Практическое использование маски подсети переменной длины

Рассмотрим практические примеры работы с маской подсети переменной длины. Предположим, что организации был выделен адрес сети 140.25.0.0/16 (IP-адрес класса В), и она планирует использовать маски подсети переменной длины. 11а рис. 2.17 изображена планируемая схема выделения адресов для подсетей этой организации.

Первый шаг в процессе выделения подсетей состоит в делении основного сетевого адреса (140.2:1.0.0/16) на 16 адресных блоков равного размера (см. рис. 2.18).

Затем подсеть #1 делится на 32 адресных блока равного размера, а подсеть #14 делится на 16 адресных блоков равного размера (подсетей нижнего уровня). Промежуточные сети #2-13 не делятся. Полученная подсеть нижнего уровня, например 14-я подсеть в 14-й подсети (обозначим ее как #14-14), делится на 8 адресных блоков (подсетей) равного размера, которые образуют подсети следующего уровня. Таким образом, в сети организации планируется использовать 74 подсети, каждая из которых будет поддерживать определенное количество устройств (рис. 2.18). Так как 16 = 2⁴, то потребуется 4 бита, чтобы идентифицировать каждую из 16 подсетей. Это означает, что организация нуждается в 4 битах или в расширенном сетевом префиксе /20, для того чтобы выделить 16 подсетей. Каждая из этих подсетей представляет смежный блок из 2^|2(32 - 20 = 12) адресов устройств. Таким образом, мы получаем 2¹² — 2 = 4094 устройства. Ниже приводятся 16 подсетей, выделенные из адресного блока 140.25.0.0/16. Все подсети нумеруются от 0 до 15. Курсивом выделен расширенный сетевой префикс, жирным шрифтом — 4-разрядный номер подсети:

Базовая сеть: 10001100.00011001. 0000 0000.00000000 = 140.25.0.0/16

Подсеть #0: 10001100.00011001. 0000 0000.00000000 = 140.25.0.0/20

Подсеть #1: 10001100.00011001. 0001 0000.00000000 = 140.25.16.0/20

Подсеть #2: 10001100.00011001. 0010 0000.00000000 = 140.25.32.0/20

Подсеть #3: 10001100.00011001. 0011 0000.00000000 = 140.25.48.0/20

Подсеть #4: 10001100.00011001. 0100 0000.00000000 = 140.25.64.0/20

Подсеть #13: 10001100.00011001. 1101 0000.00000000 = 140.25.208.0/20

Подсеть #14: 10001100.00011001. 1110 0000.00000000 = 140.25.224.0/20

Подсеть #15: 10001100.00011001. 1111 0000.00000000 = 140.25.240.0/20

Определим адреса устройств, которые могут быть назначены в подсети #3 (140.25.48.0/20) (см. рис. 2.19).

Так как поле номера устройства в подсети #3 состоит из 12 бит, возможно 4094 (2¹² - 2) корректных адреса устройств. Устройства нумеруются от 1 до 4094. Адреса устройств для подсети #3 приводятся ниже. Курсивом обозначается расширенный сетевой префикс, жирным шрифтом — 12-разрядный номер устройства.

Подсеть #3: 10001100.00011001.0011 0000.00000000 = 140.25.48.0/20

Устройство #1: 10001100.00011001. 0011 0000.00000001 = 140.25.48.1/20

Устройство #2: 10001100.00011001. 0011 0000.00000010 = 140.25.48.2/20

Устройство #3: 10001100.00011001. 0011 0000.00000011 = 140.25.48.3/20

Устройство #4093: 10001100.00011001. 0011 1111.11111101 = 140.25.63.253/20

Устройство #4094: 10001100.00011001. 0011 1111.11111110 =140.25.63.254/20

Широковещательный адрес для подсети #3 — это тот адрес, в котором все биты в поле номера устройства установлены в единицу, то есть

10001100.00011001.00111111.11111111 - 140.25.63.255.

Следует отметить, что широковещательный адрес для подсети #3 ровно на единицу меньше базового адреса для подсети #4 (140.25.64.0).

Определим подсети нижнего уровня (подсети подсетей) для подсети #14 (140.25.224.0/20). После того как основной сетевой адрес разделен на 16 подсетей, подсеть #14 делится на 16 адресных блоков равного размера (см. рис. 2.20).

Так как 16 = 2⁴, то для того, чтобы идентифицировать каждую из этих 16 подсетей, требуется еще 4 бита. Это означает, что организация должна будет использовать расширенный сетевой префикс/24. Ниже приводятся 16 подсетей из адресного блока 140.25.224.0/20, которые нумеруются от 0 до 15. Курсивная часть каждого адреса подсети нижнего уровня идентифицирует расширенный сетевой префикс, жирным шрифтом показано 4-разрядное поле подсети нижнего уровня:

Подсеть #14: 10001100.00011001. 11100000.00000000 = 140.25.224.0/20

Подсеть #14-0: 10001100.00011001. 1110 0000. 00000000 = 140.25.224.0/24

Подсеть #14-1: 10001100.00011001. 1110 0001. 00000000=140.25.225.0/24

Подсеть #14-2: 10001100.00011001. 1110 0010. 00000000 = 140.25.226.0/24

Подсеть #14-3: 10001100.00011001. 1110 0011. 00000000 = 140.25.227.0/24

Подсеть #14-4: 10001100.00011001. 1110 0100. 00000000 = 140.25.228.0/24

Подсеть #14-14: 10001100.00011001. 1110 1110. 00000000 = 140.25.238.0/24 Подсеть #14-15: 10001100.00011001. 1110 1111. 00000000 = 140.25.239.0/24

Теперь следует определить адреса, которые могут быть назначены устройствам в подсетях нижнего уровня, например #14-3 (140.25.227.0/24) (см. рис. 2.21).

В подсети нижнего уровня #14-3 можно использовать 8 бит для задания адресов устройств. Это означает, что каждая подсеть нижнего уровня #14-х может поддерживать блок из 254 адресов устройств (2⁸ - 2), которые нумеруются от 1 до 254. Адреса устройств в подсети #14-3 приводятся ниже. Курсивная часть каждого адреса идентифицирует расширенный сетевой префикс, жирным шрифтом выделен 8-разрядный номер устройства (то есть представляют собой поле номера устройства):

Подсеть #14-3: 10001100.00011001.11100011. 00000000 = 140.25.227.0 24

Устройство #1: 10001100.00011001.11100011. 00000001 = 140.25.227.1/24

Устройство #2: 10001100.00011001.11100011. 00000010 = 140.25.227.2/24

Устройство #3: 10001100.00011001.11100011. 00000011 = 140.25.227.3/24

Устройство #4: 10001100.00011001.11100011. 00000100 = 140.25.227.4/24

Устройство #5: 10001100.00011001.11100011. 00000101 = 140.25.227.5/24

Устройство #253: 10001100.00011001.11100011. 11111101 = 140.25.227.253/24 Устройство #254: 10001100.00011001.11100011. 11111110 = 140.25.227.254/24

Широковещательный адрес для подсети #14-3 — это тот, в котором все биты в поле номера устройства установлены в единицу:

10001100.00011001.11100011. 11111111 - 140.25.227.255.

Чтобы лучше разобраться с назначением подсетей нижнего уровня, рассмотрим случай, когда в подсети нижнего уровня (в нашем случае — второго уровня) вводятся подсети.

После того как подсеть #14 была разделена на 16 подсетей нижнего уровня (под-подсетей), под-подсеть #14-14 (140.25.238.0/24) делится на 8 адресных блоков равного размера (см. рис. 2.22).

Так как 8 = 2³, то для того, чтобы идентифицировать каждую из этих 8 подсетей, дополнительно требуется 3 бита. Это означает, что организация должна использовать расширенный сетевой префикс /27. Адреса 8 подсетей из адресного блока 140.25.238.0/24 приведены ниже. Подсети нумеруются от 0 до 7. Курсивная часть каждого адреса под-под-подсети идентифицирует расширенный сетевой префикс, в то время как жирным шрифтом показан 3-разрядный номер под-под-подсети:

Подсеть #14-14: 10001100.00011001.11101110. 00000000 = 140.25.238.0/24 Подсеть #14-14-0: 10001100.00011001.11101110 .000 00000 - 140.25.238.0/27

Подсеть #14-14-1: 10001100.00011001.11101110. 001 00000 = 140.25.238.32/27 Подсеть #14-14-2: 10001100.00011001.11101110. 010 00000 = 140.25.238.64/27 Подсеть #14-14-3: 10001100.00011001.11101110. 011 00000 = 140.25.238.96/27 Подсеть #14-14-4: 10001100.00011001.11101110. 100 00000 = 140.25.238.128/27 Подсеть #14-14-5: 10001100.00011001.11101110. 101 00000 =140.25.238.160/27 Подсеть #14-14-6: 10001100.00011001.11101110. 110 00000 = 140.25.238.192/27 Подсеть #14-14-7: 10001100.00011001.11101110. 111 00000 = 140.25.238.224/27

Каждая из подсетей третьего уровня в подсети второго уровня #14-14 имеет 5 бит для задания адресов устройств. Это означает, что каждая из этих подсетей может поддерживать до 30 адресов устройств (2⁵ - 2), которые нумеруются от 1 до 30. Адреса устройств для подсети #14-14-2 приводятся ниже (жирным шрифтом выделен 5-разрядный номер устройства):

Подсеть #14-14-2: 10001100.00011001.11101110.010 00000 = 140.25.238.64/27

Устройство #1: 10001100.00011001.11101110. 010 00001 = 140.25.238.65/27

Устройство #2: 10001100.00011001.11101110. 010 00010 = 140.25.238.66/27

Устройство #3: 10001100.00011001.11101110. 010 00011 = l40.25.238.67/27

Устройство #4: 10001100.00011001.11101110. 010 000100 = 140.25.238.68/27

Устройство #5: 10001100.00011001.11101110. 010 00101 – 140.25.238.69/27

Устройство #29: 10001100.00011001.11101110. 010 11101 – 140.25.238.93/27 Устройство #30: 10001100.00011001.11101170. 010 11110 – 140.25.238.94/27

Широковещательный адрес для подсети #1414-2 — тот, в котором все биты в поле номера устройства установлены в единицу:

10001100.00011001.11011100. 010 11111 - 140.25.238.95.

Широковещательный адрес для подсети #14-14-2 ровно иа единицу меньше базового адреса подсети #14-14-3 (140.25.238.96).

Немного изменим ситуацию и предположим, что органнзащшбыл выделен сетевой адрес 140.25.0.0/16, и она планирует использовать маски воясгга переменной длины. На рис. 2.24 показана планируемая схема выделения подсстей для этой организации.

Первый шаг при организации подсетей состоит в делении основного сетевого адреса на 8 адресных блоков равного размера. Затем подсеть #1 делится на 32 адресных блока равного размера, а подсеть #6 делится на 16 адресных блоков равного размера. Затем получившиеся подсети нижнего уровня, например подсеть #6-14, делятся на 8 адресных блоков равного размера. Определим 8 подсетей сети с адресом 140.25.0.0/16:

Базовая сеть: 10001100.00011001. 00000000.00000000 = 140.25.0.0/16

Подсеть #0: 10001100.00011001. 000 00000.00000000 = 140.25.0.0/19

Подсеть #1: 10001100.00011001. 001 00000.00000000 = 140.25.32.0/19

Подсеть #2: 10001100.00011001. 010 00000.00000000 = 140.25.64.0/19

Подсеть #3: 10001100.00011001. 011 00000.00000000 = 140.25.96.0/19

Подсеть #4: 10001100.00011001. 100 00000.00000000 = 140.25.128.0/19

Подсеть #5: 10001100.00011001. 101 00000.00000000 = 140.25.160.0/19

Подсеть #6: 10001100.00011001. 110 00000.00000000 = 140.25.192.0/19

Подсеть #7: 10001100.00011001. 111 00000.00000000 = 140.25.224.0/19

Приведем список адресов устройств, которые могут использоваться в подсети #3 (140.25.96.0):

Подсеть #3: 10001100.00011001.011 00000.00000000 = 140.25.96.0/19

Устройство #1: 10001100.00011001. 011 00000.00000001 = 140.25.96.1/19

Устройство #2: 10001100.00011001. 011 00000.00000010 = 140.25.96.2/19

Устройство #3: 10001100.00011001. 011 00000.00000011 = 140.25.96.3/19

Устройство #8189: 10001100.00011001. 011 11111.11111101 = 140.25.127.253/19 Устройство #8190: 10001100.00011001. 011 11111l.11111110 = 140.25.127.254/19

Определим широковещательный адрес для подсети #3 (140.25.96.0):

10001100.00011001.011 11111.11111111 = 140.25.127.255

Определим 16 подсетей нижнего уровня в подсети #6 (140.25.192.0/19):

Подсеть #6: 10001100.00011001.110 00000.00000000 = 140.25.192.0/19

Подсеть #6-0: 10001100.00011001. 110 00000. 00000000 = 140.25.192.0/23

Подсеть #6-1: 10001100.00011001. 110 00010. 00000000 = 140.25.194.0/23

Подсеть #6-2: 10001100.00011001. 110 00100. 00000000 = 140.25.196.0/23

Подсеть #6-3: 10001100.00011001. 110 00110. 00000000 = 140.25.198.0/23

Подсеть #6-4: 10001100.00011001. 110 01000. 00000000 = 140.25.200.0/23

Подсеть #6-14: 10001100.00011001. 110 11100. 00000000 = 140.25.220.0/23

Подсеть #6-15: 10001100.00011001. 110 11110. 0000000000 = 140:25.222.0/23.

Приведем список адресов устройств, которые могут использоваться в подсети нижнего уровня #6-3 (140.25.198.0/23):

Подсеть #6-3: 10001100.00011001.1100011 0.00000000 = 140.25.198.0/23

Устройство #1: 10001100.00011001. 1100011 0.00000001 = 140.25.198.1/23

Устройство #2: 10001100.00011001. 1100011 0.00000010 = 140.25.198.2/23

Устройство #3: 10001100.00011001. 1100011 0.00000011 = 140.25.198.3/23

Устройство #4: 10001100.00011001. 1100011 0.00000100 = 140.25.198.4/23

Устройство #5: 10001100.00011001. 1100011 0.00000110 = 140.25.198.5/23

Устройство #509: 10001100.00011001. 1100011 1. 11111101 = 140.25.199.253/23 Устройство #510: 10001100.00011001. 1100011 1. 11111110 = 140.25.199.254/23

Определим широковещательный адрес для подсети нижнего уровня

#6-3 (140.25.198.0/23): 10001100.00011001. 1100011 1. 11111111 = 140.25.199.255

Определим 8 подсетей третьего уровня для подсети второго уровня #6-14 (140.25.220.0/23):

Подсеть #6-14: 10001100.00011001.1101110 0.00000000 = 140.25.220.0/23

Подсеть #6-14-0: 1000Ш0.00011001.1101110 0.00 000000 = 140.25.220.0/26

Подсеть #6-14-1: 10001100.00011001. 1101110 0.01 000000 = 140.25.220.64/26

Подсеть #6-14-2: 10001100.00011001. 11001110 0.10 000000 = 140.25.220.128/26

Подсеть #6-14-3: 10001100.00011001. 1101110 0.11 000000 = 140.25.220.192/26

Подсеть #6-14-4: 10001100.00011001. 1101110 1.00 000000 = 140.25.221.0/26

Подсеть #6-14-5: 10001100.00011001. 1101110 1.01 000000 = 140.25,221.64/26 Подсеть #6-14-6: 10001100.00011001. 1101110 1.10 000000 = 140.25.221.128/26 Подсеть #6-14-7: 10001100.00011001. 1101110 1.11 000000 = 140.25.221.192/26

Приведем список адресов устройств, которые могут использоваться в подсети #6-14-2 (140.25.220.128/26):

Подсеть #6-14-2: 10001100.00011001.11011100.10 000000 = 140.25.220.128/26

Устройство #1: 10001100.00011001.11011100. 10 000001 = 140.25.220.129/26

Устройство #2: 10001100.00011001.11011100. 10 000010 = 140.25.220.130/26

Устройство #3: 10001100.00011001.11011100. 10 000011 = 140.25.220.131/26

Устройство #4: 10001100.00011001.11011100. 10 000100 = 140.25.220.132/26

Устройство #5: 10001100.00011001.11011100. 10 000101 = 140.25.220.133/26

Устройство #61: 10001100.00011001.11011100. 10 111101 = 140.25.220.189/26 Устройство #62: 10001100.00011001.11011100. 10 111110 = 140.25.220.190/26

Определим широковещательный адрес для подсети третьего уровня

#6-14-2 (140.25.220.128/26): 10001100.00011001.11011100. 10 111111 = 140.25.220.191