เครื่องคำนวณซับเน็ต IP

เครื่องคำนวณซับเน็ต IP ใช้คำนวณรายละเอียดเครือข่ายของที่อยู่ IPv4 และความยาวคำนำหน้า จากข้อมูลสองอย่างนี้จะหาที่อยู่เครือข่าย ที่อยู่บรอดคาสต์ ช่วงที่อยู่โฮสต์ที่ใช้งานได้ ซับเน็ตมาสก์ และไวลด์การ์ดมาสก์

เครื่องคำนวณทำอะไร

เครื่องมือนี้รับที่อยู่ IPv4 ที่เขียนเป็นตัวเลขสี่ชุดคั่นด้วยจุด เช่น 192.168.1.10 และความยาวคำนำหน้าตั้งแต่ 0 ถึง 32 นอกจากนี้ยังใช้รูปแบบ CIDR ที่เขียนทั้งสองส่วนรวมกันได้ เช่น 192.168.1.10/24 โดยส่วน /24 จะถูกย้ายไปยังช่องคำนำหน้าโดยอัตโนมัติ

เครื่องคำนวณจะแสดงผลดังนี้:

สัญกรณ์ CIDR: เครือข่ายในรูปแบบที่อยู่/คำนำหน้า เช่น 192.168.1.0/24
ที่อยู่เครือข่าย: ที่อยู่แรกในบล็อก ใช้ระบุเครือข่ายเอง
ที่อยู่บรอดคาสต์: ที่อยู่สุดท้ายในบล็อก ข้อความที่ส่งไปยังที่อยู่นี้จะไปถึงโฮสต์ทุกเครื่องในซับเน็ต
ช่วงที่อยู่โฮสต์ที่ใช้งานได้: ที่อยู่แรกและที่สุดท้ายที่อุปกรณ์สามารถใช้งานได้จริง
โฮสต์ที่ใช้งานได้ และ ที่อยู่ทั้งหมด: จำนวนที่อยู่ที่บล็อกมี และจำนวนที่ว่างสำหรับอุปกรณ์
ซับเน็ตมาสก์ และ ไวลด์การ์ดมาสก์: มาสก์ในรูปแบบจุด เช่น 255.255.255.0 และค่าผกผันของมันคือ 0.0.0.255
ซับเน็ตมาสก์ที่แสดงทีละบิต โดยมีแปดบิตต่อหนึ่งอ็อกเท็ต

ผลลัพธ์เป็นไปตาม RFC 791 (การกำหนดที่อยู่ IPv4), RFC 4632 (สัญกรณ์ CIDR), RFC 950 ร่วมกับ RFC 919 และ RFC 922 (การสงวนที่อยู่เครือข่ายและบรอดคาสต์) และ RFC 3021 (ลิงก์แบบจุดต่อจุด /31)

ซับเน็ตทำงานอย่างไร

ที่อยู่ IPv4 เป็นตัวเลขขนาด 32 บิต เขียนเป็นอ็อกเท็ตสี่ตัว โดยแต่ละอ็อกเท็ตมี 8 บิตและเก็บค่าได้ตั้งแต่ 0 ถึง 255 ความยาวคำนำหน้าจะแบ่งบิตทั้ง 32 ออกเป็นสองส่วน บิตแรกจำนวนเท่าที่คำนำหน้าระบุใช้ระบุเครือข่าย ส่วนบิตที่เหลือใช้ระบุโฮสต์ภายในเครือข่ายนั้น

เครือข่าย /24 สงวน 24 บิตไว้สำหรับส่วนเครือข่าย และเหลือ 8 บิตสำหรับโฮสต์ บิตโฮสต์แปดบิตให้ที่อยู่ 2⁸ = 256 รายการ เครือข่าย /26 เหลือบิตโฮสต์เพียง 6 บิต จึงมีที่อยู่ 2⁶ = 64 รายการ

ซับเน็ตมาสก์เขียนการแบ่งส่วนเดียวกันในรูปที่อยู่ โดยใช้บิต 1 สำหรับบิตเครือข่ายทุกบิต และบิต 0 สำหรับบิตโฮสต์ทุกบิต สำหรับ /24 จะได้ 255.255.255.0 ไวลด์การ์ดมาสก์กลับค่าทุกบิตของซับเน็ตมาสก์ รายการควบคุมการเข้าถึงของเราเตอร์ โดยเฉพาะในอุปกรณ์ Cisco จะจับคู่ที่อยู่ด้วยไวลด์การ์ดมาสก์ เครื่องมือนี้จึงแสดงทั้งสองค่า

สูตรซับเน็ต

สำหรับความยาวคำนำหน้า p ระหว่าง 0 ถึง 30 เครื่องคำนวณใช้กฎต่อไปนี้ ซึ่งกำหนดโดย RFC 950 และ RFC 4632:

ซับเน็ตมาสก์ = บิตลำดับสูงสุดจำนวน p บิตของคำขนาด 32 บิต ซึ่งกำหนดค่าเป็น 1
ที่อยู่เครือข่าย = ที่อยู่ IP AND ซับเน็ตมาสก์ (การ AND ระดับบิตจะคงบิตไว้เฉพาะตำแหน่งที่อินพุตทั้งสองมีค่า 1)
ที่อยู่บรอดคาสต์ = ที่อยู่เครือข่าย OR ไวลด์การ์ดมาสก์ (กำหนดบิตโฮสต์ทุกบิตเป็น 1)
ที่อยู่ทั้งหมด = 2⁽³²⁻ᵖ⁾
โฮสต์ที่ใช้งานได้ = 2⁽³²⁻ᵖ⁾ − 2 การลบนี้ตัดที่อยู่เครือข่ายและที่อยู่บรอดคาสต์ออก ซึ่ง RFC 950 และ RFC 919 สงวนไว้
โฮสต์แรกที่ใช้งานได้ = ที่อยู่เครือข่าย + 1 โฮสต์สุดท้ายที่ใช้งานได้ = ที่อยู่บรอดคาสต์ − 1

ความยาวคำนำหน้าสองค่าใช้กฎต่างกัน /31 มีที่อยู่พอดี 2 รายการ และ RFC 3021 กำหนดให้ทั้งสองรายการเป็นโฮสต์ที่ใช้งานได้บนลิงก์แบบจุดต่อจุด โดยไม่มีที่อยู่บรอดคาสต์เลย /32 ระบุที่อยู่เดียว: ทั้งหมด 1 รายการ ใช้งานได้ 1 รายการ และไม่มีบรอดคาสต์ สำหรับสองกรณีนี้ เครื่องมือเรียกที่อยู่แรกว่า "ฐานคำนำหน้า" แทน "ที่อยู่เครือข่าย" เนื่องจากไม่มีบล็อกใดสงวนที่อยู่ไว้เพื่อระบุเครือข่าย

ผลลัพธ์ทุกอย่างมาจากการคำนวณทางเลขคณิตบนตัวเลขขนาด 32 บิตเพียงหนึ่งตัว เครื่องมือไม่แสดงที่อยู่ทีละรายการ ดังนั้น /0 ที่ครอบคลุมที่อยู่ 4,294,967,296 รายการของ IPv4 จึงคำนวณได้เร็วพอ ๆ กับ /32

ตัวอย่างพร้อมวิธีทำ

สำหรับที่อยู่ 10.128.7.33 ที่มีความยาวคำนำหน้า /26:

ซับเน็ตมาสก์: บิตหนึ่งจำนวน 26 บิต ตามด้วยบิตศูนย์จำนวน 6 บิต คือ 11111111.11111111.11111111.11000000 ซึ่งเขียนได้เป็น 255.255.255.192
ที่อยู่เครือข่าย: AND ที่อยู่กับมาสก์ อ็อกเท็ตสามชุดแรกคงเดิม ในอ็อกเท็ตสุดท้าย 33 คือ 00100001 ในเลขฐานสอง เมื่อ AND กับ 11000000 จะได้ 00000000 ซึ่งคือ 0 ที่อยู่เครือข่ายคือ 10.128.7.0 ดังนั้นสัญกรณ์ CIDR คือ 10.128.7.0/26
ที่อยู่บรอดคาสต์: กำหนดบิตโฮสต์ทั้ง 6 บิตเป็น 1 อ็อกเท็ตสุดท้ายจะเป็น 00111111 ซึ่งคือ 63 ที่อยู่บรอดคาสต์คือ 10.128.7.63
จำนวน: ที่อยู่ทั้งหมด 2⁶ = 64 รายการ และโฮสต์ที่ใช้งานได้ 64 − 2 = 62 รายการ
ช่วงโฮสต์: 10.128.7.1 ถึง 10.128.7.62
ไวลด์การ์ดมาสก์: ค่าผกผันของซับเน็ตมาสก์ คือ 0.0.0.63

ตัวอย่างที่สองใช้ค่าเริ่มต้นของเครื่องมือ 192.168.1.10/24: เครือข่าย 192.168.1.0, บรอดคาสต์ 192.168.1.255, โฮสต์ตั้งแต่ 192.168.1.1 ถึง 192.168.1.254, โฮสต์ที่ใช้งานได้ 254 รายการจากทั้งหมด 256 รายการ, ซับเน็ตมาสก์ 255.255.255.0 และไวลด์การ์ดมาสก์ 0.0.0.255

หลักเกณฑ์ที่เครื่องมือใช้

ปฏิเสธอ็อกเท็ตที่เติมศูนย์นำหน้า เครื่องมือปฏิเสธ 010.1.1.1 แทนที่จะอ่านเป็น 10.1.1.1 นี่เป็นการจงใจ ฟังก์ชัน POSIX inet_aton ซึ่งอยู่เบื้องหลัง ping, curl และตัวแก้ไขชื่อของระบบปฏิบัติการส่วนใหญ่ ถือว่าอ็อกเท็ตที่มีศูนย์นำหน้าเป็นเลขฐานแปด ดังนั้น 010.1.1.1 จึงหมายถึง 8.1.1.1 สำหรับโปรแกรมเหล่านั้น ไม่มีการตีความแบบเลขฐานสิบหรือฐานแปดแบบใดที่ตรงกันได้กับผู้อ่านทุกแบบ เครื่องมือจึงไม่รับทั้งสองแบบ คำนำหน้าที่เขียนเป็น /08 ก็ถูกปฏิเสธด้วยเหตุผลเดียวกัน

จำนวนโฮสต์ลบสอง เครื่องคำนวณบางตัวรายงานขนาดบล็อกดิบเป็นจำนวนโฮสต์ เครื่องมือนี้ทำตาม RFC 950: ในบล็อกใด ๆ ตั้งแต่ /0 ถึง /30 ส่วนโฮสต์ที่เป็นศูนย์ทั้งหมดใช้ระบุเครือข่าย และส่วนโฮสต์ที่เป็นหนึ่งทั้งหมดใช้เป็นบรอดคาสต์ ดังนั้นจึงตัดทั้งสองรายการออก และ /24 มีโฮสต์ที่ใช้งานได้ 254 รายการ ไม่ใช่ 256

/31 มีโฮสต์ที่ใช้งานได้สองรายการ ตำราเก่าที่เขียนก่อน RFC 3021 (เผยแพร่ใน 2000) ถือว่า /31 ใช้งานไม่ได้ เพราะการลบที่อยู่สงวนสองรายการทำให้เหลือศูนย์ RFC 3021 ยกเลิกการสงวนทั้งสองรายการสำหรับลิงก์แบบจุดต่อจุด และเราเตอร์รองรับวิธีนี้มาหลายทศวรรษแล้ว เครื่องมือจึงรายงานโฮสต์ที่ใช้งานได้ 2 โฮสต์และไม่มีที่อยู่บรอดคาสต์

ยอมรับคำนำหน้าตั้งแต่ /0 ถึง /32 /0 เป็นบล็อกที่ถูกต้องและครอบคลุมพื้นที่ IPv4 ทั้งหมด สอดคล้องกับการที่ 0.0.0.0/0 ปรากฏในตารางเส้นทางในฐานะเส้นทางเริ่มต้น

เฉพาะ IPv4 เท่านั้น IPv6 (RFC 4291) ใช้ที่อยู่ขนาด 128 บิตและสัญกรณ์ต่างกัน จึงอยู่นอกขอบเขตของเครื่องมือนี้ เครื่องมือยังไม่ตรวจจับช่วงที่อยู่สำหรับวัตถุประสงค์พิเศษ เช่น ที่อยู่ส่วนตัวหรือที่อยู่ลูปแบ็ก (RFC 6890) แต่รายงานเฉพาะการคำนวณทางเลขคณิตของที่อยู่

คำถามที่พบบ่อย

/24 มีโฮสต์ที่ใช้งานได้กี่รายการ 254. /24 เหลือบิตโฮสต์ 8 บิต ทำให้มีที่อยู่ 2⁸ = 256 รายการ สองรายการถูกสงวนไว้ ได้แก่ ที่อยู่เครือข่ายและที่อยู่บรอดคาสต์ จึงเหลือ 254 รายการสำหรับอุปกรณ์

ไวลด์การ์ดมาสก์คืออะไร ค่าผกผันของซับเน็ตมาสก์ทีละบิต ตำแหน่งที่ซับเน็ตมาสก์มีค่า 1 ไวลด์การ์ดมาสก์จะมีค่า 0 และกลับกัน สำหรับมาสก์ 255.255.255.0 ไวลด์การ์ดคือ 0.0.0.255 รายการควบคุมการเข้าถึงบนเราเตอร์จำนวนมากใช้ไวลด์การ์ดมาสก์เพื่อระบุว่ากฎจะจับคู่ที่อยู่ใด

เหตุใด /31 จึงไม่แสดงที่อยู่บรอดคาสต์ /31 มีที่อยู่เพียงสองรายการ หากสงวนหนึ่งรายการสำหรับเครือข่ายและอีกหนึ่งรายการสำหรับบรอดคาสต์ก็จะไม่เหลือที่อยู่ RFC 3021 จึงกำหนดให้ /31 เป็นลิงก์แบบจุดต่อจุดที่ทั้งสองที่อยู่เป็นโฮสต์ และไม่มีที่อยู่บรอดคาสต์ เครื่องคำนวณรายงานโฮสต์ที่ใช้งานได้ 2 รายการ และระบุว่าบรอดคาสต์ไม่เกี่ยวข้อง

เหตุใดจึงปฏิเสธ 010.1.1.1 แทนที่จะอ่านเป็น 10.1.1.1 เพราะระบบปฏิบัติการไม่เห็นตรงกันกับการอ่านเป็นเลขฐานสิบทั่วไป POSIX inet_aton อ่านอ็อกเท็ตที่มีศูนย์นำหน้าเป็นเลขฐานแปด ดังนั้น 010 จึงหมายถึง 8 สำหรับระบบส่วนใหญ่ การปฏิเสธอินพุตเป็นวิธีเดียวที่ไม่ทำให้ผลลัพธ์แตกต่างจากสิ่งที่เครื่องของผู้ใช้จะดำเนินการโดยไม่แจ้งให้ทราบ

ที่อยู่ทั้งหมดกับโฮสต์ที่ใช้งานได้แตกต่างกันอย่างไร ที่อยู่ทั้งหมดคือขนาดเต็มของบล็อก เท่ากับ 2 ยกกำลัง (32 ลบด้วยความยาวคำนำหน้า) ส่วนโฮสต์ที่ใช้งานได้คือจำนวนนั้นลบที่อยู่สงวนสองรายการ ยกเว้น /31 (ใช้งานได้ทั้งสองรายการ) และ /32 (ที่อยู่เดียวเป็นโฮสต์)

ที่อยู่เครือข่ายของ 192.168.1.10/24 หมายถึงอะไร คือ 192.168.1.0 ซึ่งได้จากการคงบิต 24 แรกของที่อยู่ไว้และกำหนดบิตโฮสต์เป็นศูนย์ ที่อยู่นี้ระบุซับเน็ตโดยรวมและไม่สามารถกำหนดให้แก่อุปกรณ์ได้

เอกสารอ้างอิง

Postel, J. "RFC 791: อินเทอร์เน็ตโพรโทคอล" IETF, 1981
Mogul, J. และ J. Postel "RFC 950: ขั้นตอนมาตรฐานอินเทอร์เน็ตสำหรับการแบ่งซับเน็ต" IETF, 1985
Mogul, J. "RFC 919: การบรอดคาสต์อินเทอร์เน็ตดาตาแกรม" IETF, 1984
Fuller, V. และ T. Li "RFC 4632: การเราติ้งระหว่างโดเมนแบบไร้คลาส (CIDR)" IETF, 2006
Retana, A. และคณะ "RFC 3021: การใช้คำนำหน้าขนาด 31 บิตบนลิงก์แบบจุดต่อจุดของ IPv4" IETF, 2000

IP Subnet Calculator: CIDR, Netmask และช่วงโฮสต์