✖


Jump to content

Подсеть

О подсетях в математике топологии см. Подсеть (математика) .
Создание подсети путем деления идентификатора хоста

Подсеть подсеть или — это логическое подразделение IP-сети . [1] : 1, 16  Практика разделения сети на две или более сетей называется подсетями .

Компьютеры, принадлежащие к одной подсети, адресуются по одинаковой группе старших битов своих IP-адресов . Это приводит к логическому разделению IP-адреса на два поля: номер сети или префикс маршрутизации и остальное поле или идентификатор хоста . Остальное поле — это идентификатор конкретного хоста или сетевого интерфейса.

Префикс маршрутизации может быть выражен как первый адрес сети, записанный в нотации бесклассовой междоменной маршрутизации (CIDR), за которым следует косая черта ( / ) и заканчивается длиной префикса в битах. Например, 198.51.100.0/24 начинающийся с , — это префикс сети Интернет-протокола версии 4 данного адреса, при этом 24 бита выделены для префикса сети, а остальные 8 бит зарезервированы для адресации хоста. адреса в диапазоне от 198.51.100.0 до 198.51.100.255 К этой сети относятся 198.51.100.255 подсети является , а широковещательным адресом . Спецификация IPv6 адреса 2001:db8:: / 32 представляет собой большой адресный блок с 2 96 адреса, имеющие 32-битный префикс маршрутизации.

Для IPv4 сеть также может характеризоваться маской подсети или сетевой маской , которая представляет собой битовую маску , которая при применении побитовой операции И к любому IP-адресу в сети дает префикс маршрутизации. Маски подсети также выражаются в десятичном формате, например IP-адрес. Например, префикс будет 198.51.100.0/24 255.255.255.0 иметь маску подсети .

Обмен трафиком между подсетями осуществляется через маршрутизаторы , когда префиксы маршрутизации адреса источника и адреса назначения различаются. Маршрутизатор служит логической или физической границей между подсетями.

Преимущества разделения существующей сети на подсети различаются в зависимости от сценария развертывания. В архитектуре распределения адресов Интернета с использованием CIDR и в крупных организациях необходимо эффективное распределение адресного пространства. Создание подсетей также может повысить эффективность маршрутизации или дать преимущества в управлении сетью, когда подсети административно контролируются различными объектами в более крупной организации. Подсети могут быть организованы логически в иерархической архитектуре, разделяя адресное пространство сети организации на древовидную структуру маршрутизации или другие структуры, такие как ячейки.

Сетевая адресация и маршрутизация

[ редактировать ]
Концепция разделения адресного пространства IPv4 200.100.10.0/24, которое содержит 256 адресов, на два меньших адресных пространства, а именно 200.100.10.0/25 и 200.100.10.128/25 по 128 адресов каждое.

Компьютеры, участвующие в IP-сети, имеют по крайней мере один сетевой адрес . Обычно этот адрес уникален для каждого устройства и может быть настроен автоматически сетевой службой с помощью протокола динамической конфигурации хоста (DHCP), вручную администратором или автоматически операционной системой с автоматической настройкой адреса без отслеживания состояния .

Адрес выполняет функции идентификации хоста и его местонахождения в сети при маршрутизации назначения. Наиболее распространенной архитектурой сетевой адресации является Интернет-протокол версии 4 (IPv4), но его преемник, IPv6 , все чаще используется примерно с 2006 года. Адрес IPv4 состоит из 32 битов. Адрес IPv6 состоит из 128 бит. В обеих архитектурах IP-адрес разделен на две логические части: префикс сети и идентификатор хоста . Все хосты в подсети имеют одинаковый префикс сети. Этот префикс занимает старшие биты адреса. Количество бит, выделенных в сети для префикса, может варьироваться в зависимости от подсети в зависимости от сетевой архитектуры. Идентификатор хоста является уникальным локальным идентификатором и представляет собой либо номер хоста в локальной сети, либо идентификатор интерфейса.

Эта структура адресации позволяет выборочную маршрутизацию IP-пакетов через несколько сетей через специальные компьютеры-шлюзы, называемые маршрутизаторами , к узлу назначения, если сетевые префиксы узлов-отправителя и узла-получателя различаются, или отправлять их непосредственно на целевой узел в локальной сети, если они различаются. одинаковый. Маршрутизаторы образуют логические или физические границы между подсетями и управляют трафиком между ними. Каждая подсеть обслуживается назначенным по умолчанию маршрутизатором, но внутри может состоять из нескольких физических Ethernet, сегментов соединенных между собой сетевыми коммутаторами .

Префикс маршрутизации адреса идентифицируется маской подсети , записанной в той же форме, что и для IP-адресов. Например, маска подсети для префикса маршрутизации, состоящая из 24 старших бит адреса IPv4, записывается как 255.255.255.0 .

Современной стандартной формой указания сетевого префикса является нотация CIDR, используемая как для IPv4, так и для IPv6. Он подсчитывает количество бит в префиксе и добавляет это число к адресу после разделителя символов косой черты (/). Эта нотация была введена в бесклассовой междоменной маршрутизации (CIDR). [2] В IPv6 это единственная стандартная форма для обозначения префиксов сети или маршрутизации.

Например, сеть IPv4 192.0.2.0 маской подсети 255.255.255.0 записывается как 192.0.2.0/24 / 32 , а запись IPv6 2001:db8:: из с обозначает адрес 2001:db8:: и его сетевой префикс, состоящий самые значимые 32 бита.

В классовых сетях IPv4 до введения CIDR сетевой префикс можно было получить непосредственно из IP-адреса на основе его битовой последовательности высшего порядка. Это определило класс (A, B, C) адреса и, следовательно, маску подсети. Однако с момента появления CIDR для назначения IP-адреса сетевому интерфейсу требуется два параметра: адрес и маска подсети.

Учитывая исходный адрес IPv4, связанную с ним маску подсети и адрес назначения, маршрутизатор может определить, находится ли пункт назначения в локальной сети или в удаленной сети. Маска подсети места назначения не требуется и обычно не известна маршрутизатору. [3] Однако для IPv6 определение соединения в деталях отличается и требует протокола обнаружения соседей (NDP). [4] [5] Назначение адреса IPv6 интерфейсу не требует соответствующего префикса канала и наоборот, за исключением локальных адресов канала .

Поскольку каждая локально подключенная подсеть должна быть представлена ​​отдельной записью в таблицах маршрутизации каждого подключенного маршрутизатора, разделение на подсети увеличивает сложность маршрутизации. Однако при тщательном проектировании сети маршруты к коллекциям более удаленных подсетей внутри ветвей древовидной иерархии могут быть объединены в суперсеть и представлены отдельными маршрутами.

Интернет-протокол версии 4

[ редактировать ]
См. также: Справочник по подсетям IPv4.

Определение префикса сети

[ редактировать ]

Маска подсети IPv4 состоит из 32 битов; это последовательность единиц ( 1 ), за которой следует блок нулей ( 0 ). Единицы обозначают биты адреса, используемые в качестве префикса сети, а завершающий блок нулей обозначает эту часть как идентификатор хоста.

В следующем примере показано отделение префикса сети и идентификатора узла от адреса ( 192.0.2.130 ) и связанной с ним / 24 маски подсети ( 255.255.255.0 ). Операция визуализируется в таблице с использованием форматов двоичных адресов.

Двоичная форма Десятично-точечное обозначение
IP-адрес 11000000.00000000.00000010.10000010192.0.2.130
Маска подсети 11111111.11111111.11111111.00000000255.255.255.0
Префикс сети 11000000.00000000.00000010.00000000192.0.2.0
Идентификатор хоста 00000000.00000000.00000000.100000100.0.0.130

Результатом побитовой операции И IP-адреса и маски подсети является сетевой префикс 192.0.2.0 . Часть хоста, равная 130 , получается посредством побитовой операции И адреса и дополнения до единиц маски подсети.

Подсети

[ редактировать ]

Создание подсетей — это процесс обозначения некоторых старших бит хостовой части как части префикса сети и соответствующей настройки маски подсети. Это делит сеть на более мелкие подсети. Следующая диаграмма изменяет приведенный выше пример, перемещая 2 бита из части хоста в префикс сети, чтобы сформировать четыре меньшие подсети, каждая из которых составляет четверть предыдущего размера.

Двоичная форма Десятично-точечное обозначение
IP-адрес 11000000.00000000.00000010.10000010192.0.2.130
Маска подсети 11111111.11111111.11111111.11000000255.255.255.192
Префикс сети 11000000.00000000.00000010.10000000192.0.2.128
Хост-часть 00000000.00000000.00000000.000000100.0.0.2

Специальные адреса и подсети

[ редактировать ]

IPv4 использует специально назначенные форматы адресов для облегчения распознавания специальных функций адреса. Первая и последняя подсети, полученные путем разделения на подсети более крупной сети, традиционно имели специальное обозначение и на раннем этапе имели особые последствия для использования. [6] Кроме того, IPv4 использует единый адрес хоста, то есть последний адрес в сети, для широковещательной передачи всем хостам в канале.

В первой подсети, полученной в результате разделения на подсети более крупной сети, все биты в группе битов подсети установлены на ноль. Поэтому она называется нулевой подсетью . [7] В последней подсети, полученной в результате разделения на подсети более крупной сети, все биты в группе битов подсети установлены в единицу. Поэтому ее называют подсетью «все единицы» . [8]

Первоначально IETF не одобрял производственное использование этих двух подсетей. Если длина префикса недоступна, более крупная сеть и первая подсеть имеют один и тот же адрес, что может привести к путанице. Аналогичная путаница возможна с широковещательным адресом в конце последней подсети. Поэтому в общедоступном Интернете было рекомендовано зарезервировать значения подсети, состоящие только из нулей и единиц. [9] уменьшение количества доступных подсетей на две для каждой подсети. Эта неэффективность была устранена, и в 1995 году эта практика была объявлена ​​устаревшей и актуальна только при работе с устаревшим оборудованием. [10]

Хотя значения хоста «все нули» и «все единицы» зарезервированы для сетевого адреса подсети и ее широковещательного адреса соответственно, в системах, использующих CIDR, все подсети доступны в разделенной сети. Например, сеть / 24 можно разделить на шестнадцать используемых сетей / 28 . Каждый широковещательный адрес, т.е. *.15 , *.31 , …, *.255 , уменьшает только количество хостов в каждой подсети.

Количество хостов подсети

[ редактировать ]

Количество доступных подсетей и количество возможных хостов в сети можно легко вычислить. Например, сеть 192.168.5.0/24 26 подсетей быть разделена на следующие четыре может / . В этом процессе выделенные два бита адреса становятся частью номера сети.

Сеть Сеть (двоичная) Широковещательный адрес
192.168.5.0/26 11000000.10101000.00000101.00000000192.168.5.63
192.168.5.64/26 11000000.10101000.00000101.01000000192.168.5.127
192.168.5.128/26 11000000.10101000.00000101.10000000192.168.5.191
192.168.5.192/26 11000000.10101000.00000101.11000000192.168.5.255

Остальные биты после битов подсети используются для адресации хостов внутри подсети. В приведенном выше примере маска подсети состоит из 26 бит, что составляет 255.255.255.192, оставляя 6 бит для идентификатора хоста. Это позволяет использовать 62 комбинации хостов (2 6 −2).

Обычно количество доступных хостов в подсети равно 2. час −2, где h — количество битов, используемых для хостовой части адреса. Количество доступных подсетей — 2. н , где n — количество битов, используемых для сетевой части адреса.

Исключением из этого правила являются 31-битные маски подсети. [11] это означает, что идентификатор хоста имеет длину всего один бит для двух допустимых адресов. В таких сетях, обычно двухточечных , могут быть подключены только два хоста (конечные точки), и указание сетевых и широковещательных адресов не требуется.

Маски подсети и IP-адреса
Маска IP-адреса Хозяева Сетевая маска
/ 31 2 2 255.255.255.254
/ 30 4 2 255.255.255.252
/ 29 8 6 255.255.255.248
/ 28 16 14 255.255.255.240
/ 27 32 30 255.255.255.224
/ 26 64 62 255.255.255.192
/ 25 128 126 255.255.255.128
/ 24 256 254 255.255.255.0
/ 23 512 510 255.255.254.0
/ 22 1024 1022 255.255.252.0
/ 21 2048 2046 255.255.248.0
/ 20 4096 4094 255.255.240.0
/ 19 8192 8190 255.255.224.0
/ 18 16384 16382 255.255.192.0
/ 17 32768 32766 255.255.128.0
/ 16 65536 65534 255.255.0.0

Интернет-протокол версии 6

[ редактировать ]
См. также: Справочник по подсетям IPv6.

Структура адресного пространства IPv6 существенно отличается от IPv4. Основная причина создания подсетей в IPv4 — повышение эффективности использования относительно небольшого адресного пространства, доступного, особенно предприятиям. В IPv6 таких ограничений не существует, поскольку большое адресное пространство, доступное даже конечным пользователям, не является ограничивающим фактором.

Как и в IPv4, разбиение на подсети в IPv6 основано на концепциях маскировки подсетей переменной длины (VLSM) и методологии бесклассовой междоменной маршрутизации . Он используется для маршрутизации трафика между глобальными пространствами распределения и внутри сетей клиентов между подсетями и Интернетом в целом.

Подсеть, совместимая с IPv6, всегда использует адреса с 64-битным идентификатором хоста. [12] Учитывая размер адреса 128 бит, он имеет префикс маршрутизации /64. Хотя технически возможно использовать меньшие подсети, [13] они непрактичны для локальных сетей, основанных на технологии Ethernet, поскольку для автоконфигурации адреса без сохранения состояния требуются 64 бита . [14] Инженерная группа Интернета рекомендует использовать подсети / 127 для каналов «точка-точка», которые имеют только два хоста. [15] [16]

IPv6 не реализует специальные форматы адресов для широковещательного трафика или сетевых номеров. [17] и, таким образом, все адреса в подсети приемлемы для адресации хоста. Адрес, состоящий из всех нулей, зарезервирован как адрес произвольной рассылки маршрутизатора подсети. [18] Любой адрес маршрутизатора подсети — это самый низкий адрес в подсети, поэтому он выглядит как «сетевой адрес». Если маршрутизатор имеет несколько подсетей на одном и том же канале, то он имеет несколько произвольных адресов маршрутизатора подсети на этом канале. [19] Первый и последний адрес в любой сети или подсети не может быть назначен какому-либо отдельному хосту.

Раньше рекомендуемым выделением для сайта клиента IPv6 было адресное пространство с 48-битным ( / 48 ) префиксом. [20] Однако эта рекомендация была пересмотрена, чтобы поощрять использование блоков меньшего размера, например, с использованием 56-битных префиксов. [21] Другой распространенный размер распределения для сетей бытовых потребителей имеет 64-битный префикс.

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Джеффри Могул; Джон Постел (август 1985 г.). Стандартная процедура создания подсетей Интернета . IETF . дои : 10.17487/RFC0950 . РФК 950 . Обновлено RFC 6918.
  2. ^ В. Фуллер; Т. Ли (август 2006 г.). Бесклассовая междоменная маршрутизация (CIDR): план назначения и агрегирования интернет-адресов . Сетевая рабочая группа. дои : 10.17487/RFC4632 . РФК 4632 .
  3. ^ Р. Брейден, изд. (октябрь 1989 г.). Требования к интернет-хостам – коммуникационные уровни . Сетевая рабочая группа IETF . сек. 3.3.1. дои : 10.17487/RFC1122 . РФК 1122 . Обновлено RFC 1349, RFC 4379, RFC 5884, RFC 6093, RFC 6298, RFC 6633, RFC 6864, RFC 8029.
  4. ^ Т. Нартен; Э. Нордмарк; В. Симпсон; Х. Солиман (сентябрь 2007 г.). Обнаружение соседей для IP версии 6 (IPv6) . Сетевая рабочая группа. дои : 10.17487/RFC4861 . RFC 4861 .
  5. ^ Х. Сингх; В. Биби; Э. Нордмарк (июль 2010 г.). Модель подсети IPv6: взаимосвязь между ссылками и префиксами подсети . IETF . дои : 10.17487/RFC5942 . РФК 5942 .
  6. ^ «Идентификатор документа 13711 — Нулевая подсеть и подсеть «все единицы»» . Сиско Системы . 10 августа 2005 г. Архивировано из оригинала 9 февраля 2014 г. Проверено 25 апреля 2010 г. Традиционно настоятельно рекомендуется не использовать для адресации нулевую подсеть и подсеть, состоящую из одних единиц. [...] Сегодня использование нулевой подсети и подсети «все единицы» общепринято, и большинство поставщиков поддерживают их использование.
  7. ^ «Идентификатор документа 13711 — Нулевая подсеть и подсеть «все единицы»» . Сиско Системы . 10 августа 2005 г. Архивировано из оригинала 9 февраля 2014 г. Проверено 23 апреля 2010 г. первая [...] подсеть[...], известная как нулевая подсеть
  8. ^ «Идентификатор документа 13711 — Нулевая подсеть и подсеть «все единицы»» . Сиско Системы . 10 августа 2005 г. Архивировано из оригинала 9 февраля 2014 г. Проверено 23 апреля 2010 г. [...] последняя подсеть[...], известная как [...] подсеть «все единицы»
  9. ^ Джеффри Могул; Джон Постел (август 1985 г.). Стандартная процедура создания подсетей Интернета . IETF . п. 6. дои : 10.17487/RFC0950 . РФК 950 . Полезно сохранить и расширить интерпретацию этих специальных адресов в сетях с подсетями. Это означает, что значения всех нулей и всех единиц в поле подсети не должны присваиваться реальным (физическим) подсетям.
  10. ^ Трой Паммилл; Билл Мэннинг (декабрь 1995 г.). Таблица подсетей переменной длины для IPv4 . IETF . дои : 10.17487/RFC1878 . РФК 1878 . Эта практика устарела! Современное программное обеспечение сможет использовать все определяемые сети. (Информационный RFC, понижен в категории «Исторический» )
  11. ^ А. Ретана; Р. Уайт; В. Фуллер; Д. Макферсон (декабрь 2000 г.). Использование 31-битных префиксов в каналах IPv4 «точка-точка» . дои : 10.17487/RFC3021 . РФК 3021 .
  12. ^ Р. Хинден; С. Диринг (февраль 2006 г.). Архитектура адресации IP версии 6 — раздел 2.5.1. Идентификаторы интерфейса . IETF . сек. 2.5.1. дои : 10.17487/RFC4291 . РФК 4291 . Для всех одноадресных адресов, за исключением тех, которые начинаются с двоичного значения 000, идентификаторы интерфейсов должны иметь длину 64 бита и быть созданы в модифицированном формате EUI-64. (Обновлено RFC 5952, RFC 6052, RFC 7136, RFC 7346, RFC 7371, RFC 8064.)
  13. ^ С. Томсон; Т. Нартен; Т. Цзиньмей (сентябрь 2007 г.). Автоконфигурация адреса без сохранения состояния IPv6 — раздел 5.5.3.(d) Обработка объявления маршрутизатора . IETF . сек. 5.5.3. дои : 10.17487/RFC4862 . РФК 4862 . Системный администратор несет ответственность за обеспечение соответствия длины префиксов, содержащихся в объявлениях маршрутизатора, длине идентификаторов интерфейса для этого типа канала. [...] реализация не должна предполагать определенную константу. Скорее, он должен ожидать любой длины идентификаторов интерфейса. (Обновлено RFC 7527.)
  14. ^ М. Кроуфорд (декабрь 1998 г.). Передача пакетов IPv6 по сетям Ethernet — раздел 4. Автоконфигурация без сохранения состояния . IETF . сек. 4. дои : 10.17487/RFC2464 . РФК 2464 . Идентификатор интерфейса [AARCH] для интерфейса Ethernet основан на идентификаторе EUI-64 [EUI64], полученном из встроенного 48-битного адреса IEEE 802 интерфейса. [...] Префикс адреса IPv6, используемый для автоконфигурации без сохранения состояния [ACONF] интерфейса Ethernet, должен иметь длину 64 бита. (Обновлено RFC 6085, RFC 8064.)
  15. ^ М. Коно; Б. Ницан; Р. Буш; Ю. Мацузаки; Л. Колитти; Т. Нартен (апрель 2011 г.). Использование 127-битных префиксов IPv6 на каналах между маршрутизаторами . IETF . дои : 10.17487/RFC6164 . RFC 6164 . В каналах «точка-точка» между маршрутизаторами по соображениям безопасности и по другим причинам полезно использовать 127-битные префиксы IPv6.
  16. ^ В. Джордж (февраль 2012 г.). RFC 3627 переведен в исторический статус . IETF . дои : 10.17487/RFC6547 . РФК 6547 . В этом документе параметру «Использование длины префикса /127 между маршрутизаторами, считающимся вредным» (RFC 3627) присваивается исторический статус, чтобы отразить обновленное руководство, содержащееся в «Использовании 127-битных префиксов IPv6 на каналах между маршрутизаторами» (RFC 6164).
  17. ^ Р. Хинден; С. Диринг (февраль 2006 г.). Архитектура адресации IP версии 6 — раздел 2. Адресация IPv6 . IETF . сек. 2. дои : 10.17487/RFC4291 . РФК 4291 . В IPv6 нет широковещательных адресов, их функцию заменяют многоадресные адреса. [...] В IPv6 все нули и все единицы являются допустимыми значениями для любого поля, если это специально не исключено.
  18. ^ Р. Хинден; С. Диринг (февраль 2006 г.). Архитектура адресации IP версии 6 — раздел 2.6.1 «Требуемый произвольный адрес» . IETF . сек. 2.6.1. дои : 10.17487/RFC4291 . РФК 4291 . Этот произвольный адрес синтаксически совпадает с одноадресным адресом для интерфейса в канале с нулевым идентификатором интерфейса.
  19. ^ «Anycast-адреса маршрутизатора подсети – что это такое, как они работают? – Into6» . 30 марта 2014 г. Архивировано из оригинала 02 июля 2022 г. Проверено 9 июня 2022 г.
  20. ^ «Планы адресации IPv6» . ARIN IPv6 Wiki. Архивировано из оригинала 26 апреля 2010 г. Проверено 25 апреля 2010 г. Все клиенты получают один /48, если только они не докажут, что им нужно более 65 тысяч подсетей. [...] Если у вас много клиентов-потребителей, вы можете присвоить /56 сайтам частных домов.
  21. ^ Т. Нартен; Г. Хьюстон; Л. Робертс (март 2011 г.). Назначение адресов IPv6 конечным сайтам . IETF . дои : 10.17487/RFC6177 . ISSN   2070-1721 . BCP 157. RFC 6177 . APNIC, ARIN и RIPE пересмотрели политику назначения конечных сайтов, чтобы поощрять назначение меньших блоков (т. е. /56) конечным сайтам.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
В Викиверситете есть учебные ресурсы по подсетям.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Subnet&oldid=1232920729"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 0dfc296fe6efe6f327688e26d234b97e__1720248420
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/0d/7e/0dfc296fe6efe6f327688e26d234b97e.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Subnet - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)