Ох уж эти маски подсети...

Наряду с терминами IP и MAC адрес, очень часто, в повседневной речи сетевиков проскакивает термин сетевая маска или маска подсети. Маска подсети является не менее важным параметром, который указывается при конфигурации самых различных сетей, поэтому важно знать и понимать ее смысл, а также способы ее использования.

Для начала отвлечемся от сетевых технологий и приведем следующий, пример из жизни. Все мы с вами живем в домах, кто то в больших, кто то в маленьких, но суть в том, что у каждого дома есть свой адрес, состоящий из  названия улицы и номера дома. Как легко заметить этот адрес состоит их двух частей. Первая часть адреса помогает определить улицу, на которой мы живем, а вторая уточняет полученную информацию и указывает на дом.  Каждая из частей адреса в отдельности не позволяет обнаружить наше место жительства, и только их сочетание позволяет нас найти. На письме части адреса разделяются между собой с помощью запятой (например, улица Ленина, дом 23).

Теперь вернемся в тему сетевых технологий. Точно также как и наш реальный географический адрес, IPадреса компьютера состоят из двух частей: адреса сети и адреса компьютера в данной сети. Роль разделяющей запятой в географическом адресе, в мире сетевых технологий выполняет маска подсети. Рассмотрим, как  это происходит. Пусть у нас есть IPадрес 172.20.20.20 и классическая маска подсети 255.255.255.0, переведем наш IPадрес и маску подсети в двоичный вид, получим IPадрес 10101100.00010100.00010100.00010100 и маску подсети 11111111.11111111.11111111.00000000, теперь последовательно умножим каждый разряд IP адреса на каждый разряд маски подсети (при этом помним, что 1*1=1, 1*0=0,0*1=0,0*0=0), в итоге получим10101100.00010100.00010100.00000000, переведем его в десятичный вид и получим 172.20.20.0 . Полученной адрес будет являться адресом сети. Если же мы умножим наш IP адрес компьютера на инвертированную сетевую маску 00000000.00000000.00000000.11111111 (поменяйте все знаки в исходной маске наоборот), то грубо говоря вы получите 20 – это число будет являться адресом компьютера в данной сети. Итого мы получили, что у компьютера с IPадресом 172.20.20.20 и маской 255.255.255.0, 172.20.20.0 – адрес сети, а 20 – адрес компьютера.

Использование маски подсети

Если сказать более простыми словами, то каждый символ двоичного представления IPадреса сопоставляется соответствующему символу двоичного представления маске подсети, те символы адреса, которые сопоставляются единицам маски подсети, образуют адрес сети, символы IPадреса сопоставляемые нулям маски подсети образуют адрес компьютера в сети.

Стоит отметить, что маска подсети может иметь не любой вид. В левой части маски должны быть собраны все единицы, а в правой все нули. Этот принцип проиллюстрирован на рисунке.

Разрешенные и запрещенные сетевые маски

Очень часто маску подсети записывают в сокращенной форме. Например, вместо ip адреса 172.20.20.20 c маской подсети 255.255.255.0, записывают 172.20.20.20/24, в этой записи 24 обозначает количество единиц в двоичном виде маски подсети.

---

---

Используя маски подсети можно выполнять деление крупных подсетей на более мелкие. Пусть, например,  у нас есть подсеть 172.20.20.0 с маской 255.255.255.0. Такая сеть может содержать в себе адреса начиная с 172.20.20.0 до 172.20.20.255 (адрес сети не меняется, меняется только адрес компьютера, хоста. Он может изменяться только в интервале от 0 до 255, так как маска 255.255.255.0 отводит под адрес хоста 8 двоичных разрядов, см. первый рисунок статьи). Причем из этих адресов 172.20.20.0 – является адресом подсети, 172.20.20.255 – является адресом широковещательной рассылки, и только адреса с 172.20.20.1 по 172.20.20.254 могут быть присвоены хостам (здесь использованное ранее слово компьютер, заменено на слово хост, так как клиентом в сети может быть не только компьютер но и множество других сетевых устройств, далее везде будем использовать именно термин хост). Как видно, такая подсеть может содержать 254 хоста. А что если нам не нужна такая подсеть? Вдруг мы хотим поделить ее на две подсети. В таком случае необходимо в двоичной форме записи увеличить количество бит отводимых под адрес сети, тоесть увеличить количество единичек в маске подсети на 1 штучку. Соответственно количество разрядов под IPадрес уменьшится на 1, и станет равно 7, и будет позволять организовать только  128 адресов. Данный принцип изображен на рисунке, красным цветом отмечен бит, перешедший из адреса хоста в адрес сети.

Деление на подсети с помощью сетевых масок

С помощью данной операции, подсеть 172.20.20.0 с маской 255.255.255.0 была разделена на две подсети: 172.20.20.0 с маской 255.255.255.128 и 172.20.20.128 с маской 255.255.255.128. В первой подсети адрес 172.20.20.0 является адресом подсети, 172.20.20.127 адресом широковещательной рассылки, адреса с 172.20.20.1 по 172.20.20.126 адресами хостов. Во второй подсети адрес 172.20.20.128 является адресом подсети, 172.20.20.255 адресом широковещательной рассылки, адреса с 172.20.20.129 по 172.20.20.254 отводятся под хосты.

При первом прочтении это может показаться довольно сложным для понимания, поэтому рекомендую для закрепления ответить на следующие вопросы:

1.  Какой IP адрес является адресом широковещательной рассылки в сети 192.168.1.0 с маской 255.255.255.0?
2. Сколько хостов может быть в подсети 192.168.0.0 с маской 255.255.255.192?
3. Разбейте подсеть 192.168.0.0 с маской 255.255.255.0 на две подсети.

Буду рад видеть ваши ответы в комментариях.

---

---

Опубликовано в: Маска подсети