — 0000 0000
Как видите, в этом блоке 24-й бит может быть 0 или 1, и такой адрес все равно подойдёт, так как ля сетевой части важны только первые 23 бита.
В целом, CIDR позволяет контролировать адресацию непрерывных блоков IP-адресов. Это намного удобнее, чем подсеть.
Заключение
Теперь вы знакомы с некоторыми механизмами адресации и основами протокола IP. Понимание сетевых технологий поможет правильно настроить программное обеспечение и его компоненты.
Существует много полезных онлайн-инструментов, которыми вы можете пользоваться при работе с сетями:
- Калькулятор подсетей.
- Преобразование IP-адресов в двоичные октеты.
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.
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.
Распределение адресного пространства IPv6 для ISP
Статей по пониманию IPv6 написано предостаточно для всех категорий: от пользователей до провайдеров и если пользователю с «правильным» dual-stack провайдером нужно просто включить устройство, поддерживающее IPv6, то что делать провайдеру с его IPv6-блоком не ясно. Попробуем в этом разобраться. Статья подразумевает что читатель умеет считать маски IPv6, большего не требуется.
Если же даже со счетом проблемы, то картинка должна немного помочь
Итак, типично выделяемый блок IPv6 — /32. Это 79228162514264337593543950336 уникальных IP-адресов, которых «должно хватить каждому». Казалось бы с таким количеством даже среднему ISP можно особо не заботится о исчерпаемости адресного пространства, но сетевые инженеры знают что проблема правильного адресного планирования не только в экономии адресов, но в и том, что оно влияет на производительность оборудования и, как следствие, на работоспособность всей сети.
- На ISP выделяется /32 блок
- Каждый узел, где агрегируются адреса должен получать /48 сеть (65536 сетей /64 размера)
- Не должно быть подсетей длинее /64, что значит что на каждый VLAN выделяется подсеть /64 (18446744073709551616 IP-адресов)
- Все loopback-и должны быть в одной /64 подсети, маска интерфейса — /128
Очевидно что при таком подходе смысл VLAN per user, VLAN per access-switch либо vlan per building с поправкой на разные типы клиентов не совсем разумны и противоречат рекомендациям RIPE. На мой взгляд достаточно будет 2-4 VLAN на сайт: корпоративные клиенты, физические лица и, возможно, телефония и ТВ, если есть необходимость разносить их (н-р для ACL, netflow и т.д.) где на уровне доступа сделать соответствующие привязки, н-р DHCPv6 opt37
Визуализация:
Возьмем сферического ISP, присутствующего в пяти городах, в каждом из которых есть/планируется 100 сайтов, на каждом будут корпоративные клиенты, физ. лица и SIP с IPTV. Провайдер у нас правильный, корпоративным клиентам предлагает самые разнообразные тарифы (безлимиты и по трафику), физикам, как мне кажется, уже никто по трафику не предоставляет, а также на своем SIP-сервере/SoftSwitch разрешает доступ лишь с определенных подсетей, в которых находятся голосовые шлюзы (абонент телефонию получает в виде FXS-порта). И вот получает 2001:DB8::/32 (адрес, рекомендованный для документации, RFC3849). Дальше простая математика уровня 5 класса: в каждый город нам нужно по /38 сети, но более «красиво» будет разбить на /36 сеть на город, сетей при такой разбивке хватит еще на 11 городов. Назовем это первым уровнем адресного пространства.
Получили мы 16 следующих сетей
| 2001:db8::/48 | Москва |
| 2001:db8:1::/48 | Санкт-Петербург |
| 2001:db8:2::/48 | Самара |
| 2001:db8:3::/48 | Тамбов |
| 2001:db8:4::/48 | Владивосток |
| 2001:db8:5::/48 | Резерв |
| 2001:db8:6::/48 | Резерв |
| 2001:db8:7::/48 | Резерв |
| 2001:db8:8::/48 | Резерв |
| 2001:db8:9::/48 | Резерв |
| 2001:db8:a::/48 | Резерв |
| 2001:db8:b::/48 | Резерв |
| 2001:db8:c::/48 | Резерв |
| 2001:db8:d::/48 | Резерв |
| 2001:db8:e::/48 | Резерв |
| 2001:db8:f::/48 | Резерв |
Дальше распределяем адреса в городе. Второй уровень. Пусть это будет Самара с её 2001:db8:2::/48. Вспоминаем что на сайт должна приходиться /64. Сразу оговорюсь что промежуточный этап суммирования блоков нескольких агрегаций в какие-то промежуточные между /64 и /48 я опускаю, т.к. считаю что это типовой схемой не описать, зависит от физического и логического посторения сети (н-р все /64-сети одной ospf area можете объединить в один более короткий префикс). Т.о. мы получаем не более 5 VLAN на аггрегации (+managment), не считая VPN, экономия ресурсов устройств, простоту настройки STP, QoS и т.д., а также коммутаторов доступа (конфиг будет отличаться лишь управляющим IP). Корпоративные клиенты, желающие н-р /56 также удачно вписываются в эту картину.
В некоторых случаях, возможно, будет смысл преобразования типовой трехуровневой модели построения сети (ядро-агрегация-доступ) в ядро-доступ, поставив на уровень агрегации что-то L2-уровня для удешевления сети.
Статья получилась не большая, примеры конфигураций IPv6 приводить не стал, т.к. это выходит за рамки статьи, если будет желание читателей — типовые вещи на основании этой статьи могу расписать. Я постарался собрать все рекомендации по IPv6 и расписать их человеческим языком. Всячески приветствуются правки, комментарии, пожелания и дополнения!