IP-subnett-kalkulator: CIDR, nettmaske og vertsintervall

IP-subnett-kalkulator

En kalkulator for IP-subnett beregner nettverksdetaljene bak en IPv4-adresse og en prefikslengde. Ut fra disse to inndataene finner den nettverksadressen, broadcastadressen, området med brukbare vertsadresser, subnettmasken og wildcardmasken.

Hva kalkulatoren gjør

Verktøyet tar en IPv4-adresse skrevet som fire tall adskilt med punktum, for eksempel 192.168.1.10, og en prefikslengde fra 0 til 32. Det fungerer også å skrive de to sammen i CIDR-form, for eksempel 192.168.1.10/24: /24-delen flyttes automatisk inn i prefiksfeltet.

Kalkulatoren returnerer:

• CIDR-notasjon: nettverket i adresse/prefiks-form, for eksempel 192.168.1.0/24.
• Nettverksadresse: den første adressen i blokken. Den identifiserer selve nettverket.
• Kringkastingsadresse: den siste adressen i blokken. En melding som sendes dit, når alle verter i delnettet.
• Område med brukbare vertsadresser: den første og siste adressen en enhet faktisk kan bruke.
• Brukbare verter og totalt antall adresser: hvor mange adresser blokken inneholder, og hvor mange som er tilgjengelige for enheter.
• Subnettmaske og wildcardmaske: masken i punktumformat, for eksempel 255.255.255.0, og den inverse masken, 0,0.0,255.
• Delnettmasken vist bit for bit, med åtte bit per oktett.

Resultatene følger RFC 791 (IPv4-adressering), RFC 4632 (CIDR-notasjon), RFC 950 med RFC 919 og RFC 922 (reservasjoner for nettverk og kringkasting), samt RFC 3021 (/31 punkt-til-punkt-lenker).

Slik fungerer delnett

En IPv4-adresse er et tall på 32 bit. Den skrives som fire oktetter, der hver oktett er 8 bit og har en verdi fra 0 til 255. Prefikslengden deler disse 32 bitene i to deler. De første bitene, så mange som prefikset angir, identifiserer nettverket. De resterende bitene identifiserer en vert i dette nettverket.

Et /24-nettverk bruker 24 bit til nettverksdelen og lar 8 bit stå igjen til verter. Åtte vertsbit gir 2⁸ = 256 adresser. Et /26-nettverk har bare 6 vertsbit igjen, og inneholder derfor 2⁶ = 64 adresser.

Subnettmasken skriver den samme delingen som en adresse: én 1-bit for hver nettverksbit og én 0-bit for hver vertsbit. For /24 blir det 255,255.255,0. Wildcardmasken inverterer hver bit i subnettmasken. Tilgangslister i rutere, særlig på Cisco-utstyr, sammenligner adresser med wildcardmasker, og derfor viser verktøyet begge.

Formelen for delnett

For en prefikslengde p mellom 0 og 30 bruker kalkulatoren disse reglene, definert av RFC 950 og RFC 4632:

• Delnettmaske = de øverste p bitene i ordet på 32 bit satt til 1.
• Nettverksadresse = IP-adresse OG delnettmaske (et bitvist OG beholder en bit bare når begge inndataene har en 1).
• Kringkastingsadresse = nettverksadresse ELLER jokertegnmaske (hver vertsbit satt til 1).
• Totalt antall adresser = 2⁽³²⁻ᵖ⁾.
• Brukbare verter = 2⁽³²⁻ᵖ⁾ − 2. Subtraksjonen fjerner nettverksadressen og kringkastingsadressen, som RFC 950 og RFC 919 reserverer.
• Første brukbare vert = nettverksadresse + 1. Siste brukbare vert = kringkastingsadresse − 1.

To prefikslengder følger andre regler. Et /31 inneholder nøyaktig 2 adresser, og RFC 3021 gjør begge brukbare som verter på en punkt-til-punkt-lenke, uten noen kringkastingsadresse. Et /32 identifiserer én enkelt adresse: 1 totalt, 1 brukbar, ingen kringkastingsadresse. I disse to tilfellene kaller verktøyet den første adressen «Prefiksbase» i stedet for «Nettverksadresse», siden ingen av blokkene reserverer en adresse til å identifisere nettverket.

Alle resultater kommer fra aritmetikk på ett tall på 32 bit. Verktøyet lister aldri adressene én etter én, så et /0 som dekker alle 4 294 967 296 IPv4-adresser, beregnes like raskt som et /32.

Eksempel

For adressen 10.128.7.33 med prefikslengde /26:

1. Subnettmaske: 26 ett-biter etterfulgt av 6 null-biter er 11111111,11111111.11111111,11000000, som tilsvarer 255,255.255,192.
2. Nettverksadresse: utfør OG på adressen og masken. De tre første oktettene forblir uendret. I den siste oktetten er 33 00100001 binært; OG med 11000000 gir 00000000, som er 0. Nettverksadressen er 10.128.7.0, så CIDR-notasjonen er 10.128.7.0/26.
3. Broadcastadresse: sett alle 6 vertsbitene til 1. Den siste oktetten blir 00111111, som er 63. Broadcastadressen er 10,128.7,63.
4. Antall: 2⁶ = 64 adresser totalt, og 64 − 2 = 62 brukbare verter.
5. Vertsområde: 10.128.7.1 til 10,128.7,62.
6. Wildcardmaske: den inverse av subnettmasken, 0,0.0,63.

Et annet eksempel med verktøyets standardinndata, 192.168.1.10/24: nettverk 192.168.1.0, broadcast 192.168.1.255, verter 192.168.1.1 til 192.168.1.254, 254 brukbare verter av 256 totalt, subnettmaske 255.255.255.0, wildcardmaske 0,0.0,255.

Konvensjoner verktøyet følger

Oktetter med innledende nuller avvises. Verktøyet avviser 010.1.1.1 i stedet for å tolke den som 10,1.1,1. Dette er bevisst. POSIX-funksjonen inet_aton, som ligger bak ping, curl og de fleste operativsystemenes navneoppslag, tolker en oktett med innledende null som oktal, slik at 010.1.1.1 betyr 8.1.1.1 for disse programmene. Ingen antakelse om desimal eller oktal kan stemme med alle lesere, så verktøyet godtar ingen av delene. Et prefiks skrevet som /08 avvises av samme grunn.

Vertstallet trekker fra to. Noen kalkulatorer oppgir blokkens råstørrelse som vertstallet. Dette verktøyet følger RFC 950: i enhver blokk fra /0 til /30 identifiserer vertsdelens bare nuller nettverket, mens vertsdelens bare ett-tall er kringkastingen. Begge utelates derfor, og et /24 har 254 brukbare verter, ikke 256.

Et /31 har to brukbare verter. Eldre tekster, skrevet før RFC 3021 (publisert i 2000), kaller et /31 ubrukelig fordi det å trekke fra de to reserverte adressene gir null. RFC 3021 fjernet begge reservasjonene for punkt-til-punkt-lenker, og rutere har støttet dette i flere tiår. Derfor rapporterer verktøyet 2 brukbare verter og ingen kringkastingsadresse.

Alle prefikser fra /0 til /32 godtas. Et /0 er en gyldig blokk som dekker hele IPv4-adresserommet, i samsvar med at 0.0.0.0/0 vises i rutetabeller som standardruten.

Bare IPv4. IPv6 (RFC 4291) bruker adresser på 128 bit og en annen notasjon, og omfattes ikke av dette verktøyet. Verktøyet markerer heller ikke områder for spesielle formål, som private adresser eller loopback-adresser (RFC 6890); det rapporterer bare adressearitmetikken.

Ofte stilte spørsmål

Hvor mange brukbare verter har et /24? 254. Et /24 har 8 vertsbit igjen, som gir 2⁸ = 256 adresser. To er reserverte: nettverksadressen og kringkastingsadressen. Det gir 254 adresser for enheter.

Hva er en jokertegnmaske? Den bitvise inverse av delnettmasken. Der delnettmasken har 1, har jokertegnmasken 0, og omvendt. For masken 255.255.255.0 er jokertegnmasken 0,0.0,255. Tilgangslister på mange rutere bruker jokertegnmasker til å beskrive hvilke adresser en regel gjelder for.

Hvorfor viser et /31 ingen kringkastingsadresse? Et /31 inneholder bare to adresser. Hvis én reserveres til nettverket og én til kringkasting, blir ingen igjen. Derfor definerer RFC 3021 et /31 som en punkt-til-punkt-lenke der begge adressene er verter, og ingen kringkastingsadresse finnes. Kalkulatoren rapporterer 2 brukbare verter og markerer kringkasting som ikke relevant.

Hvorfor avvises 010.1.1.1 i stedet for å leses som 10.1.1.1? Fordi operativsystemer er uenige med en ren desimaltolkning. POSIX inet_aton leser en oktett med innledende null som oktal, så 010 betyr 8 på de fleste systemer. Å avvise inndataene er den eneste løsningen som ikke i det stille kan avvike fra det brukerens egen maskin ville gjort.

Hva er forskjellen mellom totalt antall adresser og brukbare verter? Totalt antall adresser er blokkens fulle størrelse, 2 opphøyd i (32 minus prefikslengden). Antall brukbare verter er dette tallet minus de to reserverte adressene, bortsett fra i et /31 (begge er brukbare) og et /32 (den ene adressen er verten).

Hva betyr nettverksadressen til 192.168.1.10/24? Den er 192.168.1.0, funnet ved å beholde de første 24 bitene av adressen og sette vertsbitene til null. Den identifiserer hele delnettet og kan ikke tildeles en enhet.

Referanser

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