IP Subnetting

Subnetting چیست؟

فرآیند برداشتن بیت ها از قسمت HOST یک آدرس IP به منظور تقسیم شبکه بزرگتر به زیرشبکه های کوچکتر به نام زیرشبکه است.

چرا از Subnetting استفاده کنیم؟

1. حفظ آدرس های IP: تصور کنید شبکه ای از 20 هاست داشته باشید. استفاده از شبکه کلاس C باعث هدر رفتن تعداد زیادی آدرس IP می شود (254-20=234). تقسیم شبکه‌های بزرگ به بخش‌های کوچک‌تر کارآمدتر خواهد بود و مقدار زیادی از آدرس‌ها را حفظ می‌کند.
2. کاهش ترافیک شبکه: شبکه‌های کوچک‌تری که دامنه‌های پخش کوچک‌تری ایجاد می‌کنند، تشکیل می‌شوند، بنابراین ترافیک کمتری در مرزهای شبکه پخش می‌شود.
3. ساده‌سازی: شکستن شبکه‌های بزرگ به شبکه‌های کوچک‌تر می‌تواند عیب‌یابی خطا را با جداسازی مشکلات شبکه تا وجود خاص آنها ساده‌تر کند.

نحوه زیرشبکه کردن:

برای درک بهتر مفهوم Subnetting، شبکه ای را با مجموع 256 آدرس (یک شبکه کلاس C) تصور کنید. یکی از این آدرس ها برای شناسایی آدرس شبکه و دیگری برای شناسایی آدرس broadcast در شبکه استفاده می شود. بنابراین، ما با 254 آدرس در دسترس برای آدرس دهی هاست باقی مانده ایم.

اگر همه این آدرس ها را بگیریم و آنها را به طور مساوی به 8 زیرشبکه مختلف تقسیم کنیم، همچنان تعداد کل آدرس های اصلی را حفظ می کنیم، اما اکنون آنها را به 8 زیرشبکه با 32 آدرس در هر کدام تقسیم کرده ایم. هر زیر شبکه جدید باید 2 آدرس برای زیرشبکه و آدرس broadcast  در زیر شبکه اختصاص دهد.

نتیجه این است که ما در نهایت به 8 زیرشبکه می‌رسیم که هر کدام دارای 30 آدرس زیرشبکه در دسترس میزبان هستند. می بینید که تعداد کل هاست های آدرس پذیر کاهش می یابد (240 به جای 254) اما مدیریت بهتر فضای آدرس دهی به دست می آید.

«ماسک زیر شبکه چیست؟

subnet mask : عددی است که برای تعریف محدوده ای از آدرس های IP موجود در یک شبکه استفاده می شود.

چگونه یک آدرس کلاس C را با استفاده از روش باینری زیر مجموعه کنیم؟

دانستن اینکه چگونه می توانید ماشین حساب ماسک زیر شبکه خود باشید می تواند مفید باشد. با دنبال کردن این چهار مرحله (که در ادامه با جزئیات بیشتر توضیح داده خواهد شد) یک آدرس کلاس C را با متد باینری زیر مجموعه کنید:

• تبدیل به باینری
• آدرس زیر مجموعه را محاسبه کنید.
• محدوده میزبان را پیدا کنید.
• تعداد کل زیر مجموعه ها و میزبان ها در هر زیرشبکه را محاسبه کنید.

ما از یک آدرس کلاس C استفاده خواهیم کرد که 5 بیت از فیلد Host برای زیر شبکه می گیرد و 3 بیت برای تعریف هاست باقی می گذارد که در شکل 1 زیر نشان داده شده است. داشتن 5 بیت برای تعریف زیرشبکه ها به این معنی است که می توانیم تا 32 (2^5) زیرشبکه مختلف داشته باشیم.

• لازم به ذکر است که در گذشته استفاده از زیرشبکه صفر (00000—) و زیر شبکه all-ones (11111—) مجاز نبود. این در حال حاضر درست نیست. از آنجایی که Cisco IOS Software Release 12.0 کل فضای آدرس شامل همه زیرشبکه های ممکن به صراحت مجاز است.

مرحله 1: تبدیل به باینری

مرحله 2: آدرس زیر شبکه را محاسبه کنید.

برای محاسبه IP Address Subnet ، باید یک عملیات AND (1+1=1، 1+0 یا 0+1 =0، 0+0=0) روی IP address و  subnet mask انجام دهید. نتیجه آدرس زیر شبکه ای است که میزبان در آن قرار دارد.

مرحله 3: محدوده میزبان را پیداکنید.

آدرس زیر شبکه با تمام 0 بیت ها در قسمت میزبان آدرس شناسایی می شود. اولین میزبان در زیر شبکه با همه 0 ها و 1 ها مشخص می شود. آخرین میزبان با همه 1 ها و 0 ها مشخص می شود. آدرس پخش همه 1 ها است. اکنون به زیر شبکه بعدی می رویم و روند به همین ترتیب تکرار می شود.

نمودار زیر به وضوح این روند را نشان می دهد:

مرحله 4: محاسبه تعداد کل زیرشبکه ها و میزبان در هر زیرشبکه

با دانستن تعداد بیت‌های Subnet و Host، اکنون می‌توانیم تعداد کل زیرشبکه‌های ممکن و تعداد کل میزبان‌ها در هر زیرشبکه را محاسبه کنیم. ما در محاسبات خود فرض می کنیم که می توان از زیرشبکه های همه صفر و همه یک استفاده کرد. نمودار زیر مراحل محاسبه را نشان می دهد.

چگونه یک آدرس کلاس C را زیر مجموعه کنیم با استفاده از راه سریع

حال بیایید ببینیم که چگونه با استفاده از روشی سریع‌تر، همان آدرس کلاس C را زیرشبکه کنیم. بیایید دوباره از آدرس IP 192.168.10.44 با ماسک زیر شبکه 255.255.255.248 (/29) استفاده کنیم.

مراحل انجام این کار به شرح زیر است:

1. تعداد کل زیرشبکه ها: با استفاده از زیر شبکه ماسک 255.255.255.248، مقدار عدد 248 (11111000) نشان می دهد که 5 بیت برای شناسایی زیرشبکه استفاده شده است. برای یافتن تعداد کل زیرشبکه های موجود کافی است عدد 2 را به توان 5 (2^5) ببرید و خواهید دید که نتیجه 32 زیرشبکه است. توجه داشته باشید که اگر از subnet all-zeros استفاده نشود، 31 زیرشبکه باقی می‌مانیم و اگر زیرشبکه all-ones نیز استفاده نشود، در نهایت 30 زیرشبکه خواهیم داشت.
2. میزبان در هر زیرشبکه: 3 بیت برای شناسایی میزبان باقی مانده است بنابراین تعداد کل میزبان ها در هر زیرشبکه 2 به توان 3 منهای 2 است (1 آدرس برای آدرس زیر شبکه و یک آدرس دیگر برای آدرس پخش) (2^3-2) که برابر با 6 میزبان در هر زیر شبکه است.
3. زیرشبکه‌ها، میزبان‌ها و آدرس‌های پخش در هر زیرشبکه: برای یافتن زیرشبکه‌های معتبر برای این زیرشبکه خاص، باید 248 را از مقدار 256 کم کنید (256-248=8)، که اولین آدرس زیر شبکه موجود است. در واقع اولین مورد موجود زیر شبکه صفر است که ما به صراحت به آن اشاره می کنیم. آدرس زیر شبکه بعدی 8+8=16 است، زیر شبکه بعدی 16+8=24 است و تا زمانی که به مقدار 248 برسیم ادامه می یابد.

جدول زیر تمام اطلاعات زیرشبکه را ارائه می دهد. توجه داشته باشید که آدرس IP ما (192.168.10.44) در زیر شبکه 192.168.10.40 قرار دارد.