Subnetze und Subnetzmasken
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Die Internet-Adresse Klassen beherbergen drei Skalen von IP-Internetworks, wo die 32-Bits der IP-Adresse zwischen Netzwerk-IDs und Host-IDs, je nachdem wie viele Netzwerken und Hosts pro Netzwerk verteilt werden benötigt. Allerdings betrachtet die Klasse A Netzwerk-ID, die die Möglichkeit von mehr als 16 Millionen Hosts im gleichen Netzwerk. Alle Hosts auf dem gleichen physischen Netzwerk begrenzt durch IP-Router teilen sich die gleiche Broadcast-Verkehr; sie sind in der gleichen Broadcast-Domäne. Es ist nicht praktisch 16 Millionen Knoten in derselben Broadcast-Domäne zu haben. Das Ergebnis ist, dass die meisten der 16 Millionen Host-Adressen sind unassignable und verschwendet werden. Selbst ein Klasse-B-Netz mit 65 Tausend Hosts ist unpraktisch.
In dem Bemühen, kleinere Broadcast-Domänen zu erstellen und um besser auf die Bits in der Host-ID zu verwenden, kann ein IP-Netzwerk in kleinere Netzwerke unterteilt werden, die jeweils von einem IP-Router begrenzt und eine neue subnetted Netzwerk-ID zuzugeordnet, die eine Teilmenge des Originals klassenbasierten Netzwerk-ID.
Dies schafft Subnetze. Unterteilungen eines IP-Netz jeweils mit ihrer eigenen einzigartigen subnetted Netzwerk-ID. Subnetted Netzwerk-IDs wird erzeugt, indem Bits von dem Host-ID-Teil der ursprünglichen klassenbasierten Netzwerk-ID.
Betrachten Sie das Beispiel in Abbildung 1.7. Das Klasse-B-Netz von 139.12.0.0 kann bis zu 65.534 Knoten hat. Das ist viel zu viele Knoten, und zwar in dem aktuellen Netzwerk mit Broadcast-Verkehr gesättigt wird. Die Subnetze von Netzwerk 139.12.0.0 sollte so erfolgen, so dass es nicht die Rekonfiguration des Restes der INET-IP noch benötigen auswirkt.
Abbildung 1.7 Netzwerk 139.12.0.0 Vor Subnetting
Beachten Sie, dass der Rest des IP-Netzwerkes nach wie vor alle Knoten auf den drei Teilnetze in Bezug auf wie 139.12.0.0 auf Netzwerk zu sein. Die anderen Router im IP-Netzwerk sind keine Kenntnis von der Subnetze im Netzwerk 139.12.0.0 und benötigen daher keine Neukonfiguration getan.
Abbildung 1.8 Netzwerk 139.12.0.0 Nach Subnetting
Ein Schlüsselelement subnetting fehlt noch. Wie funktioniert der Router die Netzwerk Unterteilungs 139.12.0.0 wissen, wie das Netzwerk ist unterteilt ist und welche Teilnetze sind auf die Router-Schnittstellen zur Verfügung? Um dem IP-Knoten diese neue Ebene des Bewusstseins zu geben, müssen sie genau gesagt werden, wie die neue subnetted Netzwerk-ID zu erkennen, unabhängig von Internet-Adressklassen. Eine Subnetz-Maske wird verwendet, um einen IP-Knoten zu sagen, wie eine Klasse-basierte oder Netzwerk-ID subnetted zu extrahieren.
Subnetzmasken
Mit dem Aufkommen von Subnetzen kann man nicht vertrauen mehr auf der Definition der IP-Adressklassen die Netzwerk-ID in der IP-Adresse zu ermitteln. Ein neuer Wert wird benötigt, welcher Teil der IP-Adresse zu definieren, ist die Netzwerk-ID und welcher Teil der Host-ID, unabhängig davon, ob klassenbasierte oder subnetted Netzwerk-IDs verwendet werden.
RFC 950 definiert die Verwendung einer Subnetzmaske als 32-Bit-Wert (auch als Adresse Maske bezeichnet), die verwendet wird, um die Netzwerk-ID von der Host-ID in einer beliebigen IP-Adresse zu unterscheiden. Die Bits der Subnetz-Maske sind wie folgt definiert:
Alle Bits, die mit dem Netzwerk-ID entsprechen, werden auf 1 gesetzt.
Alle Bits, die auf dem Host-ID entsprechen, werden auf 0 gesetzt.
Jeder Host in einem TCP / IP-Netzwerk erfordert eine Subnetz-Maske auch auf einem einzelnen Segment-Netzwerk. Entweder eine Standard-Subnetzmaske, die verwendet wird, wenn unter Verwendung von klassenbasierten Netzwerk-IDs oder eine benutzerdefinierte Subnet-Maske, die verwendet wird, wenn oder supernetting Subnetting an jedem TCP / IP-Knoten konfiguriert ist.
Netzwerk-Präfixlänge Darstellung von Subnetzmasken
Da die Netzwerk-ID-Bits müssen immer in einer zusammenhängenden Art und Weise von den höherwertigen Bits gewählt werden, eine abgekürzte Weise einer Subnetzmaske auszudrücken, ist die Anzahl der Bits zu bezeichnen, die die Netzwerk-ID als ein Netzwerk-Präfix mit der Netzwerk-Präfix-Notation definieren: /<# of bits>. Tabelle 1.15 listet die Standard-Subnetzmasken das Netzwerk Präfixnotation für die Subnetz-Maske verwendet wird.
Tabelle 1.15 Standard-Subnetzmasken (Netz Präfix Notation)
Zum Beispiel würde die Klasse-B-Netzwerk-ID 138.96.0.0 mit der Subnetzmaske 255.255.0.0 in Netzwerk-Präfix-Notation als 138.96.0.0/16 ausgedrückt werden.
Als Beispiel für eine Maske benutzerdefinierter Subnetz 138.96.58.0 ist eine 8-Bit-subnetted Klasse B Netzwerk-ID. Die Teilnetzmaske verwendet insgesamt 24 Bits, die die Netzwerk-ID subnetted zu definieren. Der subnetted Netzwerk-ID und seine entsprechenden Subnet-Maske wird dann in Netzwerk-Präfix-Notation ausgedrückt als:
Netzwerk-Präfix-Notation wird auch als Klassenloses Interdomain-Routing (CIDR) Notation bekannt.
Da alle Rechner im gleichen Netzwerk müssen die gleiche Netzwerk-ID verwenden, werden alle Hosts im gleichen Netzwerk müssen die gleiche Netzwerk-ID verwenden, wie sie in der gleichen Subnetz-Maske definiert. Zum Beispiel ist 138.23.0.0/16 nicht das gleiche Netzwerk-ID als 138.23.0.0/24. Die Netzwerk-ID 138.23.0.0/16 impliziert eine Reihe von gültigen Host-IP-Adressen von 138.23.0.1 bis 138.23.255.254. Die Netzwerk-ID 138.23.0.0/24 impliziert eine Reihe von gültigen Host-IP-Adressen von 138.23.0.1 bis 138.23.0.254. Offensichtlich stellt dieser Netzwerk-IDs nicht den gleichen Bereich von IP-Adressen.
Die Ermittlung der Netzwerk-ID
Um die Netzwerk-ID aus einer beliebigen IP-Adresse zu extrahieren eine beliebige Subnet Maske, IP verwendet eine mathematische Operation eine logische UND-Vergleich bezeichnet. In einem UND-Vergleich ist das Ergebnis von zwei Elementen verglichen wird nur wahr, wenn beiden Werte wahr sind, verglichen werden; andernfalls ist das Ergebnis falsch. Die Anwendung dieses Prinzips auf Bits, ist das Ergebnis 1, wenn beide Bits 1 sind die verglichen werden, ansonsten ist das Ergebnis 0 ist.
IP führt einen logischen UND-Vergleich mit der 32-Bit-IP-Adresse und der 32-Bit-Subnetz-Maske. Dieser Vorgang wird als eine bitweise logische UND bekannt. Das Ergebnis der bitweise logische UND der IP-Adresse und die Subnet-Maske ist die Netzwerk-ID.
Zum Beispiel, was ist die Netzwerk-ID des IP-Knoten 129.56.189.41 mit einer Subnetzmaske von 255.255.240.0?
Um das Ergebnis zu erzielen, drehen Sie beiden Zahlen in ihre binären Äquivalente und legen Sie sie auf. Dann führen die UND-Operation an jedem Bit und notieren Sie das Ergebnis.
10000001 00111000 10111101 00101001 IP-Adresse
11111111 11111111 11110000 00000000 Subnet Mask
10000001 00111000 10110000 00000000 Netzwerk-ID
Das Ergebnis der bitweise logischen UND-Verknüpfung der 32 Bits der IP-Adresse und Subnet-Mask ist die Netzwerk-ID 129.56.176.0.