Dokonalý průvodce podsítěmi – plus 10 nejlepších kalkulaček podsítí a cheatů

Podsítě pomáhají snižovat přetížení sítě. Podsíť je široce používaný postup při správě sítě, který zahrnuje rozdělení sítě na části. Podsítě vytváří několik vzájemně propojených sítí pod jediným adresním prostorem, přičemž každou sekci vnímá jako podsíť nebo „podsíť“, spíše než jako kolekci nezávislých sítí.

Podsítě přidělují IP adresy připojeným zařízením v segmentované síti. Přidělování rozsahů adres může být bolest hlavy a jak se vaše síť rozrůstá, zjistíte, že není možné ručně spravovat adresy IP. Rozdělení vaší sítě s sebou nese mnoho komplikací, ale ve většině případů vám nejlepším nástrojem je zdravý rozum. Nezbytné je také plánování.

Tato příručka obsahuje některé základní úvahy o adresách a osvědčené postupy, které musíte naplánovat při rozdělování sítě, spolu s nástroji a postupy, které potřebujete ke správě konfigurace nového adresního prostoru.

Proč podsíť?

Typická LAN se skládá z drátů propojujících zařízení, která umožňují komunikaci několika koncových bodů, jako jsou stolní počítače, tiskárny, servery a dokonce i telefony. V určitém bodě sítě bude provoz určený pro několik koncových bodů putovat stejným kabelem . Data putují sítí jako elektronický impuls aplikovaný na vodič.

Když se na drát přivede elektřina, okamžitě se zmocní celé délky tohoto kabelu. Na vodiči může současně fungovat pouze jeden zdroj signálu.

Pokud několik koncových bodů odesílá data současně, poplatky, které představují data, se prolínají. Tomu se říká „ kolize “ a přenesená data postrádají smysl. Srážce je tedy třeba zabránit. Toto zamezení kolizi je řízeno síťovou kartou každého připojeného zařízení. Otestuje linku, aby se ujistil, že na ní není žádný proud, a poté přenese signál na kabel.

K přetížení dochází, když je ke stejnému drátu připojeno příliš mnoho koncových bodů. V tomto případě je doba, po kterou musí každé zařízení čekat na jasný záběr na drát, síť „pomalá“. Aby se zabránilo tomu, že jeden uživatel bude zatěžovat síť a zablokovat všechny ostatní, jsou datové přenosy rozděleny na bloky. Aplikace přijímající data zkontroluje posloupnost přicházejících paketů a znovu sestaví jejich datovou zátěž do streamu.

Síťová karta musí zkontrolovat dostupnost sítě pro každý paket, který odešle . Když mnoho koncových bodů používá stejný kabel, ticho na lince, které dává vysílající síťové kartě příležitost odeslat další paket, se stává vzácným. Přijímající aplikace tedy musí na dokončení převodu čekat déle.

Možná máte ve své síti velmi efektivní zařízení, ale pokud máte příliš mnoho koncových bodů sdílejících kabel, uživatelé si budou stěžovat, že síť je pomalá a brání jim to dělat jejich práci efektivně. V této situaci je nejlepší volbou rozdělení sítě na podsítě.

— Bod provádění

Jakmile rozdělíte síť na části, musíte spočítat počet zařízení, která máte v každé podsíti, a každému přidělit IP adresy. Adresy v každé podsíti by měly být souvislé. To znamená, že musíte pro každou podsíť rezervovat rozsah IP adres . Výpočet tohoto rozsahu je předmětem IP podsítě. Nyní se tedy učíte o vytváření podsítí sítě.

Co je podsíť?

Termín „podsítě“ se konkrétně vztahuje na úvahy o adresování pro systém, který zahrnuje podsítě. V síti IP používáte adresu IP . Jedná se o identifikátor složený ze čtyř osmibitových čísel, která jsou oddělena tečkou (.“). Každé osmibitové binární číslo je známé jako oktet.

Posloupnost čísel funguje na bázi 256. Každé číslo v adrese představuje základní binární číslo osmi bitů. Nejvyšší osmimístné binární číslo je 11111111, což je v našem běžném desítkovém systému počítání 255.

Adresy se tedy spouštějí v pořadí od 0.0.0.1 do 0.0.0.255 a pak další adresa nahoru je 0.0.1.0. Maximální povolený počet v libovolném adresním prostoru je 255.255.255.255 . Protože se jedná pouze o reprezentaci binárních čísel, skutečná maximální binární adresa je ve skutečnosti 11111111.11111111.11111111.11111111. V binární verzi IP adresy je 32 čísel a každé může být pouze nula nebo jednička.

Každé zařízení ve vaší síti musí mít jedinečnou IP adresu. Tato jedinečnost platí pouze pro vaši síť, takže nezáleží na tom, jestli nějaká jiná síť někde jinde používá stejné adresy jako vy . Nemůžete však mít stejnou IP adresu přidělenou zařízení v jedné podsíti a také zařízení v jiné podsíti. V síťové terminologii se každé zařízení, které potřebuje jedinečnou IP adresu, aby mohlo komunikovat po síti, nazývá „hostitel“.

Vysílací adresa a síťová adresa

Vaše přidělení adresy podsítě rozdělí dostupný rozsah adres do rozsahu vyhrazeného pro každou podsíť. Platný rozsah adres pro podsíť vždy začíná sudým číslem a končí lichým číslem . První číslo rozsahu je určeno jako ID sítě. Poslední číslo v rozsahu se stává „ ID vysílání “, což znamená, že všechny zprávy odeslané na danou IP adresu zachytí všechna zařízení v podsíti.

— Bod provádění

Když plánujete rozsah adres pro každou z vašich podsítí, musíte do rozsahu přidat další dvě adresy – ID sítě a ID vysílání.

Systém podsítí má ještě jeden adresní prvek, kterým je „ maska ​​podsítě .“ To rozděluje IP adresu pro podsíť na prvek sítě a prvek hostitele. Neexistuje žádný pevný bod pro rozdělení mezi síťovou a hostitelskou částí adresy. Délka každé části je označena maskou podsítě.

— Bod provádění

Není nutné, aby byl adresní prostor pro každou podsíť stejně velký. Tak, měli byste vypočítat požadavky na adresu každé podsítě jednotlivě .

Další část této příručky vysvětlí tento problém podrobněji.

Maska podsítě

Maska podsítě IP vám poskytne ID sítě pro danou podsíť. Pokud vezmete IP adresu zařízení v podsíti a použijete na něj masku podsítě Booleovská algebra , skončíte s ID sítě. Pamatujte, že ID sítě je také první adresou v rozsahu přiděleném podsíti.

Tento systém matematických dedukcí umožňuje síťovému zařízení zjistit, do kterého segmentu sítě zpráva míří, pomocí masky podsítě. Pochopení systému podsítí vám umožní správně nastavit podsítě a přidělit každé podsíti správný fond adres.

Všechny hodnoty masky podsítě budou pro určitý počet bitů zleva, přičemž zbývající pozice budou vyplněny nulami. Počet jedniček v masce udává délku masky. Počet nul v masce udává délku podsítě, která umožňuje přidělit jedinečné IP adresy zařízením připojeným k podsíti. Tato druhá část adresy je někdy označována jako „hostitelské bity“. Čím delší je délka podsítě, tím více adres získáte ve fondu pro danou podsíť. Neexistuje žádná správná délka k maskování, jde pouze o to, kolik adres hostitelů potřebujete v každé podsíti.

Existuje pouze omezený počet formátů masky podsítě kvůli požadavku podsítě, že všechny v adrese IP by měly být souvislé a začínaly na první pozici vlevo. Umístění poslední „1“ v masce podsítě identifikuje oktet masky. Maska se může objevit v kterémkoli ze čtyř oktetů v masce podsítě. Konečné číslo v desítkové verzi masky je vždy 255, 254, 252, 248, 240, 224, 192 nebo 128. To proto, že tato čísla odpovídají binárním oktetům 11111111, 11111110, 10111110, 111111010 100 000 , 11000000, 10000000.

Zde je seznam platných masek podsítě:

V každém případě uvedeném v tabulce výše je počet adres hostitelů dostupných ve fondu o dvě menší než celkový počet síťových adres vytvořených maskou podsítě. To je proto, že první a poslední adresa v rozsahu jsou vyhrazeny jako síťová adresa (ID sítě) a adresa vysílání (ID vysílání) .

Tyto hodnoty masky jsou dekadickým vyjádřením skutečné binární masky. Takže ve skutečnosti je maska ​​255.255.255.240 11111111.11111111.11111111.11110000.

Použití masky na IP adresu vyžaduje použití booleovské algebry a práci s binárními verzemi adresy a masky, nikoli s desítkovou verzí.

Pomocí logického AND je třeba nastavit každý bit na stejné pozici dvou čísel, aby byl tento bit nastaven ve výsledcích. Pokud je některý z těchto dvou bitů nula, bude výsledek pro tuto pozici v čísle nula.

Vzhledem k síťové IP adrese 60.15.20.200 a masce podsítě 255.255.255.240 byste A binární čísla pro tyto adresy zadali společně s následujícími výsledky:

V tomto příkladu je délka masky 28 a délka podsítě je 4. Když použijete AND tuto masku podsítě na libovolnou binární adresu, prvních 28 bitů v adrese se objeví ve výsledcích beze změny. Poslední čtyři bity adresy budou vymazány a nahrazeny nulami.

Jakmile máte ID sítě pro adresu, je snadné zjistit ID vysílání. Protože délka podsítě je 4, má tento rozsah adres 16 členů. Takže stačí přidat 16 k IP adrese Network ID. To vám dává 60.15.20.208. Nicméně, ID vysílání musí být vždy liché číslo, a Network ID je jednou ze sady 16 adres, takže odečtěte 1 a víte, že Broadcast ID pro tuto podsíť je 60.15.20.207. Zařízením v této podsíti lze přidělit adresy od 60.15.20.193 do 60.15.20.206.

Zápis podsítě: CIDR

Dalším bodem, o kterém musíte vědět, je standard zápisu používaný pro podsítě. Délku masky lze připojit k ID sítě, abyste získali rychlejší představu o velikosti podsítě . To navazuje na ID za lomítkem. V našem příkladu by tedy tento rozsah podsítě mohl být zapsán jako 60.15.20.192/28. Vzhledem k tomu, že celá délka masky podsítě je 32, informace o délce masky 28 vám říká, že část podsítě má 4 číslice.

Tento systém zápisu je součástí metodologie směrování tzv Beztřídní směrování internetové domény , což je zkratka CIDR a vyslovuje se „cider“. Níže uvedená tabulka ukazuje počet IP adres v každém rozsahu vyjádřený CIDR.

Referenční schéma IPv4/CIDR

Níže uvedený obrázek ukazuje relativní adresní prostor vytvořený každou hodnotou CIDR.

Zkratky pro podsítě

Opravdu potřebujete provádět výpočty na segmentech včetně a po změně z jedniček na nuly v masce podsítě. Ve výše uvedeném příkladu byste věděli, vzhledem k tomu, že první tři segmenty adresy mají hodnotu 255, že ID sítě bude mít stejné první tři segmenty dané IP adresy. Pokračujeme v našem příkladu, stačí si zkopírovat 60.15.20 a zaměřit se na poslední segment adresy.

Programátorská kalkulačka vám pomůže vypočítat binární čísla a také vám může poskytnout funkci AND, takže výpočet nemusíte vypisovat na papír. Tuto funkci může poskytnout běžná kalkulačka ve Windows. Stačí kliknout na nabídku Hamburger vlevo nahoře a vybrat Programátor z možností nastavení.

V tomto režimu si můžete zvolit provádění operací AND s binárními nebo desítkovými čísly. Výsledky výpočtů jsou zobrazeny v obou formátech.

Maskování podsítě s proměnnou délkou

Výukový program o vytváření podsítí v této příručce je založen na CIDR, což umožňuje velkou flexibilitu ve velikosti fondů adres, které přiřadíte každé podsíti. Ve skutečnosti nemusíte svůj systém omezovat na použití pouze jedné masky podsítě. Každé podsíti můžete přiřadit různé velké fondy adres. Toto je známé jako „ maskování podsítě s proměnnou délkou “ (VLSM). Podsítě založené na třídách rezervují části celého adresního prostoru pro samostatné třídy, přičemž každá třída má výchozí masku podsítě. U VLSM takové pevné body neexistují.

Pamatujte, že adresování podsítě je funkcí směrování. Pokud tedy chcete použít maskování podsítě s proměnnou délkou, musíte si být jisti, že vaše síťové vybavení si s touto metodikou poradí. Většina síťových zařízení je vybavena pro správu řady směrovacích protokolů . Naštěstí si většina těchto směrovacích síťových systémů dokáže poradit s VLSM.

Konkrétně můžete použít VLSM s protokolem Routing Information Protocol v2 (RIPv2), protokolem Integrated Intermediate System to Integrated System (IS-IS), protokolem Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) a Open Shortest Path First (OSPF) a Border Gateway Protocol (BGP) si dokáže poradit s VLSM. Téměř všechny směrovače jsou kompatibilní se systémem RIPv1 a mohou tento protokol ve skutečnosti používat jako výchozí nastavení. Musíte se ujistit, že tuto předvolbu změníte, protože RIPv1 si nedokáže poradit s VLSM.

— Bod provádění

Když vypočítáte rozsahy adres pro každou z vašich podsítí, musíte vybrat masku podsítě, která vám poskytne dostatek hostitelů v této podsíti. Takže musíte zaokrouhlit přidělení síťových adres na nejbližší možnou velikost bloku. Pokud máte například podsítě, které obsahují 67, 18 a 45 zařízení, nejprve musíte do každé sekce přidat dvě adresy pro ID sítě a ID vysílání . Potřebujete tedy rozsahy adres, které obsahují 69, 20 a 47 adres.

Když se podíváte na tabulku dostupných výchozích bodů podsítě výše, můžete vidět, že ačkoli můžete mít adresní prostory různých velikostí, existují pevné body, ve kterých může začínat rozsah adres . Nemůžete mít rozsah adres 69, takže musíte zaokrouhlit a přidělit této podsíti 128 adres. Podsíť, která potřebuje 20 IP adres, získá přidělení 32 a podsíť, která potřebuje 47 adres, získá 64.

Proto musíte pracovat s alokací podsítě 128+32+64, což vychází na 224. Ačkoli tato strategie vytváří mezery v adresním prostoru, je efektivnější než metoda podsítí s pevnou délkou což by vyžadovalo, aby každá podsíť měla stejnou velikost adresního prostoru. VLSM umožňuje mnohem větší počet podsítí.

Při výpočtu počátečního bodu adresy budete muset znovu zaokrouhlit nahoru, protože neexistuje žádný rozsah adres podsítě, který by vám poskytl 224 adres IP. Další bod nahoru vám dá 256 adres. Toto je počáteční adresa 255.255.255.0.

Vaše první podsíť bude mít adresu 255.255.255.0. Zbývající prostor v rozsahu adres je potřebný pro tuto první podsíť a také pro další dvě podsítě. Rozsah adres tedy rozdělíte ještě dvakrát. To je důvod, proč se maskování podsítě s proměnnou délkou někdy označuje jako „ podsítě podsítě .“

Podívejte se znovu na tabulku výše. Další možný počáteční bod podsítě je 255.255.255.128. Rozsah adres pro vaši největší podsíť se tedy vejde do rozsahu mezi 255.255.255.0 a 255.255.255.127. The ID sítě pro tuto podsíť bude 255.255.255.0 a ID vysílání bude 255.255.255.127. V tomto rozsahu je k dispozici 126 IP adres. Potřebujete 67 adres, takže v tomto rozsahu bude 59 volných adres. To vám dává velký prostor pro přidávání nových zařízení do této podsítě.

Adresa bude 255.255.255.128 ID sítě pro vaši další podsíť. Pro tuto síť potřebujete 45 adres, ale musíte přidělit rozsah 64 ID sítě a ID vysílání zabírá dvě z této alokace, takže budete adresovat 45 zařízení a pak budete mít 17 náhradních IP adres. The ID vysílání pro tuto podsíť bude 255.255.255.191.

The ID sítě pro vaši poslední podsíť bude 255.255.255.192. Tato podsíť obsahuje 18 zařízení a dále potřebujete a ID sítě a a ID vysílání , takže tento adresní prostor bude obsahovat 32 adres a zbude 12 náhradních IP adres. ID vysílání pro tuto podsíť bude 255.255.255.223. To ponechává adresní prostory pro nové podsítě mezi 255.255.255.224 a 255.255.255.253.

Viz také: Výuka VLSM

Nejlepší podsíťové kalkulačky

Jak bylo uvedeno výše, standardní kalkulačka Windows vám může pomoci zjistit členství ve fondu adres podsítě. Za vyzkoušení stojí i některé šikovné kalkulačky speciálně navržené pro podsítě. Mnoho z těchto podsíťových kalkulátorů je dostupných online, a tak fungují bez ohledu na to, jaký máte operační systém.

Naše metodika pro výběr podsíťové kalkulačky

Zkontrolovali jsme trh s podsíťovými kalkulačkami a analyzovali možnosti na základě následujících kritérií:

• Rychlý nástroj příkazového řádku nebo snadno použitelné grafické rozhraní
• Přímé postupy k dosažení výsledků
• Možnost uložit výsledky do souboru
• Způsob převodu mezi notací CIDR a úplnou binární adresou
• Možnosti pro Windows, macOS a Linux
• Bezplatný nástroj, který lze snadno stáhnout a nainstalovat
• Malý program, který nespotřebovává mnoho výpočetního výkonu

Zde je náš seznam nejlepších bezplatných kalkulátorů podsítě:

1. Tech-FAQ podsíťová kalkulačka – bezplatný nástroj, který běží na Windows
2. Podsíť Ninja – bezplatná online kalkulačka
3. Spiceworks Subnet Calculator – bezplatný online nástroj
4. Kalkulačka podsítě IP – další bezplatný online nástroj
5. Subnet Calc – zdarma a napsaný pro Mac
6. Kalkulačka podsítě VLSM (CIDR). – bezplatná online kalkulačka specializující se na podsítě s proměnnou délkou
7. Ipcalc – online nebo lze nainstalovat na Linux
8. Sipcalc – nástroj příkazového řádku pro Linux
9. Kalkulačka podsítě IP – nástroj pro Windows a Linux

Hlavní IP podsíť

Vytváření podsítí není tak obtížné, pokud používáte specializovanou kalkulačku a implementujete CIDR namísto směrování IP na základě třídy.

Pokud vás složitost přidělování rozsahů pro každou podsíť a vytváření podsítí odrazuje od rozdělení vaší sítě, měli byste nyní mít jistotu a strategii důkladněji zvážit.

Schopnost vypočítat rozsahy podsítí je nezbytnou součástí jakékoli certifikace síťového inženýrství. Pokud doufáte, že se stanete a Cisco Certified Entry Networking Technician nebo a Cisco Certified Network Associate , budete potřebovat dovednosti v oblasti podsítí. Bez zvládnutí těchto technik nebudete schopni složit zkoušky CCENT 100-101 nebo CCNA 200-120.

Cheat Sheet pro podsítě

Zobrazit nebo stáhnout Cheat Sheet JPG obrázek

Klepněte pravým tlačítkem myši na obrázekníže pro uložení souboru JPG (1215 šířka x 1064 výška v pixelech), popř kliknutím sem jej otevřete na nové kartě prohlížeče . Jakmile se obrázek otevře v novém okně, možná budete muset kliknout na obrázek, abyste jej přiblížili a zobrazili obrázek JPG v plné velikosti.

Prohlédněte si nebo stáhněte soubor PDF s cheatem

Stáhněte si cheat sheet PDF soubor zde . Když se otevře na nové kartě prohlížeče, jednoduše klikněte pravým tlačítkem na soubor PDF a přejděte do nabídky stahování.

Často kladené dotazy týkající se podsítí

Jaké sítě jsou hlavními kandidáty na podsítě?

Podsítě jsou vhodné pro velké sítě LAN. Seskupování zařízení za účelem snazšího přidělování adres by bylo v malé síti ztrátou času.

Jak zjistíte, zda jsou dvě adresy ve stejné podsíti?

Získejte masku podsítě pro první IP adresy, převeďte obě na binární a poté proveďte AND na páru. Proveďte totéž pro druhou IP adresu a její masku podsítě. Pokud výsledkem obou výpočtů je stejné číslo, jsou tyto dvě adresy ve stejné podsíti.

Co je třída IP?

Třídy IP jsou označeny A, B, C, D a E. Používají se pro „třídní“ adresování. Tento systém se již nepoužívá od zavedení „beztřídního směrování mezi doménami“. Třída je určena hodnotou prvního oktetu v adrese. Třídy A, B a C lze použít pro adresy hostitelů, třída D je pro vícesměrové vysílání a třída E je vyhrazena pro experimentální účely.

Jak převedete binární zápis na desítkový zápis s tečkami?

IP adresa reprezentovaná binárně by měla mít 32 číslic. Rozdělte dlouhé číslo na 4 části po 8 číslicích. Nejjednodušší způsob, jak převést každý kus na desetinné číslo, je použít programátorskou kalkulačku, jako je ta, která je k dispozici ve Windows 10. V opačném případě je nutné vynásobit každou číslici v 8místném bloku 2 na mocninu jeho pozici v čísle. V této metodě je číslice nejvíce vlevo na pozici 7 a nejvíce vpravo je na pozici 0. Sečtením výsledků každého polohového výpočtu získáte digitální číslo pro 8bitovou sekci. Tím vytvoříte čtyři desetinné číslice. Napište je do řady, oddělené tečkami, abyste adresu dostali do desetinného zápisu s tečkami.