Anleitung zur Subnetzmaske (Subnetz) und zum IP-Subnetzrechner

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In diesem Lernprogramm wird die Notwendigkeit von IP-Adressierung, Subnetzmaske (Subnetz) und IP-Subnetzrechner im Computernetzwerksystem erläutert:

In diesem Komplette Networking-Schulungsreihe haben wir im Detail gesehen LAN gegen WAN gegen MAN in unserem vorherigen Tutorial.

In diesem Tutorial lernen und untersuchen wir die Notwendigkeit der IP-Adressierung in einem Computernetzwerksystem.

Die IP-Adressierung wird verwendet, um den Host eines Netzwerks zu erkennen und ein bestimmtes Gerät des Netzwerks eindeutig zu identifizieren.

Während Subnetze in Kombination mit IP-Adressierung verwendet werden, um mehrere logische Adressierungen zu entwickeln, die in einem einzelnen Netzwerk vorhanden sind.

Wir werden die verschiedenen Klassen eines Netzwerks zusammen mit ihren Rollen und ihrer Bedeutung für die Computernetzwerke sehen. In unserem täglichen Leben identifizieren wir Menschen uns mit unseren Namen. Ebenso erkennen die Router und Switches ihr benachbartes Gerät und Netzwerk mit einer IP-Adresse und einer Subnetzmaske.

Was du lernen wirst:

• Grundlegendes zur IP-Adressierung
• Netzwerkklassen und Subnetzmaske
• Subnetz
• Was ist ein IP-Subnetzrechner?
  • Warum wird ein IP-Rechner benötigt?
• Fazit
  • Literatur-Empfehlungen

Grundlegendes zur IP-Adressierung

Das allgemeine Phänomen der logischen Adressierung funktioniert auf der Schicht 3 des OSI-Referenzmodells, und die Netzwerkkomponenten wie Router und Switches sind die am häufigsten verwendeten Hostgeräte.

Eine IP-Adresse ist eine logische 32-Bit-Adresse, die einen Host des Netzwerks eindeutig klassifiziert. Der Host kann ein Computer, ein Mobiltelefon oder sogar ein Tablet sein. Die binäre 32-Bit-IP-Adresse besteht aus zwei unterschiedlichen Teilen, d.h. Die Netzwerkadresse und die Hostadresse.

Es hat auch 4 Oktette, da jedes Oktett 8 Bits hat. Dieses Oktett wird in eine Dezimalzahl umgewandelt und durch ein Format, d. H. Einen Punkt, getrennt. Somit wird es in einem Punkt-Dezimal-Format dargestellt. Der binäre Oktettbereich reicht von 00000000 bis 11111111 und dezimal von 0 bis 255.

Beispiel für ein IP-Adressformat:

192.168.1.64 (dezimal)

Was ist eine verknüpfte Liste c ++

11000000.10101000.00000001.01000000 (binär).

Das binäre ist schwer zu merken, daher wird im Allgemeinen das gepunktete Dezimalformat weltweit zur Darstellung der logischen Adressierung verwendet.

Lassen Sie uns im Detail verstehen, wie die binären Oktettwerte in Dezimalwerte umgewandelt werden:

Es gibt 8 Bits und jedes Bit hat den Wert 2 zur Potenz n (2 ^ n). Die am weitesten rechts stehenden haben den Wert 2 ^ 0 und die am weitesten links stehenden haben den Wert 2 ^ 7.

Der Wert jedes Bits ist also wie folgt:

2 ^ 7 2 ^ 6 2 ^ 5 2 ^ 4 2 ^ 3 2 ^ 2 2 ^ 1 2 ^ 0 (^ bezeichnet die Potenz)

Das Ergebnis wäre also:

128+ 64+ 32+ 16+ 8+ 4+ 2+ 1

Wenn alle Bits 1 sind, ergeben sich Werte von 255 (128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255).

Angenommen, alle Bits eines Oktetts sind nicht 1. Dann sehen Sie, wie wir die IP-Adresse berechnen können:

1 0 0 1 0 0 0 1, 128 + 0 + 0 + 16 + 0 + 0 + 0 + 1 = 145.

Durch Kombinieren der Bits der Oktette in verschiedenen Kombinationen je nach Bedarf können wir die Gesamt-IP-Adresse des gewünschten Netzwerks ableiten. Gemäß der Anforderung werden diese in verschiedene Klassen eines Netzwerks unterteilt, die als Klasse A, Klasse B, Klasse C, Klasse D und Klasse E bezeichnet werden.

Am häufigsten werden die Klassen A, B und C für kommerzielle Zwecke verwendet, und die Klassen D und E haben vorbehaltene Rechte.

Netzwerkklassen und Subnetzmaske

Die Organisation, die das Internet regelt, hat die IP-Adressen in verschiedene Klassen des Netzwerks unterteilt.

Jede Klasse wird durch ihre Subnetzmaske identifiziert. Durch die Kategorisierung einer Standard-Subnetzmaske können wir die Klasse einer IP-Adresse des Netzwerks leicht identifizieren. Das erste Oktett einer IP-Adresse identifiziert die bestimmte Klasse einer IP-Adresse.

Die Klassifizierung wird anhand der folgenden Tabelle und Abbildung dargestellt.

• Die Klasse-A-Adresse von 127.0.0.0 bis 127.255.255.255 kann nicht verwendet werden und ist für Loopback- und Diagnosefunktionen reserviert. Die Anzahl der Hosts, die mit diesem Netzwerk verbunden werden können, ist größer als 65536 Hosts.
• Die Anzahl der innerhalb der Klasse-B-Netzwerke verbundenen Hosts liegt zwischen 256 und 65534 Hosts.
• Die Anzahl der innerhalb des Klasse-C-Netzwerks verbundenen Hosts beträgt weniger als 254 Hosts. Daher ist die Netzwerkmaske der Klasse C perfekt für kleinere Netzwerke, die als Subnetze bezeichnet werden. Wir verwenden die Bits aus dem letzten Oktett der Klasse C zum Erstellen einer Maske. Daher müssen wir das Subnetz abhängig von der Verfügbarkeit der Bits neu anordnen und optimieren.

Die folgende Tabelle zeigt die Masken, auf die mit Klasse-C-Netzwerken gezeichnet werden kann.

Wir haben das Phänomen der Netzwerkklasse und der Subnetzmaske von Computernetzwerken untersucht. Lassen Sie uns nun sehen, wie die Maske uns hilft, die Netzwerk-ID und die Host-ID einer IP-Adresse zu klassifizieren.

Nehmen wir den Fall einer IP-Adresse der Klasse A an:

Zum BeispielNehmen Sie ein Paar IP-Adresse und Subnetzmaske 10.20.12.2 255.0.0.0

# 1) Konvertieren Sie diese Kombination in einen Binärwert:

#zwei) Die Bits, die der Subnetzmaske mit allen Einsen entsprechen, stellen die Netzwerk-ID dar, da es sich um ein Klasse-A-Netzwerk handelt und das erste Oktett die Netzwerk-ID darstellt. Die Bits, die allen Nullen der Subnetzmaske entsprechen, sind die Host-ID. Somit ist die Netzwerk-ID 10 und die Host-ID 20.12.2

#3) Aus dem angegebenen Subnetz können wir auch den IP-Bereich eines bestimmten Netzwerks berechnen. Wenn die IP 10.68.37.128 ist (unter der Annahme eines Falles der Klasse A)

Subnetzmaske: 255.255.255.224
IP-Bereich = 256-224 = 32.
Von 32 IPs wird idealerweise eine für das Gateway verwendet, die zweite für die Netzwerk-IP und die dritte für die Broadcast-IP.
Somit sind insgesamt verwendbare IPs 32-3 = 29 IPs.

Der IP-Bereich liegt zwischen 10.68.27.129 und 10.68.27.158.

Subnetz

Mit Subnetting können wir verschiedene Subnetzwerke oder logische Netzwerke innerhalb eines Netzwerks einer bestimmten Klasse des Netzwerks erstellen. Ohne Subnetz ist es fast unrealistisch, große Netzwerke zu erstellen.

Für den Aufbau eines großen Netzwerksystems muss jede Verbindung eine eindeutige IP-Adresse mit jedem Gerät in diesem verbundenen Netzwerk haben, das der Teilnehmer dieses Netzwerks ist.

Mithilfe einer Subnetztechnik können wir die großen Netzwerke einer bestimmten Klasse (A, B oder C) in kleinere Subnetze für die Verbindung zwischen jedem Knoten aufteilen, die sich an verschiedenen Standorten befinden.

Jeder Knoten im Netzwerk hätte eine eindeutige IP- und Subnetzmasken-IP. Jeder Switch, Router oder Gateway, der n Netzwerke verbindet, verfügt über n eindeutige Netzwerk-ID und eine Subnetzmaske für jedes Netzwerk, mit dem er verbunden ist.

Die Formeln des Subnetzes lauten wie folgt:

2 ^ n> = Anforderung.

Die Formeln einer Anzahl von Hosts pro Subnetz lauten wie folgt:

2 ^ n -2

Lassen Sie uns nun den Gesamtprozess anhand eines Beispiels verstehen:

Wir haben ein Beispiel für eine Netzwerk-ID der Klasse C mit einer Standard-Subnetzmaske genommen.

Angenommen, die Netzwerk-ID / IP-Adresse lautet: 192.168.1.0

Standard-Subnetzmaske: 255.255.255.0 (dezimal)

Standard-Subnetzmaske: 11111111.11111111.11111111.00000000 (binär)

Somit beträgt die Anzahl der Bits 8 + 8 + 8 + 0 = 24 Bits. Wie bereits erwähnt, werden für das Subnetz im Klasse-C-Netzwerk Bits vom Host-Teil der Subnetzmaske ausgeliehen.

So passen Sie das Subnetz gemäß den Anforderungen an:

Wir nehmen eine Subnetzmaske von 255.255.255.248 (dezimal)

11111111.11111111.11111111.11111000 (binär).

Aus der obigen binären Notation können wir erkennen, dass die letzten 3 Bits des letzten Oktetts für die Adressierung der Host-ID verwendet werden können.

Somit ist die Anzahl der Subnetze = 2 ^ n = 2 ^ 3 = 8 Subnetze (n = 3).

Anzahl der Hosts pro Subnetz = 2 ^ n -2 = 2 ^ 3 -2 = 8-2 = 6 Subnetze, d. H. Verwendbare Host-IP.

Das IP-Adressierungsschema lautet nun wie folgt:

Die Subnetzmaske für alle oben genannten IPs in der Tabelle ist üblich, d. H. 255.255.255.248.

Anhand des obigen Beispiels können wir klar erkennen, wie das Subnetz uns hilft, eine Vernetzung zwischen verschiedenen Verbindungen und Knoten desselben Subnetzwerks aufzubauen. Alle oben genannten IP-Adressen können zur Vernetzung der Geräte im gesamten Netzwerk verwendet werden.

Hinweis: Die Subnetzmaske wird am häufigsten überall in einem Computernetzwerksystem verwendet. Daher gibt es eine weitere Methode zur Darstellung der Subnetzmaske eines bestimmten Netzwerks, die ausgewählt und standardisiert wird, da sie leicht zu bezeichnen und zu speichern ist.

Subnetzmaske - 255.255.255.248 (binär)

11111111.11111111.11111111.11111000 (Dezimalschreibweise)

Aus der Dezimalschreibweise können wir die Anzahl der Bits mit 1 in jedem Oktett berechnen:

8 + 8 + 8 + 5 = 29

Somit kann die Subnetzmaske als / 29 bezeichnet werden.

Mit der Netzwerk-ID kann sie als 192.168.1.9/29 bezeichnet werden.

Aus der obigen Notation kann jeder, der die Standardnotation und die Formeln des Subnetzes kennt, verstehen, dass die IP eine Subnetzmaske von 255.255.255.248 oder / 29 verwendet.

Das unterschiedliche Subnetzschema in Binär- und Dezimalschreibweise ist unten dargestellt:

Die '/' - Notationsmethode der Subnetzmaske wird am häufigsten verwendet, da sie leicht zu merken ist und die binäre Notation und die Dezimalzahl sehr lang sind.

Da wir das Maskenschema beim Verbinden der Netzwerkkomponenten durch die Abbildung bezeichnen, wird das Gesamtdiagramm sehr komplex und schwer verständlich, wenn wir die Dezimal- und Binärmethode verwenden.

Es gibt so viele IPs auf der Plattform, die angezeigt werden können, und es wird auch schwierig, sie sich zu merken. Daher verwenden Personen, die mit dem Routing und dem IP-Adressierungsschema vertraut sind, im Allgemeinen Kurznotationsmethoden in Abbildungen und Diagrammen.

Beispiel 1:

Grundlegendes zum Subnetz anhand eines Beispiels für die Verbindung von Netzwerkgeräten:

Die obige Abbildung zeigt, wie das Subnetz für die Verbindung von Subnetzen verwendet wird. Erstens passen wir die Subnetzmaske und die Netzwerk-ID entsprechend an, um die Anzahl der zu verbindenden Hosts zu erfüllen und die anderen Anforderungen des Netzwerks zu erfüllen, und weisen sie anschließend den Geräten zu.

Das obige Netzwerk verwendet eine Netzwerkmaske der Klasse C und / 29 Subnetzmaske bedeutet, dass die Netzwerk-IP in 8 Subnetze unterteilt werden kann. Jeder Router hat eine eindeutige IP-Adresse für jedes verknüpfte Subnetz.

Es ist ein wichtiger Punkt zu beachten, dass je mehr Bits wir von der Subnetzmaske für die Host-ID tragen, desto mehr Subnetze für das Netzwerk verfügbar sind.

Beispiel 2:

Klasse B Netzwerk:

Die obige Tabelle zeigt die Details der Anzahl der Subnetze und Hosts, die pro Subnetzmaske mithilfe des Subnetzschemas der Klasse B verbunden werden können.

Für die Verbindung eines Hosts in großen Mengen und WAN-Kommunikationssystemen ist das Subnetz der Klasse B sehr effektiv, da es eine breite Palette von IPs für die Konfiguration bietet.

Was ist ein IP-Subnetzrechner?

Wie oben im Detail des Konzepts der IP-Adressierung und des Subnetzes erwähnt, werden die Subnetze und Supernetzwerke aus einem großen Netzwerk abgeleitet, um kleine Netzwerke für die Verbindung verschiedener Netzwerkgeräte zu erstellen, die weit voneinander entfernt sind und die eindeutige IP-Adresse und Subnetzmaske zuweisen zu ihnen für die Kommunikation miteinander.

Der IP-Rechner gibt die Ausgabe für den Wert der Broadcast-IP-Adresse, den verwendbaren IP-Bereich der Hostgeräte, die Subnetzmaske, die IP-Klasse und die Gesamtzahl der Hosts aus, indem er die Subnetzmaske und die IP-Adresse des jeweiligen Netzwerks als Eingabewert eingibt .

Der IP-Rechner gibt das Ergebnis für IPV4- und IPV6-Netzwerkprotokollklassen von Netzwerken an.

Warum wird ein IP-Rechner benötigt?

Es gibt verschiedene Klassen von Netzwerken, die für Netzwerksysteme verwendet werden, und von denen für kommerzielle Zwecke werden die Klassen A, B und C am häufigsten verwendet.

Lassen Sie uns nun anhand eines Beispiels die Notwendigkeit eines IP-Rechners verstehen. Wenn wir den Hostbereich, die Broadcast-IP usw. berechnen müssen.

Beispiel 1: Für ein Klasse-C-Netzwerk mit der Netzwerk-IP 190.164.24.0 und der Subnetzmaske 255.255.255.240 bedeutet / 28 in CIDR-Notation.

Dann können wir es manuell anhand der mathematischen Formeln berechnen, die wir weiter oben in diesem Tutorial erklärt haben.

Wir werden die Host-IP aus dem letzten Oktett für das Subnetz 11111111.11111111.11111111.11110000 ausleihen

Hier die Nr. von Subnetzen sind 2 ^ n = 2 ^ 4 = 16 Subnetze (n = 4).
Die Anzahl der Hosts pro Subnetz beträgt 2 ^ n -2 = 2 ^ 4 -2 = 14 Subnetze bedeuten 14 verwendbare Host-IP.

Für das Netzwerk IP 190.164.24.0,

Die Subnetzmaske ist für alle diese IP-Bereiche gleich, die 255.255.255.240 sind.

Die gesamte manuelle Berechnung ist langwierig.

ISBeispiel 2:C. Berechnen der gleichen Parameter für das Subnetz für die Netzwerk-IP der Klasse A.

Die IP-Adresse lautet 10.0.0.0
Die Subnetzmaske lautet 255.252.0.0. (/ 14 in CIDR-Notation)
Jetzt beträgt die Anzahl der verwendbaren Hosts pro Subnetz 262.142.

Für die Berechnung der Netzwerkparameter in solch großen Netzwerken ist der Subnetzrechner ausgelegt. Es ist im Grunde ein Software-Tool und berechnet den gewünschten Wert automatisch, indem nur einige grundlegende Parameter wie Netzwerk-IP und Subnetzmaske eingegeben werden.

Die Ausgabe ist präziser, genauer und für den Benutzer, der die Subnetze und Supernetzwerke aus einem großen Netzwerk erstellt, und außerdem zeitsparend.

Außerdem ist es sehr einfach und benutzerfreundlich und wird hauptsächlich bei Netzwerken der Klassen A und B verwendet, wie hier die Nr. Der nutzbare IP- und Host-Bereich reicht von Tausenden bis Millionen.

Die Netzwerkadresse lautet 10.0.0.0
Die Subnetzmaske lautet 255.252.0.0 (/ 14) in CIDR-Notation.
Die Anzahl der Hosts beträgt 262144 und die Anzahl der Subnetze beträgt 64.

Sehen Sie nun, wie wir dies mithilfe der folgenden dreiteiligen Screenshots aus dem Tool herausholen können, da das Ergebnis sehr groß ist.

Klasse-A-Netzwerk-IP-Rechner Screenshot-2

Beispiel 3 :: Klasse-B-Netzwerk zur Berechnung der Broadcast-Adresse, der Anzahl der verwendbaren Hosts, der Anzahl der Subnetze usw. mit diesem Tool.

Die IP-Adresse lautet 10.0.0.0
Die Subnetzmaske lautet 255.255.192.0 (/ 18) in CIDR-Notation
Die Anzahl der Hosts beträgt 16384 und die Anzahl der Subnetze 1024.

Das Ergebnis finden Sie anhand der folgenden dreiteiligen Screenshots, da das Ergebnis sehr lang ist.

Mit Hilfe der obigen Beispiele können wir somit die Subnetzdetails gemäß unseren Anforderungen erhalten.

Die folgende Tabelle zeigt die verschiedenen IPV4-Subnetzdetails:

=> Achten Sie auf das einfache Computernetzwerk Ser

Fazit

In diesem Lernprogramm haben wir anhand verschiedener Beispiele die Notwendigkeit der IP-Adressierung und des Subnetzes in Computernetzwerksystemen kennengelernt.

Das IP-Adressierungsschema und das Subnetz sind die Bausteine ​​für die Definition der Subnetze und IPs in einem großen Netzwerk.

Die verschiedenen Formeln, die wir verwendet haben, helfen uns bei der Bestimmung der Hosts, die wir in einem bestimmten Netzwerk verbinden können, und wie wir auch wissen können, wie ein großes Netzwerk zur einfacheren Kommunikation in viele kleinere Netzwerke unterteilt werden kann.

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Literatur-Empfehlungen

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• Alles über Layer 2- und Layer 3-Switches im Netzwerksystem
• LAN gegen WAN gegen MAN: Genauer Unterschied zwischen den Netzwerktypen
• 7 Ebenen des OSI-Modells (Eine vollständige Anleitung)
• Was ist Wide Area Network (WAN)? Beispiele für Live-WAN-Netzwerke