Kalkulator IP podmreže: CIDR, maska i raspon hostova

Kalkulator IP podmreže

Kalkulator IP podmreže izračunava pojedinosti mreže iza adrese IPv4 i duljine prefiksa. Na temelju ta dva podatka pronalazi mrežnu adresu, adresu emitiranja, raspon upotrebljivih adresa domaćina, masku podmreže i masku zamjenskih bitova.

Što kalkulator radi

Alat prihvaća adresu IPv4 zapisanu kao četiri broja razdvojena točkama, primjerice 192.168.1.10, i duljinu prefiksa od 0 do 32. Funkcionira i zajednički zapis u obliku CIDR-a, primjerice 192.168.1.10/24: dio /24 sam se premješta u polje prefiksa.

Kalkulator vraća:

• CIDR zapis: mrežu u obliku adrese i prefiksa, primjerice 192.168.1.0/24.
• Mrežna adresa: prva adresa u bloku. Ona označava samu mrežu.
• Adresa za emitiranje: posljednja adresa u bloku. Poruka poslana na nju stiže do svakog domaćina u podmreži.
• Raspon upotrebljivih adresa domaćina: prva i posljednja adresa koje uređaj doista može upotrebljavati.
• Upotrebljivi domaćini i ukupni broj adresa: koliko adresa blok sadrži i koliko ih je slobodno za uređaje.
• Maska podmreže i maska zamjenskih znakova: maska u zapisu s točkama, primjerice 255.255.255.0, i njezin inverz, 0,0.0,255.
• Maska podmreže prikazana bit po bit, s osam bitova po oktetu.

Rezultati slijede RFC 791 (adresiranje IPv4), RFC 4632 (zapis CIDR), RFC 950 zajedno s RFC-ovima 919 i 922 (rezervacije mrežne adrese i adrese emitiranja) te RFC 3021 (veze od točke do točke s /31).

Kako funkcionira podmrežavanje

Adresa IPv4 jest broj od 32 bita. Zapisuje se kao četiri okteta, pri čemu svaki oktet ima 8 bitova i sadržava vrijednost od 0 do 255. Duljina prefiksa dijeli tih 32 bita na dva dijela. Prvi bitovi, u broju koji određuje prefiks, označavaju mrežu. Preostali bitovi označavaju domaćina unutar te mreže.

Mreža /24 zadržava 24 bita za mrežni dio i ostavlja 8 bitova za domaćine. Osam bitova domaćina daje 2⁸ = 256 adresa. Mreža /26 ostavlja samo 6 bitova domaćina, pa sadrži 2⁶ = 64 adrese.

Maska podmreže zapisuje istu podjelu kao adresa: bit 1 za svaki mrežni bit i bit 0 za svaki bit domaćina. Za /24 to je 255,255.255,0. Maska zamjenskih bitova obrće svaki bit maske podmreže. Popisi za kontrolu pristupa usmjerivača, osobito na opremi Cisco, uspoređuju adrese pomoću maski zamjenskih bitova, zbog čega alat prikazuje obje maske.

Formula podmreže

Za duljinu prefiksa p između 0 i 30 kalkulator primjenjuje ova pravila, definirana RFC-ovima 950 i 4632:

• Maska podmreže = prvih p bitova riječi od 32 bita postavljenih na 1.
• Mrežna adresa = IP adresa I maska podmreže (bitovni I zadržava bit samo tamo gdje oba ulaza imaju 1).
• Adresa emitiranja = mrežna adresa ILI maska zamjenskih bitova (svaki bit domaćina postavljen je na 1).
• Ukupni broj adresa = 2⁽³²⁻ᵖ⁾.
• Upotrebljivi domaćini = 2⁽³²⁻ᵖ⁾ − 2. Oduzimanjem se uklanjaju mrežna adresa i adresa emitiranja, koje rezerviraju RFC 950 i RFC 919.
• Prvi upotrebljivi domaćin = mrežna adresa + 1. Posljednji upotrebljivi domaćin = adresa emitiranja − 1.

Dvije duljine prefiksa slijede drugačija pravila. Mreža /31 sadržava točno 2 adrese, a RFC 3021 obje čini upotrebljivim domaćinima na vezi od točke do točke, bez adrese emitiranja. Mreža /32 označava jednu adresu: 1 ukupno, 1 upotrebljiva, bez emitiranja. U ta dva slučaja alat prvu adresu označava kao „Osnova prefiksa” umjesto kao „Mrežna adresa”, jer nijedan blok ne rezervira adresu za označavanje mreže.

Svaki rezultat proizlazi iz aritmetike nad jednim brojem od 32 bita. Alat ne ispisuje adrese jednu po jednu, pa se mreža /0 koja obuhvaća svih 4.294.967.296 adresa IPv4 izračunava jednako brzo kao i mreža /32.

Primjer izračuna

Za adresu 10.128.7.33 s duljinom prefiksa /26:

1. Maska podmreže: 26 bitova jedinice iza kojih slijedi 6 bitova nule jest 11111111,11111111.11111111,11000000, što se zapisuje kao 255,255.255,192.
2. Mrežna adresa: adresu treba izračunati operacijom I s maskom. Prva tri okteta ostaju nepromijenjena. U posljednjem oktetu 33 u binarnom je zapisu 00100001; operacija I s 11000000 daje 00000000, odnosno 0. Mrežna adresa jest 10.128.7.0, pa je zapis CIDR 10.128.7.0/26.
3. Adresa za emitiranje: svih 6 bitova domaćina postavlja se na 1. Posljednji oktet postaje 00111111, odnosno 63. Adresa za emitiranje jest 10,128.7,63.
4. Brojevi: 2⁶ = 64 ukupnih adresa, a 64 − 2 = 62 upotrebljivih domaćina.
5. Raspon domaćina: od 10.128.7.1 do 10,128.7,62.
6. Maska zamjenskih bitova: inverz maske podmreže, 0,0.0,63.

Drugi primjer sa zadanom vrijednošću alata, 192.168.1.10/24: mreža 192.168.1.0, emitiranje 192.168.1.255, domaćini od 192.168.1.1 do 192.168.1.254, 254 upotrebljiva domaćina od ukupno 256 adresa, maska podmreže 255.255.255.0, maska zamjenskih bitova 0,0.0,255.

Konvencije kojih se alat pridržava

Okteti s vodećim nulama odbacuju se. Alat odbija 010.1.1.1 umjesto da ga pročita kao 10,1.1,1. To je namjerno. Funkcija POSIX inet_aton, koja se nalazi u pozadini naredbi ping i curl te većine razrješivača operacijskih sustava, oktet s vodećom nulom tumači kao oktalni broj, pa 010.1.1.1 tim programima znači 8.1.1.1. Nijedno nagađanje između dekadskog i oktalnog zapisa ne može se slagati sa svakim čitačem, pa alat ne prihvaća nijedan od njih. Prefiks zapisan kao /08 odbija se iz istog razloga.

Broj domaćina umanjuje se za dva. Neki kalkulatori prijavljuju sirovu veličinu bloka kao broj domaćina. Ovaj alat slijedi RFC 950: u svakom bloku od /0 do /30 dio domaćina sa samim nulama označava mrežu, a dio sa samim jedinicama jest emitiranje, pa se oba isključuju i mreža /24 ima 254 upotrebljiva domaćina, a ne 256.

Mreža /31 ima dva upotrebljiva domaćina. Stariji tekstovi, napisani prije RFC-a 3021 (objavljenog 2000), mrežu /31 nazivaju neupotrebljivom jer oduzimanje dviju rezerviranih adresa daje nulu. RFC 3021 uklonio je obje rezervacije za veze od točke do točke, a usmjerivači to podržavaju već desetljećima, pa alat prijavljuje 2 upotrebljiva domaćina i da nema adrese emitiranja.

Prihvaća se svaki prefiks od /0 do /32. Mreža /0 valjan je blok koji obuhvaća cijeli prostor IPv4, što odgovara načinu na koji se 0.0.0.0/0 pojavljuje u tablicama usmjeravanja kao zadana ruta.

Samo IPv4. IPv6 (RFC 4291) upotrebljava adrese od 128 bitova i drugačiji zapis te nije obuhvaćen ovim alatom. Alat također ne označava raspone posebne namjene, kao što su privatne adrese ili adrese povratne petlje (RFC 6890); izvještava samo o aritmetici adrese.

Često postavljana pitanja

Koliko upotrebljivih domaćina ima mreža /24? 254. Mreža /24 ostavlja 8 bitova domaćina, što daje 2⁸ = 256 adresa. Dvije su rezervirane: mrežna adresa i adresa emitiranja. Za uređaje preostaje 254 adresa.

Što je maska zamjenskih bitova? Bitovni inverz maske podmreže. Tamo gdje maska podmreže ima 1, maska zamjenskih bitova ima 0, i obrnuto. Za masku 255.255.255.0 maska zamjenskih bitova jest 0,0.0,255. Popisi za kontrolu pristupa na mnogim usmjerivačima upotrebljavaju maske zamjenskih bitova za opis adresa na koje se pravilo primjenjuje.

Zašto mreža /31 nema adresu emitiranja? Mreža /31 sadržava samo dvije adrese. Rezerviranje jedne za mrežu i druge za emitiranje ne bi ostavilo nijednu, pa RFC 3021 definira /31 kao vezu od točke do točke na kojoj su obje adrese domaćini i nema adrese emitiranja. Kalkulator prijavljuje 2 upotrebljiva domaćina i označava emitiranje kao neprimjenjivo.

Zašto se 010.1.1.1 odbija umjesto da se pročita kao 10.1.1.1? Zato što se operacijski sustavi ne slažu oko običnog dekadskog tumačenja. POSIX inet_aton oktet s vodećom nulom čita kao oktalni broj, pa 010 većini sustava znači 8. Odbijanje unosa jedini je odgovor koji se ne može tiho razlikovati od postupka na korisnikovu računalu.

Koja je razlika između ukupnog broja adresa i upotrebljivih domaćina? Ukupni broj adresa puna je veličina bloka, 2 na potenciju od (32 minus duljina prefiksa). Broj upotrebljivih domaćina taj je broj umanjen za dvije rezervirane adrese, osim kod /31 (obje su upotrebljive) i /32 (jedna adresa jest domaćin).

Što znači mrežna adresa od 192.168.1.10/24? To je 192.168.1.0, dobiveno zadržavanjem prvih 24 bitova adrese i postavljanjem bitova domaćina na nulu. Ona označava podmrežu kao cjelinu i ne može se dodijeliti uređaju.

Reference

1. Postel, J. „RFC 791: Internet Protocol.” IETF, 1981.
2. Mogul, J. i J. Postel. „RFC 950: Internet Standard Subnetting Procedure.” IETF, 1985.
3. Mogul, J. „RFC 919: Broadcasting Internet Datagrams.” IETF, 1984.
4. Fuller, V. i T. Li. „RFC 4632: Classless Inter-domain Routing (CIDR).” IETF, 2006.
5. Retana, A. i dr. „RFC 3021: Using 31-Bit Prefixes on IPv4 Point-to-Point Links.” IETF, 2000.