Как узнать маску подсети? Маска подсети: расчет по IP

Автор Шульгина Алина October 21, 2016

Вопрос о том, как узнать маску подсети, может возникать у начинающих системных администраторов и простых людей, которые решили разобраться с вычислительными сетями. В контексте администрирования маски могут быть использованы для разделения сетей на более мелкие и помогают разобраться с неполадками соединения.

Умение вычислить значение маски TCP/IP может быть использовано при подключении нового хоста в сеть и реорганизации корпоративной сетки. Изучение этой проблемы следует начать с понимания того, что она собой представляет и для каких целей используется.

Битовая маска

Маска подсети может называться битовой маской, что является 32-битным значением, которое указывает на одну часть IP, относящуюся к адресации сетевого интерфейса, и на вторую часть, относящуюся к адресации подсетей. Обычно её значение отображается в десятичном виде, в формате ХХХ.ХХХ.ХХХ.ХХХ.

Это определение приближено к профессиональному сленгу и может показаться непонятным. Разобраться с тем, что это такое, поможет конкретный пример.

Предположим, что у нас есть какая-то сеть, в которой присутствует компьютер. В свойствах подключения видно, что его сетевому интерфейсу присвоен IP-адрес и маска подсети.

Далее оба значения приводятся в двоичный вид и вычисляются следующие последовательности:

Теперь надо последовательно умножить каждый разряд IP-адреса в двоичном виде на разряд маски в двоичном виде и в результате будет получено значение,

которое при переводе в десятичный вид будет выглядеть, как

— это адрес сети.

Умножая адрес IP на инвертированное значение маски, получаем последовательность

Возвращая в десятичный вид, получается цифра 199, соответствующая адресу интерфейса хоста.

Сравнив первый и второй результаты, можно сказать, что цифры IP-адреса, которые соотносятся с единицами маски, указывают на адрес подсети. Цифры IP-адреса, соотносящиеся с нулями маски, образуют адрес компьютера в этой подсети.

В итоге маска подсети помогла выяснить по IP, что наш компьютер находится в подсети 192.168.0.0 и имеет в ней адрес 199. Возвращаясь к определению выше, она показала, какая часть IP указывает на подсетку, а какая на адрес хоста.

Как найти маску подсети по классу IP-сети

Совокупность всех IPv4-адресов делится на классы по диапазонам адресов. Всего существует пять, из которых используются A, B, C, D- адреса заложены под мультикасты, и E - зарезервированы на будущее.

Для определения класса адреса необходимо опять перевести его в двоичный вид и посмотреть начало последовательности битов:

Возвращаясь к примеру, который был выше, как узнать маску подсети в нем:

IP-адрес в двоичном виде начинается на 110, значит, он принадлежит к классу C. Ещё один способ, как узнать маску подсети, это запомнить диапазоны принадлежащие классам.

Как узнать маску по префиксу

Для краткости маску можно записывать в виде префикса, который означает количество бит порции сети. Эта система обозначения принята с приходом бесклассовой междоменной маршрутизации (Classless Inter-Doma-in Routing, или CIDR, «сайдр»). Она избавляет от классов, а для идентификации сети может использоваться разное число битов IP. Узнать маску подсети в десятичном и двоичном виде по префиксу проще всего по таблице.

Как рассчитать маску по префиксу CIDR

Привести маску из префикса в десятичный вид просто. Известно, что маска подсети имеет 32 бита, при этом единицы в начале, а нули в конце. Следовательно, нужно:

Последним действием получаем маску в десятичном виде.

Как привести маску подсети из десятичного вида в короткий префикс

Написание маски сети в виде префикса экономит время и место в тексте. Кроме того, это стандартизированное международное отображение и сейчас используется чаще, чем десятичное. Для этого требуется:

Таким образом можно рассчитать префикс CIDR.

Как определить маску подсети с помощью адреса сети и маски сети

Подобное задание часто всплывает на собеседованиях и тестовых заданиях. И также навык пригодится при реорганизации сети предприятия или делении крупной сетки на более мелкие подсети.

Для наглядности стоит вернуться к примеру, который разбирается с первого абзаца.

С помощью адреса 192.168.0.199 и маски сети 255.255.255.0 уже вычислен адрес самой сети, который имеет вид 192.168.0.0. Здесь для использования присутствует 256 адресов. Из них 2 адреса автоматически резервируются:

...255 — broadcast;
...0 — адрес сети и не может быть использован.

Остаётся для раздачи хостам всего 254 адреса. Стоит отметить, что в многоранговых сетях еще один адрес резервируется для роутинга, это может быть ...1 (или любой другой).

Разбирая все по порядку, приведём этот пример в общий вид, применяемый к любой сети.

Число допустимых узлов всегда ограничено. Если перевести маску сети в двоичный вид, то, как уже известно, единицы указывают на адрес подсети, нули - на адрес компьютера.

Бит может возвращать только два значения, два бита — четыре, три бита — восемь и так далее. Выходит, что n-бит возвращают 2^n значения. Исходя из всего, что сказано выше, получается вывод: число хостов (N) в сети вычисляется формулой N = (2^r)—2, в которой r-количество нулей в двоичном виде маски.

Возвращаясь к нашему примеру, производим расчёт:

Получаются те же 254 адреса для раздачи интерфейсам хостов в сети.

Предположим, что предприятию требуется создать подразделение и собрать 20 рабочих компьютеров в подсеть. Рассчитать маску подсети можно следующим образом.

Берём 20 IP и прибавляем к ним 2 адреса, которые будут зарезервированы. Всего требуется 22, самая близкая степень 2 — это 32. В двоичном виде 10 0000. Поскольку сеть, в которой проводится деление, относится к классу С, то маска подсети будет иметь вид:

Максимально в полученной подсети раздать интерфейсам хостов можно 30 адресов.

Как рассчитать маску подсети. Побитный сдвиг

Разбираемся дальше. Маска подсети помогает разбивать крупные сети на более мелкие. Первым делом предопределяется, на какое количество подсетей нужно разбить сеть и сколько максимально хостов в них должно быть.

Предположим, требуется разбить сеть 192.1.1.0 на 6 подсетей, в самой большой планируется разместить максимум 20 узлов. Исходя из этого, производится расчёт.

Алгоритм:

Определить класс разбиваемой сети. Для примера предложена сеть класса С, маска, используемая по умолчанию 255.255.255.0 или /24.
Выяснить, какое количество бит требуется для шести подсетей. Для этого число сетей округляется до ближайшей степени двойки, это 8. Получается, что требуется 3 бита, так как 8 = 2^3.
Представить маску по умолчанию в двоичный вид для наглядности:
Для создания 6 подсетей требуется забрать 3 бита из октета адреса хоста. К 24 битам адреса сети прибавляется еще 3. В итоге 24+3 = 27.
Остаётся перевести маску в десятичный вид. Последний октет 11100000 - это 224. Получается, маска имеет вид

Либо, обращаясь к CIDR, посчитать количество битов по единицам — 27, и посмотреть значение префикса.

Пользуясь тремя битами и с помощью маски разбиваем подсети. В последнем октете проставляем единицы. Для наглядности это можно сделать в двоичном виде:

Посчитать адреса подсетей можно и без двоичного представления, здесь сделано для наглядного отображения того, почему получаются именно эти адреса, а не другие.

Таким образом можно создать 8 подсетей, но в задании требуется только 6, поэтому остановимся на них.

Времена, когда подобные расчёты проводились вручную, далеко позади. Информация о том, как узнать маску подсети, преподаётся в ВУЗах и на различных курсах. Как правило, её старательно пытаются изучить студенты и профессионалы, которые хотят пройти сертификацию.

Сегодня для облегчения работы системных администраторов и сетевых инженеров существует множество различных калькуляторов. Эти системы могут провести любой расчёт за несколько секунд. Однако прибегать к помощи программ при небольшом объёме данных неинтересно. Иногда проще и быстрее разбить сеть в уме, чем искать нужный ресурс.