Калкулатор ИП подмрежа: CIDR, маска и опсег хостова

Калкулатор ИП подмрежа

Калкулатор ИП подмрежа израчунава мрежне податке који стоје иза адресе IPv4 и дужине префикса. На основу та два уноса проналази мрежну адресу, адресу за емитовање, опсег употребљивих адреса хостова, маску подмреже и маску џокера.

Шта калкулатор ради

Алат прихвата адресу IPv4 записану као четири броја раздвојена тачкама, на пример 192.168.1.10, и дужину префикса од 0 до 32. Ради и заједнички запис у ЦИДР облику, као што је 192.168.1.10/24: део /24 се сам пребацује у поље префикса.

Калкулатор приказује:

• ЦИДР запис: мрежу у облику адресе и префикса, на пример 192.168.1.0/24.
• Мрежна адреса: прва адреса у блоку. Она означава саму мрежу.
• Адреса за емитовање: последња адреса у блоку. Порука послата на њу стиже до свих хостова у подмрежи.
• Опсег употребљивих адреса хостова: прва и последња адреса коју уређај заиста може да користи.
• Употребљиви хостови и укупан број адреса: број адреса које блок садржи и број адреса доступних уређајима.
• Маска подмреже и маска џокера: маска у тачкастом облику, као што је 255.255.255.0, и њена инверзна вредност, 0.0.0.255.
• Маска подмреже приказана бит по бит, са осам битова по октету.

Резултати су у складу са РФЦ-ом 791 (адресирање IPv4), РФЦ-ом 4632 (ЦИДР запис), РФЦ-ом 950 са РФЦ-овима 919 и 922 (резервације мрежне адресе и адресе за емитовање) и РФЦ-ом 3021 (везе типа тачка‑тачка са префиксом /31).

Како функционише подмрежавање

Адреса IPv4 је број од 32 бита. Записује се као четири октета, при чему сваки октет има 8 битова и садржи вредност од 0 до 255. Дужина префикса дели тих 32 бита на два дела. Први битови, у броју који одређује префикс, означавају мрежу. Преостали битови означавају хост унутар те мреже.

Мрежа /24 задржава 24 бита за мрежни део и оставља 8 битова за хостове. Осам битова за хостове даје 2⁸ = 256 адреса. Мрежа /26 оставља само 6 битова за хостове, па садржи 2⁶ = 64 адресе.

Маска подмреже записује исту поделу као адреса: бит 1 за сваки мрежни бит и бит 0 за сваки бит хоста. За /24 то је 255.255.255.0. Маска џокера инвертује сваки бит маске подмреже. Приступне листе на рутерима, нарочито на опреми компаније Cisco, подударају адресе помоћу маски џокера, због чега алат приказује обе маске.

Формула подмреже

За дужину префикса p између 0 и 30, калкулатор примењује следећа правила, дефинисана РФЦ-ом 950 и РФЦ-ом 4632:

• Маска подмреже = горњих p битова речи ширине 32 бита постављених на 1.
• Мрежна адреса = ИП адреса И маска подмреже (битовска операција И задржава бит само тамо где оба улаза имају 1).
• Адреса за емитовање = мрежна адреса ИЛИ џокерска маска (сви битови хоста постављени на 1).
• Укупан број адреса = 2⁽³²⁻ᵖ⁾.
• Употребљиви хостови = 2⁽³²⁻ᵖ⁾ − 2. Одузимањем се уклањају мрежна адреса и адреса за емитовање, које резервишу РФЦ 950 и РФЦ 919.
• Први употребљиви хост = мрежна адреса + 1. Последњи употребљиви хост = адреса за емитовање − 1.

Две дужине префикса следе другачија правила. Префикс /31 садржи тачно 2 адресе, а РФЦ 3021 обе проглашава употребљивим хостовима на тачка‑тачка вези, без адресе за емитовање. Префикс /32 означава једну адресу: 1 укупно, 1 употребљива, без емитовања. У ова два случаја алат прву адресу назива „Основа префикса“ уместо „Мрежна адреса“, јер ниједан од ових блокова не резервише адресу за означавање мреже.

Сваки резултат потиче из аритметике над једним бројем од 32 бита. Алат никада не наводи адресе једну по једну, па се префикс /0 који обухвата свих 4.294.967.296 IPv4 адреса израчунава једнако брзо као и префикс /32.

Пример са решењем

За адресу 10.128.7.33 са дужином префикса /26:

1. Маска подмреже: 26 јединичних битова, праћених са 6 нултих битова, записује се као 11111111,11111111.11111111,11000000, што се чита као 255.255.255.192.
2. Мрежна адреса: применити операцију И на адресу и маску. Прва три октета остају непромењена. У последњем октету, 33 је у бинарном облику 00100001; операција И са 11000000 даје 00000000, што је 0. Мрежна адреса је 10.128.7.0, па је ЦИДР запис 10.128.7.0/26.
3. Адреса за емитовање: поставите свих 6 битова хоста на 1. Последњи октет постаје 00111111, што је 63. Адреса за емитовање је 10.128.7.63.
4. Бројеви: 2⁶ = 64 укупних адреса, а 64 − 2 = 62 употребљива хоста.
5. Опсег адреса хостова: од 10.128.7.1 до 10.128.7.62.
6. Маска џокера: инверзна вредност маске подмреже, 0.0.0.63.

Други пример са подразумеваним уносом алата, 192.168.1.10/24: мрежа 192.168.1.0, адреса за емитовање 192.168.1.255, опсег хостова од 192.168.1.1 до 192.168.1.254, укупно 254 употребљивих адреса хостова од 256 адреса, маска подмреже 255.255.255.0 и маска џокера 0.0.0.255.

Конвенције које алат следи

Октети са допуњавањем нулама се одбијају. Алат одбија 010.1.1.1 уместо да је прочита као 10.1.1.1. То је намерно. Функција POSIX inet_aton, која се користи у програмима ping и curl и у већини резолвера оперативних система, октет са водећом нулом тумачи као октални број, па 010.1.1.1 за те програме значи 8.1.1.1. Ниједно тумачење, ни децимално ни октално, не може да се слаже са сваким читачем, па алат не прихвата ниједно. Префикс записан као /08 одбија се из истог разлога.

Број хостова умањује се за два. Неки калкулатори пријављују сирову величину блока као број хостова. Овај алат следи РФЦ 950: у сваком блоку од /0 до /30, део хоста са свим нулама означава мрежу, а део са свим јединицама је адреса за емитовање, па се оба искључују и префикс /24 има 254 употребљива хоста, а не 256.

Префикс /31 има два употребљива хоста. Старији текстови, написани пре РФЦ-а 3021 (објављеног 2000), сматрају /31 неупотребљивим јер одузимање две резервисане адресе оставља нулу. РФЦ 3021 уклонио је обе резервације за тачка‑тачка везе, а рутери то подржавају већ деценијама, па алат приказује 2 употребљива хоста и без адресе за емитовање.

Прихвата се сваки префикс од /0 до /32. Префикс /0 је важећи блок који обухвата цео простор IPv4 адреса, што одговара начину на који се 0.0.0.0/0 у табелама рутирања појављује као подразумевана рута.

Само IPv4. IPv6 (РФЦ 4291) користи адресе од 128 битова и другачији запис, па није обухваћен овим алатом. Алат такође не означава опсеге посебне намене, као што су приватне адресе или адресе повратне петље (РФЦ 6890); приказује само аритметику адреса.

Најчешће постављана питања

Колико употребљивих хостова има префикс /24? 254. Префикс /24 оставља 8 битова за хостове, што даје 2⁸ = 256 адреса. Две су резервисане: мрежна адреса и адреса за емитовање. За уређаје преостаје 254 адреса.

Шта је маска џокера? Инверзна вредност маске подмреже, бит по бит. Тамо где маска подмреже има 1, маска џокера има 0, и обрнуто. За маску 255.255.255.0 маска џокера је 0.0.0.255. Приступне листе на многим рутерима користе маске џокера за опис адреса на које се правило примењује.

Зашто се за префикс /31 не приказује адреса за емитовање? Префикс /31 садржи само две адресе. Резервација једне за мрежу и једне за емитовање не би оставила ниједну, па РФЦ 3021 дефинише /31 као тачка‑тачка везу на којој су обе адресе хостови и нема адресе за емитовање. Калкулатор приказује 2 употребљива хоста и означава емитовање као неприменљиво.

Зашто се 010.1.1.1 одбија уместо да се прочита као 10.1.1.1? Зато што се оперативни системи не слажу са обичним децималним тумачењем. ПОСИКС inet_aton октет са почетном нулом чита као октални број, па 010 већини система значи 8. Одбијање уноса је једини одговор који не може тихо да се разликује од онога што би урадио рачунар корисника.

Која је разлика између укупног броја адреса и употребљивих хостова? Укупан број адреса је пуна величина блока, 2 на степен (32 минус дужина префикса). Број употребљивих хостова је тај број умањен за две резервисане адресе, осим код /31 (обе су употребљиве) и /32 (једина адреса је хост).

Шта значи мрежна адреса префикса 192.168.1.10/24? То је 192.168.1.0, добијена задржавањем првих 24 битова адресе и постављањем битова хоста на нулу. Она означава подмрежу као целину и не може се доделити уређају.

Референце

1. Постел, Ј. „РФЦ 791: Интернет протокол.“ ИЕТФ, 1981.
2. Могул, Ј. и Ј. Постел. „РФЦ 950: Поступак стандардног подмрежавања интернета.“ ИЕТФ, 1985.
3. Могул, Ј. „РФЦ 919: Емитовање интернет датаграма.“ ИЕТФ, 1984.
4. Фулер, В. и Т. Ли. „РФЦ 4632: Бескласно рутирање међу доменима (ЦИДР).“ ИЕТФ, 2006.
5. Ретана, А. и др. „РФЦ 3021: Коришћење префикса од 31 бита на тачка‑тачка везама IPv4.“ ИЕТФ, 2000.