Trình tính toán mạng con

Địa chỉ IP của thiết bị là mã định danh duy nhất chứa thông tin về vị trí của thiết bị này và mức độ sẵn có của thiết bị để liên hệ với thiết bị.

Sự hiện diện của địa chỉ IP cho các thiết bị là điều kiện tiên quyết để trao đổi thông tin giữa chúng. Để hiểu đơn giản hơn về thuật ngữ "địa chỉ IP", chúng ta có thể rút ra một sự tương tự với một địa chỉ bưu điện nổi tiếng, cho phép gửi thư hoặc bưu kiện đến một người nhận được xác định nghiêm ngặt. Quá trình tương tự xảy ra khi gửi thông tin (tin nhắn) từ thiết bị này sang thiết bị khác. Trong hoạt động này, địa chỉ IP đóng vai trò của địa chỉ bưu chính. IP viết tắt là viết tắt của "Giao thức Internet" và đề cập đến một bộ quy tắc xác định định dạng dữ liệu chúng tôi gửi qua Internet (mạng cục bộ).

Địa chỉ IP cụ thể của thiết bị

Địa chỉ IP tiêu chuẩn mà chúng ta có thể thấy trên mạng là một tập hợp các số được chia thành 4 nhóm bằng dấu chấm.

192.168.0.1 là địa chỉ IP phổ biến nhất cho hầu hết các bộ định tuyến và modem. Nhiều người trong chúng ta đã nhiều lần nhập tổ hợp ký tự này để vào menu cài đặt modem hoặc bộ định tuyến.

Trong địa chỉ trên, chúng ta có 4 số, mỗi số được biểu diễn dưới dạng một octet - một số nhị phân gồm tám chữ số. Các giá trị của nó có thể được mô tả trong phạm vi từ 0000 0000 đến 1111 1111. Ngoài ra, mô tả có thể được viết bằng ký hiệu thập phân và có phạm vi từ 0 đến 255 (256 giá trị).

Trong trường hợp này, phạm vi địa chỉ là 0.0.0.0 đến 255.255.255.255. Khi đếm tất cả các mục có thể, tức là địa chỉ IP, chúng tôi nhận được số 4.294.967.296.

Định dạng bản ghi ở trên được gọi là IPv4 và là dạng địa chỉ 32-bit tiêu chuẩn. Hiện tại, nó là phổ biến nhất và có nhu cầu trên mạng. Tuy nhiên, IPv4 không phải là duy nhất có thể, còn có một tiêu chuẩn 128-bit được gọi là IPv6. Số lượng địa chỉ ở định dạng này có giá trị đến mức nó có thể cung cấp hàng nghìn tỷ địa chỉ cho mọi cư dân trên hành tinh của chúng ta.

Trong mô tả của chúng tôi, chúng tôi sẽ tuân thủ tiêu chuẩn IPv4, tuy nhiên, tất cả các quy tắc và nguyên tắc đều khá phù hợp với IPv6.

Thành phần của địa chỉ IP

Địa chỉ IP tiêu chuẩn không chỉ là một tập hợp số, mục nhập này chứa thông tin và về mặt cấu trúc, nó có thể được chia thành hai phần:

số máy chủ,
số mạng.

Ví dụ: mục nhập địa chỉ 192.168.1.34 quen thuộc chứa thông tin sau:

192.168.1 — số mạng,
34 là số thiết bị (máy chủ) của bạn.

Nhân tiện, tất cả các thiết bị trên cùng một mạng sẽ bắt đầu ở 192.168.1. Nếu địa chỉ IP của thiết bị chứa mục 192.168.2 thì thiết bị đó sẽ không thể liên lạc với thiết bị trước đó (192.168.1). Để kết nối các thiết bị như vậy với nhau, bạn sẽ cần một bộ định tuyến riêng để đảm bảo hoàn thành nhiệm vụ này. Bộ định tuyến này sẽ hoạt động như một cầu nối - dữ liệu từ một mạng sẽ có thể truyền qua mạng này đến một mạng khác.

Phân loại địa chỉ IP

Để hợp lý hóa công việc với địa chỉ IP, chúng được phân loại theo các loại sau.

Loại A - mạng lớn.
Loại B - mạng trung bình.
Loại C - mạng nhỏ.
Loại D - địa chỉ dành riêng có định dạng 127.0.0.0 (máy chủ cục bộ).
Lớp E - địa chỉ dành riêng ở định dạng 192.168.X.X. (ID của modem và bộ định tuyến).

Mặc dù số lượng địa chỉ IP có sẵn dường như rất lớn, nhưng chúng vẫn còn thiếu so với số lượng thiết bị (máy chủ) trên mạng. Vấn đề này đã dẫn đến việc chuyển sang sử dụng tích cực các địa chỉ IP của tiêu chuẩn IPv6 trong công việc của các nhà cung cấp Internet. Tuy nhiên, nếu một địa chỉ ở định dạng IPv4 có thể dễ dàng chuyển đổi thành IPv6 thì không thể chuyển đổi lại địa chỉ đó thành IPv4 được nữa.

Do không phải tất cả các nhà cung cấp đều chuyển thuê bao của họ từ định dạng IPv4 sang định dạng IPv6 nên có sự thống trị của cả hai địa chỉ trong mạng. Vấn đề với việc sử dụng kết hợp các tiêu chuẩn khác nhau này là tính không tương thích của chúng và để giải quyết vấn đề này, một thuật toán đặc biệt gọi là "tạo đường hầm" được sử dụng. Nó bao gồm việc tạo một kênh đặc biệt mà qua đó các thiết bị có tiêu chuẩn địa chỉ IP khác nhau có thể trao đổi thông tin.

Biết các tính năng của thiết bị địa chỉ IP là điều kiện tiên quyết nếu bạn cần thiết kế mạng một cách độc lập, cũng như khi giải quyết một số tác vụ khác liên quan đến thiết lập Internet và mạng cục bộ.

Bộ tính mặt nạ mạng con

Mặt nạ mạng con là một thuật toán đặc biệt cho phép bạn trích xuất số mạng và số thiết bị (máy chủ) từ một địa chỉ IP. Nhìn bề ngoài, mục nhập mặt nạ mạng con có thể dễ bị nhầm lẫn với một địa chỉ IP thông thường, nhưng trên thực tế, ký hiệu của nó chứa một chuỗi các số 1 và 0, cho biết số mạng chiếm bao nhiêu bit trong địa chỉ IP và bao nhiêu bit. theo số của thiết bị (máy chủ).

Ngoài ra, với sự trợ giúp của thuật toán này, một số mạng con được tạo trong một mạng lớn duy nhất. Nếu phương pháp này được triển khai, các mạng con có thể được kết nối bằng một máy tính hoạt động như một bộ định tuyến. Cách tiếp cận này cho phép các máy chủ từ các mạng khác nhau kết nối với nhau.

Mặt nạ mạng con là gì và cách tính nó

Mặt nạ mạng con, giống như địa chỉ IP, bao gồm bốn số: 255.255.0.0.

Phần đầu của mục trông giống với định dạng của một địa chỉ IP. Nếu mục nhập trên được biểu thị bằng mã nhị phân, thì chuỗi sau sẽ thu được: 1111 1111 0000 0000. Trong mục nhập này, số 0 cung cấp thông tin về số thiết bị (máy chủ) và số 1 - về số mạng.

Để tạo mặt nạ, theo quy tắc, hãy sử dụng toán tử logic "AND" và "NOT". Khi biết cách chúng hoạt động, chúng ta thực tế có thể lấy mặt nạ mạng con từ bất kỳ địa chỉ IP cụ thể nào.

Cách chọn mặt nạ mạng con

Trong hầu hết các trường hợp, mặt nạ mạng con được đặt theo chương trình. Điều này có thể được thực hiện khi cấu hình máy chủ hoặc hệ thống. Để người dùng tìm ra mặt nạ mạng con, bạn cần tìm mô tả của nó, có thể tìm thấy mô tả này trong cài đặt mạng nâng cao.

Mặt nạ chứa thông tin về số bit trong số mạng. Ví dụ: đối với một mạng lớn, chỉ có số đầu tiên là một số: 255.0.0.0. Đối với một mạng nhỏ, mục nhập 255.255.255.0 sẽ phù hợp, trong đó số mạng được biểu thị bằng ba số đầu tiên.

Một cách khác để sử dụng mặt nạ mạng con

Làm nổi bật số thiết bị và số mạng bằng cách sử dụng mặt nạ mạng con không phải là tính năng hữu ích duy nhất của chúng.

Sử dụng thuật toán này, có thể chia các mạng lớn thành các mạng nhỏ hơn. Ví dụ: chúng ta có thể sử dụng cơ hội này khi đối mặt với nhiệm vụ phân chia mạng lưới chung của công ty thành các phòng ban và văn phòng tách biệt với nhau nhưng nằm trong cùng một tòa nhà.

Giả sử chúng ta có số mạng là 185.12.0.0 với mặt nạ là 255.255.0.0. Hệ thống mạng này có khả năng cung cấp hơn 65.000 thiết bị, đủ chỗ cho tất cả các máy tính trong một văn phòng.

Nhưng phải làm gì khi chúng tôi có nhiều văn phòng nhỏ trong cùng một tòa nhà và chúng tôi cần tất cả các văn phòng đó được kết nối với mạng? Tạo một mạng mới với hàng chục nghìn địa chỉ IP cho từng văn phòng riêng lẻ là một giải pháp khá phi lý. Do đó, chúng tôi tin rằng cách thiết thực nhất để thoát khỏi tình huống này là chia mạng 185.12.0.0 thành các mạng con riêng biệt.

Để thực hiện tác vụ này, chúng ta lấy mặt nạ 255.255.255.0 thay vì 255.255.0.0. Kết quả là chúng ta sẽ có 256 mạng con nhỏ trong một mạng con lớn. Mỗi mạng con có khả năng hỗ trợ 256 thiết bị.

Đối với văn phòng có nhiều thiết bị hơn, chúng ta có thể sử dụng mặt nạ 255.255.254.0. Điều này sẽ cho phép chúng tôi kết nối tối đa 512 thiết bị với mạng, tuy nhiên, số lượng mạng con sẽ giảm xuống còn 128.

Cách đếm mạng con

Việc tính toán mặt nạ mạng con thường trở nên cần thiết - điều này phù hợp với những trường hợp chúng ta cần xác định số lượng địa chỉ IP trong một mạng con hoặc để định cấu hình các thiết bị như modem, bộ định tuyến, v.v.

Đối với những người muốn tính toán số lượng mạng con theo cách thủ công, bạn có thể sử dụng công thức cơ bản chung:

232 - N - 2,

trong đó N là độ dài của mạng con (số bit).

Tuy nhiên, hiếm khi có ai đếm số lượng mạng con theo cách thủ công, bởi vì với mục đích này, có những máy tính đặc biệt trên mạng cho phép bạn thực hiện tất cả các phép tính trực tuyến.

Tính toán mặt nạ mạng con là một nhiệm vụ khá phức tạp, để thực hiện bạn cần biết kiến thức cơ bản về xây dựng mạng. Tuy nhiên, để đơn giản hóa nhiệm vụ này, các chuyên gia đã tạo ra các máy tính đặc biệt có thể đơn giản hóa rất nhiều nhiệm vụ tính toán mặt nạ mạng con khi có tất cả dữ liệu ban đầu.

Trình tính toán mạng con

Công cụ khác