IP apakštīkla kalkulators: CIDR, maska un hostu diapazons

IP apakštīkla kalkulators

IP apakštīkla kalkulators aprēķina tīkla informāciju aiz IPv4 adreses un prefiksa garuma. Izmantojot šīs divas ievades, tas nosaka tīkla adresi, apraides adresi, izmantojamo resursdatoru adrešu diapazonu, apakštīkla masku un aizstājējmasku.

Ko dara kalkulators

Rīks pieņem IPv4 adresi, kas uzrakstīta kā četri ar punktiem atdalīti skaitļi, piemēram, 192.168.1.10, un prefiksa garumu no 0 līdz 32. Der arī abu vērtību apvienojums CIDR formā, piemēram, 192.168.1.10/24: daļa /24 pati tiek pārvietota uz prefiksa lauku.

Kalkulators parāda:

• CIDR apzīmējums: tīkls adreses/prefiksa formā, piemēram, 192.168.1.0/24.
• Tīkla adrese: pirmā adrese blokā. Tā apzīmē pašu tīklu.
• Apraides adrese: pēdējā adrese blokā. Uz šo adresi nosūtīta ziņa sasniedz visus apakštīkla resursdatorus.
• Izmantojamo resursdatoru adrešu diapazons: pirmā un pēdējā adrese, ko ierīce faktiski var izmantot.
• Izmantojamie resursdatori un kopējais adrešu skaits: cik adrešu ir blokā un cik no tām ir pieejamas ierīcēm.
• Apakštīkla maska un aizstājējzīmju maska: punkta formā pierakstīta maska, piemēram, 255.255.255.0, un tās inversija 0,0.0,255.
• Apakštīkla maska, attēlota pa bitiem — astoņi biti katrā oktetā.

Rezultāti atbilst RFC 791 (IPv4 adresēšana), RFC 4632 (CIDR apzīmējums), RFC 950 kopā ar RFC 919 un RFC 922 (tīkla un apraides rezervācijas), kā arī RFC 3021 (/31 tiešie savienojumi).

Kā darbojas apakštīklu veidošana

IPv4 adrese ir 32 bitu skaitlis. To pieraksta kā četrus oktetus, kur katrs oktets ir 8 biti un satur vērtību no 0 līdz 255. Prefiksa garums sadala šos 32 bitus divās daļās. Pirmie biti — tik, cik norādīts prefiksā — apzīmē tīklu. Atlikušie biti apzīmē resursdatoru šajā tīklā.

/24 tīkls tīkla daļai atvēl 24 bitus un resursdatoriem atstāj 8 bitus. Astoņi resursdatora biti nodrošina 2⁸ = 256 adreses. /26 tīklam paliek tikai 6 resursdatora biti, tāpēc tajā ir 2⁶ = 64 adreses.

Apakštīkla maska šo pašu sadalījumu pieraksta kā adresi: katram tīkla bitam atbilst 1 bits, bet katram resursdatora bitam — 0 bits. /24 gadījumā tā ir 255,255.255,0. Aizstājējmaska apvērš katru apakštīkla maskas bitu. Maršrutētāju piekļuves saraksti, īpaši Cisco iekārtās, adreses salīdzina ar aizstājējmaskām, tāpēc rīks parāda abas maskas.

Apakštīkla formula

Prefiksa garumam p no 0 līdz 30 kalkulators piemēro šos RFC 950 un RFC 4632 definētos noteikumus:

• Apakštīkla maska = 32 bitu vārda pirmie p biti iestatīti uz 1.
• Tīkla adrese = IP adrese UN apakštīkla maska (bitu operācija UN saglabā bitu tikai tad, ja abās ievadēs tas ir 1).
• Apraides adrese = tīkla adrese VAI aizstājējmaska (visi resursdatora biti iestatīti uz 1).
• Kopējais adrešu skaits = 2⁽³²⁻ᵖ⁾.
• Izmantojamie resursdatori = 2⁽³²⁻ᵖ⁾ − 2. Atņemot tiek izslēgta tīkla adrese un apraides adrese, kuras saskaņā ar RFC 950 un RFC 919 ir rezervētas.
• Pirmais izmantojamais resursdators = tīkla adrese + 1. Pēdējais izmantojamais resursdators = apraides adrese − 1.

Diviem prefiksa garumiem piemēro citus noteikumus. /31 satur tieši 2 adreses, un RFC 3021 abas padara par izmantojamiem resursdatoriem tiešajā savienojumā, kuram vispār nav apraides adreses. /32 apzīmē vienu adresi: 1 kopā, 1 izmantojama, bez apraides adreses. Šajos divos gadījumos rīks pirmo adresi apzīmē kā “Prefiksa bāze”, nevis “Tīkla adrese”, jo nevienā no blokiem adrese nav rezervēta tīkla apzīmēšanai.

Katrs rezultāts tiek iegūts aritmētiski no viena 32 bitu skaitļa. Rīks adreses neuzskaita pa vienai, tāpēc /0, kas aptver visas 4 294 967 296 IPv4 adreses, tiek aprēķināts tikpat ātri kā /32.

Atrisināts piemērs

Adresei 10.128.7.33 ar prefiksa garumu /26:

1. Apakštīkla maska: 26 vieninieka biti, kam seko 6 nulles biti, veido 11111111,11111111.11111111,11000000, kas atbilst 255,255.255,192.
2. Tīkla adrese noteikšana: veiciet adreses UN operāciju ar masku. Pirmie trīs okteti paliek nemainīti. Pēdējā oktetā 33 bināri ir 00100001; UN operācija ar 11000000 dod 00000000, kas ir 0. Tīkla adrese ir 10.128.7.0, tāpēc CIDR apzīmējums ir 10.128.7.0/26.
3. Apraides adrese: iestatiet visus 6 resursdatora bitus uz 1. Pēdējais oktets kļūst par 00111111, kas ir 63. Apraides adrese ir 10,128.7,63.
4. Skaits: 2⁶ = 64 kopējās adreses, un 64 − 2 = 62 izmantojamie resursdatori.
5. Resursdatoru diapazons: no 10.128.7.1 līdz 10,128.7,62.
6. Aizstājējmaska: apakštīkla maskas inversija, 0,0.0,63.

Otrs piemērs ar rīka noklusējuma ievadi 192.168.1.10/24: tīkls 192.168.1.0, apraide 192.168.1.255, resursdatori no 192.168.1.1 līdz 192.168.1.254, 254 izmantojamie resursdatori no 256 kopējām adresēm, apakštīkla maska 255.255.255.0, aizstājējmaska 0,0.0,255.

Rīka izmantotie principi

Okteti ar sākuma nullēm tiek noraidīti. Rīks noraida 010.1.1.1, nevis lasa to kā 10,1.1,1. POSIX funkcija inet_aton, ko izmanto ping, curl un lielākā daļa operētājsistēmās izmantoto risinātāju, oktetu ar sākuma nulli interpretē kā oktālu skaitli, tāpēc 010.1.1.1 šīm programmām nozīmē 8.1.1.1. Ne decimālā, ne oktālā interpretācija nevar sakrist ar katru lasītāju, tāpēc rīks nepieņem nevienu no tām. Tā paša iemesla dēļ tiek noraidīts arī prefikss /08.

Resursdatoru skaits tiek samazināts par divi. Daži kalkulatori kā resursdatoru skaitu norāda bloka neapstrādāto izmēru. Šis rīks ievēro RFC 950: jebkurā blokā no /0 līdz /30 visu nulles bitu resursdatora daļa apzīmē tīklu, bet visu vieninieku bitu daļa ir apraide, tāpēc abas adreses tiek izslēgtas un /24 ir 254 izmantojamie resursdatori, nevis 256.

/31 ir divi izmantojamie resursdatori. Vecākos tekstos, kas sarakstīti pirms RFC 3021 publicēšanas 2000 gadā, /31 tika uzskatīts par neizmantojamu, jo pēc divu rezervēto adrešu atņemšanas nekas nepalika. RFC 3021 atcēla abas rezervācijas tiešajiem savienojumiem, un maršrutētāji to atbalsta jau desmitiem gadu, tāpēc rīks parāda 2 izmantojamos resursdatorus un to, ka apraides adreses nav.

Tiek pieņemts jebkurš prefikss no /0 līdz /32. /0 ir derīgs bloks, kas aptver visu IPv4 telpu, atbilstoši tam, kā maršrutēšanas tabulās noklusējuma maršruts tiek attēlots ar 0.0.0.0/0.

Tikai IPv4. IPv6 (RFC 4291) izmanto 128 bitu adreses un citu apzīmējumu, tāpēc uz šo rīku neattiecas. Rīks arī neatzīmē īpaša lietojuma diapazonus, piemēram, privātās vai cilpas atgriezeniskās adreses (RFC 6890); tas parāda tikai adrešu aritmētiku.

Biežāk uzdotie jautājumi

Cik izmantojamu resursdatoru ir /24? 254. /24 atstāj 8 resursdatora bitus, nodrošinot 2⁸ = 256 adreses. Divas ir rezervētas: tīkla adrese un apraides adrese. Ierīcēm paliek 254 adreses.

Kas ir aizstājējmaska? Apakštīkla maskas inversija pa bitiem. Vietā, kur apakštīkla maskā ir 1, aizstājējmaskā ir 0, un otrādi. Maskai 255.255.255.0 aizstājējmaska ir 0,0.0,255. Piekļuves kontroles saraksti daudzos maršrutētājos izmanto aizstājējmaskas, lai aprakstītu, kurām adresēm noteikums atbilst.

Kāpēc /31 nav apraides adreses? /31 satur tikai divas adreses. Ja vienu rezervētu tīklam un otru apraidei, nekas nepaliktu, tāpēc RFC 3021 definē /31 kā tiešo savienojumu, kurā abas adreses ir resursdatori un apraides adrese nepastāv. Kalkulators parāda 2 izmantojamos resursdatorus un norāda, ka apraides adrese nav piemērojama.

Kāpēc 010.1.1.1 tiek noraidīts, nevis nolasīts kā 10.1.1.1? Operētājsistēmas nepiekrīt vienkāršai decimālai interpretācijai. POSIX inet_aton oktetu ar sākuma nulli nolasa kā oktālu skaitli, tāpēc 010 lielākajai daļai sistēmu nozīmē 8. Ievades noraidīšana ir vienīgā atbilde, kas nevar klusi atšķirties no tā, ko darītu paša lietotāja dators.

Kāda ir atšķirība starp kopējo adrešu skaitu un izmantojamajiem resursdatoriem? Kopējais adrešu skaits ir visa bloka izmērs — 2 pakāpē, kuras kāpinātājs ir (32 mīnus prefiksa garums). Izmantojamo resursdatoru skaits ir šis skaitlis mīnus divas rezervētās adreses, izņemot /31 (abas adreses ir izmantojamas) un /32 (vienīgā adrese ir resursdators).

Ko nozīmē 192.168.1.10/24 tīkla adrese? Tā ir 192.168.1.0, un to iegūst, saglabājot adreses pirmos 24 bitus un iestatot resursdatora bitus uz nulli. Tā identificē visu apakštīklu un to nevar piešķirt ierīcei.

Atsauces

1. Postel, J. “RFC 791: Interneta protokols.” IETF, 1981.
2. Mogul, J. un J. Postel. “RFC 950: Interneta standarta apakštīklu veidošanas procedūra.” IETF, 1985.
3. Mogul, J. “RFC 919: Interneta datagrammu apraide.” IETF, 1984.
4. Fuller, V. un T. Li. “RFC 4632: Bezklases starpdomēnu maršrutēšana (CIDR).” IETF, 2006.
5. Retana, A. u. c. “RFC 3021: 31 bitu prefiksu izmantošana IPv4 tiešajos savienojumos.” IETF, 2000.