SASA DESIGN

IPv4 подмрежи (Subnets)

Протоколът IP използва понятието IP адрес. За всяка машина в рамките на Интернет се задава уникален индентификатор, състоящ се от 4 байта. IP адресите обикновено се представят с т.нар. десетична точково нотация в следния вид: 192.34.10.17
Разпределението на IP адресите между отделните компании и организации се извършва от координиращи Интернет организации, както и от посредничещи комуникационни компании.

Във връзка с наличието на маршрутизатори по мрежата, осъществяващи физическото разделяне, а също и във връзка с логическото сегментиране на мрежата, се въвежда понятието маска на подмрежата. Това са 4 байта, но предназначени да дадат критерии дали дадени две машини се намират в една и съща подмрежа. Маската на подмрежата обикновено е еднаква за всички машини, участващи в тази подмрежа.

Маската на подмрежата също се задава чрез точкова нотация в следния вид: 255.255.255.0 Маската на подмрежата се съставя по такъв начин, че след обръщането й в двоична бройна система тя съдържа единици само в тези битови, които са еднакви за IP адресите на всички мрежови интерфейси, участващи в подмрежата.

Например, имаме IP адрес на мрежова карта и той е 192.168.15.3. Нека тази машина се намира в подмрежа с маска 255.255.255.0

192.168.15.3 = 11000000.10101000.00001111.00000011
255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000

Тогава в същата подмрежа се намират и адресите в интервала 192.168.15.0 и 192.168.15.255.

Адресите, завършващи на 0 и 255 имат специално предназначение в TCP/IP и не се използват за IP адреси на машини.
Практически погледнато маската на подмрежата определя дали две машини могат да обменят информация директно една с друга, или между тях ще се намират посредничещи устройства – маршрутизатори.

Маската на подмрежата разделя адреса на две части: едната от тях се нарича номер на подмрежата, а другата – адрес на хоста. Дефинират се три основни класа IP адреси, достъпни като валидни номера на мрежови интерфейси. Адресните пространства заделени за частни мрежи, които няма да бъдат свързани към Интернет са:

10.0.0.0 – 10.255.255.255
172.16.0.0 – 172.31.255.255
192.168.0.0 – 192.168.255.255

Адресът 127.0.0.1 винаги сочи към локалната машина. Той се нарича адрес за обратна връзка (Loopback address).

Ако мрежата на компанията съдържа например 5 подмрежи, то те могат да бъдат различени една от друга, като се използват 3 бита (23=8) от подмрежата, така тя ще бъде отбелязана с маска на подмрежата например 255.255.255.224.

255.255.255.224 = 11111111.11111111.11111111.11100000

Създавайки такава маска на подмрежа, ограничаваме броя на битовете в IP адресите, които могат да бъдат различни. Така 254 адреса, намиращи се в една единствена подмрежа с маска 255.255.255.0, ние създаваме критерий, изискващ не само първите три октета да са еднакви, но и първите три бита от последния октет също да бъдат еднакви. Това ни дава право да варираме само последните 5 бита. Чрез тяхната промяна получаваме адресите на отделните компютри в дадена подмрежа. Те вече не са 254, а могат да бъдат само 32.

С други думи, поставяйки маската 255.255.255.224, ние отделихме общо 8 подмрежи, всяка от които съдържа по 32 уникални IP адреса.

На практика обаче в горния случай разполагаме с 6 подмрежи и 30 адреса във всяка от тях. Както адресът на мрежата, така и адресът на мрежовия интерфейс не трябва да се състоят само от единици или само от нули, тъй като тези адреси имат специално предназначение.

От друга страна броят на подмрежите винаги е равен на степента на числото 2, намален с 2, защото има два случая на невалидни номера на подмрежи – състоящи се само от единици и състоящи се само от нули.

В крайна сметка, разполагайки с набор от адреси от 192.168.15.1 до 192.168.15.254 с маска 255.255.255.224, ние го разделихмена следните подмрежи и адреси, използвайки маската 255.255.255.224

Комуникацията между различните физически адреси се осъществява посредством т.нар. маршрутизатори. Когато един компютър, използвайки собствената си маска на подмрежа, открие, че компютърът, на който ще предава информация, има различен адрес на подмрежа от неговия (т.е. намира се в друга подмрежа), той предава пакета към маршрутизатора, който се опитва да осъществи пренасянето на информацията към отдалечения компютър.