Subrețea

Utilizarea unei părți din bitul Hosts în masca de subrețea

În tehnologia informației și telecomunicații, o subrețea sau o subrețea face parte din subdiviziunea unei rețele IP ( Internet Protocol ) unice. Această subdiviziune este într-adevăr vizibilă doar din partea logică a rețelei, ceea ce înseamnă că diferența dintre o rețea și o subrețea este tipul de configurație de rețea pe care o dați computerului ^[1] ^[2] .

Procesul de subrețuire este împărțirea unei singure rețele în grupuri de computere care partajează un anumit prefix de rutare în fiecare adresă IP .

Descriere

Subrețeaua împarte o rețea în mici goluri, care pot utiliza mai eficient spațiul de adrese existent și, atunci când sunt separate fizic, pot preveni rate de coliziune excesive ale pachetelor Ethernet într-o rețea mai mare.

Subrețele pot fi organizate logic într-o arhitectură ierarhică, partiționând organizarea spațiului de adrese de rețea (vezi și Sistem autonom ) într-un arbore de rutare. Ruterele sunt utilizate pentru a schimba traficul între subrețele și pentru a forma granițele logice sau fizice între subrețele. Ei gestionează traficul între subrețele pe baza secvenței de biți de ordin înalt (prefix de rutare) a adreselor.

Un prefix de rutare este secvența celor mai semnificativi biți ( lideri ) ai unei adrese IP. Acesta precede partea de adresă utilizată ca identificator de gazdă . Prefixele de rutare sunt exprimate în notație CIDR , care folosește prima adresă a unei rețele urmată de numărul de biți folosiți de prefix și aceste valori sunt separate de o bară de caractere ( / ). De exemplu, dacă 192.168.1.0/24 este prefixul rețelei IPv4 de pornire, la adresa dată, înseamnă că 24 de biți vor fi alocați pentru numărul de rețea, iar restul (8 biți) pentru adresarea gazdelor individuale . Specificația de adresă din IPv6 2001:db8::/32 este o rețea mare pentru 2 ^{96 de} invitați, cu un prefix de rutare pe 32 de biți, pentru un total de 2 ¹²⁸ combinații diferite.

În rețelele IPv4, prefixul de rutare este tradițional exprimat cu o mască de subrețea , care este masca de biți a prefixului. Această mască este exprimată într-o reprezentare zecimală punctată cu patru octeți . De exemplu, 255.255.255.0 este masca de subrețea pentru prefixul 192.168.1.0/24 .

Toate gazdele dintr-o subrețea pot fi atinse printr-un singur salt de rutare, ceea ce implică faptul că toate gazdele dintr-o subrețea sunt conectate la același link.

De obicei, o subrețea este înțeleasă ca o rețea fizică deservită de un router și, probabil, alcătuită din unul sau mai multe segmente Ethernet, sau de mai multe rețele locale , conectate între ele prin comutatoare de rețea și punți de rețea sau printr-un VLAN ( Virtual Local Area Rețea ). Cu toate acestea, operația de subrețea permite împărțirea logică a rețelei, indiferent de aspectul fizic al unei rețele, datorită capacității de a configura computerele gazdă ale unei subrețele pe baza routerului conectat.

Pe măsură ce performanța rețelei se îmbunătățește, crește și complexitatea rutei de subrețea, datorită faptului că fiecare subrețea conectată local trebuie să fie reprezentată de o intrare separată în tabelul de rutare pentru fiecare ruter conectat. Cu toate acestea, cu o proiectare atentă a rețelei, căile către grupuri de mai multe subrețele îndepărtate pot fi agregate în căi unice. Existența acestei funcționalități de subrețea în routere a permis introducerea rutării între domenii fără clasă (CIDR).

Folosind un tip de subrețea obțin numărul de gazde disponibile

Adresare de rețea

Calculatoarele și dispozitivele care participă la o rețea precum Internetul au fiecare o adresă logică. De obicei, această adresă este unică pentru fiecare dispozitiv și poate fi configurată dinamic (de către un server DHCP ) sau static (de către un administrator). O adresă îndeplinește funcțiile de identificare a gazdei și localizarea acesteia în rețea. Permite unui dispozitiv să comunice cu alte dispozitive conectate la rețea. Cea mai comună schemă de adresare a rețelei este Internet Protocol versiunea 4 (IPv4), în timp ce IPv6 (succesorul său) se află în primele etape ale implementării. O adresă IPv4 este formată din 32 de biți și a fost scrisă într-o formă formată din patru octeți separați prin puncte, numită „ notație punctuală-zecimală ” pentru o lizibilitate clară. O adresă IPv6 este formată din 128 de biți.

Pentru a facilita direcționarea unui pachet de date pe mai multe rețele, adresa este împărțită în două părți:

Prefix de rețea ( Net_ID ): un grup contigu de biți de ordin superior care sunt obișnuiți între toate gazdele dintr-o rețea.
Host Identifier ( Host_ID ): restul de biți de ordin scăzut ai adresei care nu sunt desemnați în prefixul rețelei. Această parte specifică un anumit dispozitiv de rețea locală.

Prefixul rețelei poate fi scris într-o formă identică cu cea a adresei în sine. În IPv4, aceasta se numește masca de subrețea a adresei. De exemplu, pentru a specifica cei mai importanți 18 biți ai unei adrese, adică în format binar, 11111111.11111111.11000000.00000000 , scrieți acest 255.255.192.0 .

O formă alternativă de specificare a prefixului de rutare este să numărați pur și simplu numărul de biți din prefixul de rutare și să adăugați acel număr la adresă cu o bară separatoare (/):

192.168.0.0, 255.255.0.0 mască de rețea
192.168.0.0/16

Ultima notație este utilizată de preferință în rutarea inter-domenii fără clasă și se numește notație CIDR. În IPv6 aceasta este singura formă acceptabilă de indicare a prefixelor de rutare.

Operațiunea de subrețuire

Procesul de subrețare duce la separarea adresei într-o parte care indică rețeaua și o parte care indică gazda. Acest lucru se face printr-un AND binar între adresa IP și masca de subrețea. Rezultatul acestei operațiuni este identificatorul de rețea (Net_ID).

Următorul exemplu se bazează pe crearea rețelelor IPv4. Operația poate fi vizualizată într-un tabel utilizând formate de adresă binare .

	Notare zecimală punctată	Forma binară
adresa IP	192.168.5.130	`11000000.10101000.00000101.10000010`
Mască de rețea	255.255.255.0	`11111111.11111111.11111111.00000000`
Porțiune din rețea	192.168.5.0	`11000000.10101000.00000101.00000000`
Porțiune de gazde	0.0.0.130	`00000000.00000000.00000000.10000010`

În IPv4, masca de subrețea pe 32 de biți are de obicei o secvență de „1” urmată de un bloc de „0”. Ultimul bloc de zerouri desemnează porțiunea de identificare a gazdei.

Subretizarea este un proces de atribuire a biților porțiunii gazdă grupării cu porțiunea de rețea. Aceasta împarte o rețea în subrețele mai mici. Următoarea diagramă modifică exemplul mutând doi biți de la porțiunea gazdă la adresa subrețele pentru a forma o subrețea mai mică:

	Notare zecimală punctată	Forma binară
adresa IP	192.168.5.130	`11000000.10101000.00000101.10000010`
Mască de rețea	255.255.255.192	`11111111.11111111.11111111. 11 000000`
Porțiune din rețea	192.168.5.128	`11000000.10101000.00000101.10000000`
Porțiune de gazde	0.0.0.2	`00000000.00000000.00000000.00000010`

Subrețuire în rețele IPv4

Internet Protocol versiunea 4 utilizează formate de adresă concepute pentru a face mai ușoară recunoașterea funcționalității adreselor. Prima și ultima adresă a subrețelei obținute prin subrețea au în mod tradițional o denumire specială. În plus, toate gazdele IPv4 folosesc ultima adresă dintr-o rețea pentru difuzarea către toate gazdele de pe link ^[3] .

Subrețeaua zero și subrețeaua toate la una

Anterior descurajat (înainte de 1995)

Prima subrețea obținută din subrețea are toți biții din grupul de biți de subrețea setat la zero (0) ^[4] .

Ultima subrețea obținută din subrețea are toți biții din grupul de subrețele setat la unul (1). Prin urmare, se numește subrețea-unu ^[5] .

Confuzia creată de a avea o rețea și o subrețea cu aceeași adresă a dus la o utilizare nesatisfăcătoare a acestor două subrețele. Conform RFC 950 , „Este util să păstrăm și să extindem interpretarea acestor adrese speciale (de rețea și de difuzare) în rețelele subnetizate. Aceasta înseamnă că valorile tuturor zerourilor și ale celor din câmpul de subrețea nu ar trebui să fie atribuite subrețele reale " ^[6] .

Nu mai este descurajat (după RFC 1878 din 1995)

Practica evitării tuturor zerourilor și a celor din subrețea a devenit învechită cu RFC 1878, publicată în 1995. Se afirmă în mod explicit: "Această practică este învechită! Software-ul modern va putea utiliza toate rețelele definibile" ^[7] .

Subrețea și numărul de gazde

Numărul de subrețele disponibile și numărul de gazde posibile din rețea pot fi calculate cu ușurință. În exemplul (de mai sus), doi biți au fost împrumutați pentru a crea subrețele, creând astfel 4 (2 ² ) subrețe posibile.

Net	Rețea (binară)	Adresa de difuzare
192.168.5.0/26	11000000.10101000.00000101. 00 000000	192.168.5.63
192.168.5.64/26	11000000.10101000.00000101. 01 000000	192.168.5.127
192.168.5.128/26	11000000.10101000.00000101. 10 000000	192.168.5.191
192.168.5.192/26	11000000.10101000.00000101. 11 000000	192.168.5.255

Specificația RFC 950 a recomandat rezervarea tuturor zerourilor (a se vedea mai sus) și a tuturor (difuzate) în subrețea, reducând numărul de subrețele disponibile la două. Cu toate acestea, din cauza ineficiențelor stabilite de această convenție, a fost abandonată pentru a fi utilizată pe internet și este utilizată numai atunci când se tratează echipamente învechite care nu implementează notația CIDR. Singurul motiv pentru care nu se utilizează subrețeaua cu toate zerourile este că ar fi ambiguă, deoarece lungimea prefixului nu este disponibilă. Toate protocoalele de rutare conforme CIDR poartă atât lungimea, cât și sufixul. RFC 1878 oferă un tabel de subrețuire cu exemple.

Biții care rămân după subrețea sunt folosiți pentru adresarea gazdelor din subrețea. În exemplul de mai sus, masca de subrețea este formată din 26 de biți, lăsând 6 biți pentru identificatorul gazdei. Aceasta permite 64 de combinații (2 ⁶ ), totuși toate zerourile și toate 1 sunt rezervate pentru ID-ul rețelei și respectiv adresa de difuzare , lăsând 62 de adrese disponibile.

În general, numărul gazdelor disponibile pe o subrețea este (2 ^ n) - 2, unde n este numărul de biți utilizați pentru porțiunea gazdă a adresei.

RFC 3021 specifică o excepție de la această regulă atunci când se ocupă de măști de subrețea de 31 de biți (adică identificatori de gazdă de 1 biți). În astfel de rețele, de obicei legături punct-la-punct, pot fi conectate doar două gazde (punctele finale), iar ID-ul rețelei și adresa de difuzare nu sunt necesare.

Subrețele posibile în cadrul unui / 24 (clasa tradițională C) pe categorie sunt:

Notare CIDR	Net Mask	Subrețea disponibilă	Gazde de rețea disponibile	Total gazde utilizabile
/ 24	255.255.255.0	1	256	254
/ 25	255.255.255.128	2	128	126
/ 26	255.255.255.192	4	64	62
/ 27	255.255.255.224	8	32	30
/ 28	255.255.255.240	16	16	14
/ 29	255.255.255.248	32	8	6
/ 30	255.255.255.252	64	4	2
/ 31	255.255.255.254	128	2	2 ^*

* aplicabil numai în conexiunile punct-la-punct

Calculul imediat al adresei de subrețea

Având în vedere o rețea (IPv4) din care sunt cunoscuți biții care alcătuiesc masca de subrețea ( m ) și se cunoaște adresa celei de-a n-a subrețele, se poate utiliza formula:
$f(n)=(n-1){\frac {h}{256}}$ ${\ displaystyle f (n) = (n-1) {\ frac {h} {256}}}$ $f (n) = (n-1) {\ frac {h} {256}}$
Unde h este numărul de gazde calculat ca $2^{(32-m)}$ ${\ displaystyle 2 ^ {(32-m)}}$ $2 ^ {{(32-m)}}$

Exemplu:
Având în vedere rețeaua 138.81.0.0/25 găsiți adresa celei de-a șaptea subrețele.
$f(7)=6\left({\frac {2^{32-25}}{256}}\right)={\frac {6}{2}}=3$ ${\ displaystyle f (7) = 6 \ left ({\ frac {2 ^ {32-25}} {256}} \ right) = {\ frac {6} {2}} = 3}$ $f (7) = 6 \ left ({\ frac {2 ^ {{32-25}}} {256}} \ right) = {\ frac {6} {2}} = 3$
Deci adresa celei de-a șaptea subrețele este: 138.81.3.0.

Eroare: a / 25 nu are un al șaptelea jupon are doar 2

Să calculăm acum adresa subrețelei 6.
$f(6)=5{\frac {2^{7}}{256}}={\frac {5}{2}}=2.5$ ${\ displaystyle f (6) = 5 {\ frac {2 ^ {7}} {256}} = {\ frac {5} {2}} = 2.5}$ $f (6) = 5 {\ frac {2 ^ {7}} {256}} = {\ frac {5} {2}} = 2,5$
Înmulțim partea zecimală (0,5) cu 256:
$0.5\times 256=128$ ${\ displaystyle 0,5 \ times 256 = 128}$ $0,5 \ ori 256 = 128$
Prin urmare, adresa celei de-a șasea subrețele este: 138.81.2.128.

Subrețuire în rețele IPv6

Proiectarea spațiului de adrese IPv6 diferă semnificativ de IPv4. Principalul motiv al subrețelării în IPv4 este îmbunătățirea eficienței în utilizarea spațiului de adrese relativ mic disponibil, în special pentru întreprinderi. Nu există restricții în IPv6, deoarece spațiul de adresă disponibil utilizatorilor finali este, de asemenea, mare.

O subrețea IPv6 este întotdeauna pe 64 de biți în partea sa de gazdă. Prin urmare, are un prefix de rutare / 64 (cel mai semnificativ 64 de biți). Deși este posibil din punct de vedere tehnic să se utilizeze subrețele mai mici, este imposibil pentru rețelele locale, deoarece configurarea automată a adresei fără stat a interfețelor de rețea ( RFC 4862 ) necesită o adresă / 64. IPv6 nu implementează formate de adrese speciale pentru traficul difuzat sau numerele de rețea și, prin urmare, toate adresele dintr-o subrețea sunt adrese de gazdă valide.

Alocarea recomandată pentru un site client IPv6 este un spațiu de adrese pe 80 de biți (prefix / 48), dar poate fi la fel de mic ca 72 de biți (/ alocare 56) pentru o rețea de clienți privați. Oferă 65.536 de subrețele pentru un site sau minimum 256 de subrețele pentru o rețea rezidențială ^[8] . Tehnica de subrețuire în IPv6 este utilizată pentru a direcționa traficul între spațiile de alocare globală și în rețeaua de clienți între subrețele și internetul mai mare. Subrețeaua în IPv6 se bazează, de asemenea, pe conceptele de rutare între domenii fără clasă și notația CIDR standard este utilizată cu IPv6.

Notă

^ Jeffrey Mogul, Jon Postel , RFC 950 - Internet Standard Subnetting Procedure , la tools.ietf.org , Internet Engineering Task Force (IETF), august 1985, p. 1.
„[...] subrețele [...] ale rețelelor Internet [...] sunt subsecțiuni vizibile logic ale unei singure rețele Internet.” .
^ Jeffrey Mogul, Jon Postel , RFC 950 - Internet Standard Subnetting Procedure , la tools.ietf.org , Internet Engineering Task Force (IETF), august 1985, p. 16.
«Subrețea [:] Una sau mai multe rețele fizice care formează un subset al unei rețele de internet. O subrețea este identificată în mod explicit în adresa de internet. " .
^ Penis Document ID 13711 - Subnet Zero and the All-Ones Subnet , cisco.com , Cisco Systems, Inc., 10 august 2005. Accesat la 25 aprilie 2010 .
"În mod tradițional, se recomanda insistent ca subrețeaua zero și subrețeaua all-one să nu fie utilizate pentru adresare. [...] Astăzi, utilizarea subrețelei zero și a subrețelei tuturor este în general acceptată și majoritatea furnizorilor acceptă utilizarea lor. " .
^ Document ID 13711 - Subnet Zero și All-Ones Subnet , la cisco.com , Cisco Systems, Inc., 10 august 2005. Accesat la 23 aprilie 2010 .
„Prima [...] subrețea [...], cunoscută sub numele de subrețea zero” .
^ Document ID 13711 - Subnet Zero și All-Ones Subnet , la cisco.com , Cisco Systems, Inc., 10 august 2005. Accesat la 23 aprilie 2010 .
„[...] ultima subrețea [...], cunoscută sub numele de [...] subrețeaua tuturor” .
^ Jeffrey Mogul, Jon Postel , RFC 950 - Internet Standard Subnetting Procedure , la tools.ietf.org , Internet Engineering Task Force (IETF), august 1985, p. 6. Accesat la 23 aprilie 2010 .
«Este util să păstrăm și să extindem interpretarea acestor adrese speciale în rețelele subnetizate. Aceasta înseamnă că valorile tuturor zerourilor și ale tuturor din câmpul subrețele nu trebuie alocate subrețelor reale (fizice). " .
^ Troy Pummill, Bill Manning, RFC 1878 - Tabel de subrețea cu lungime variabilă pentru IPv4 , la tools.ietf.org , decembrie 1995.
«Această practică este învechită! Software-ul modern va putea utiliza toate rețelele definibile. " . Note: RFC 1878 nu se află pe pista standardelor IETF. Se afirmă de la sine: „Această notă nu specifică un standard de Internet de niciun fel.”. A fost publicat ca „Categorie: informațională” și de atunci a fost retrogradat la „Categorie: istoric”. RFC 950 nu este marcat ca fiind depășit de astăzi (25-04-2010). Ceea ce înseamnă că este încă actual. Prin urmare, este îndoielnic dacă un RFC non-standard-track poate invalida un RFC non-obsolet standard-track.
^ Planuri de adresare IPv6 , la getipv6.info , ARIN IPv6 Wiki. Adus la 25 aprilie 2010 .
„Toți clienții primesc una / 48, cu excepția cazului în care pot demonstra că au nevoie de mai mult de 65k subrețele. [...] Dacă aveți mulți clienți consumatori, vă recomandăm să atribuiți / 56 la site-uri private de reședință. " .

Bibliografie

Cerințe RFC 1812 pentru routerele IPv4
RFC 917 Utilitatea subrețelelor rețelelor de internet
RFC 1101 Codificări DNS ale numelor de rețea și alt tip
Blank, Andrew G. Fundamentele tehnologiei TCP / IP Fundamente pentru succesul IT . San Francisco, Londra: Sybex, Copyright 2004.
Lammle, Todd. CCNA Cisco Certified Network Associate Study Guide Ediția a V-a . San Francisco, Londra: Sybex, Copyright 2005.
Groth, David și Toby Skandier. Rețea + Ghid de studiu , ediția a IV-a. San Francisco, Londra: Wiley Publishing, Inc., Copyright 2005.

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe o subrețea

linkuri externe

Ghid în italiană: „Masca de subrețea explicată fiicei mele” , pe areanetworking.it .
Înțelegerea adresării IP - Tot ce ai vrut vreodată să știi ( PDF ), pe apnic.net , 3COM, mai 2001, 76 de pagini (arhivat din original la 26 mai 2012) .
„1,08 MB” .
Cum să subrețeați o rețea , la learn-networking.com .
Tutorial de subrețuire a adreselor IP , pe ralphb.net .
Cisco-IP Addressing and Subnetting for New Users , la cisco.com .
Subrețierea IP a fost ușoară , pe techrepublic.com.com (arhivată din original la 3 ianuarie 2013) .
Program online gratuit pentru afișarea grafică a subrețelelor IP , la ipgraf.com . Adus la 1 august 2019 (arhivat din original la 4 octombrie 2016) .

Controlul autorității	GND ( DE ) 4588594-1

Portal telematic : accesați intrări Wikipedia care vorbesc despre rețele, telecomunicații și protocoale de rețea

[1] Jeffrey Mogul, Jon Postel , RFC 950 - Internet Standard Subnetting Procedure , la tools.ietf.org , Internet Engineering Task Force (IETF), august 1985, p. 1.
„[...] subrețele [...] ale rețelelor Internet [...] sunt subsecțiuni vizibile logic ale unei singure rețele Internet.” .

[2] Jeffrey Mogul, Jon Postel , RFC 950 - Internet Standard Subnetting Procedure , la tools.ietf.org , Internet Engineering Task Force (IETF), august 1985, p. 16.
«Subrețea [:] Una sau mai multe rețele fizice care formează un subset al unei rețele de internet. O subrețea este identificată în mod explicit în adresa de internet. " .

[3] Penis Document ID 13711 - Subnet Zero and the All-Ones Subnet , cisco.com , Cisco Systems, Inc., 10 august 2005. Accesat la 25 aprilie 2010 .
"În mod tradițional, se recomanda insistent ca subrețeaua zero și subrețeaua all-one să nu fie utilizate pentru adresare. [...] Astăzi, utilizarea subrețelei zero și a subrețelei tuturor este în general acceptată și majoritatea furnizorilor acceptă utilizarea lor. " .

[4] Document ID 13711 - Subnet Zero și All-Ones Subnet , la cisco.com , Cisco Systems, Inc., 10 august 2005. Accesat la 23 aprilie 2010 .
„Prima [...] subrețea [...], cunoscută sub numele de subrețea zero” .

[5] Document ID 13711 - Subnet Zero și All-Ones Subnet , la cisco.com , Cisco Systems, Inc., 10 august 2005. Accesat la 23 aprilie 2010 .
„[...] ultima subrețea [...], cunoscută sub numele de [...] subrețeaua tuturor” .

[6] Jeffrey Mogul, Jon Postel , RFC 950 - Internet Standard Subnetting Procedure , la tools.ietf.org , Internet Engineering Task Force (IETF), august 1985, p. 6. Accesat la 23 aprilie 2010 .
«Este util să păstrăm și să extindem interpretarea acestor adrese speciale în rețelele subnetizate. Aceasta înseamnă că valorile tuturor zerourilor și ale tuturor din câmpul subrețele nu trebuie alocate subrețelor reale (fizice). " .

[7] Troy Pummill, Bill Manning, RFC 1878 - Tabel de subrețea cu lungime variabilă pentru IPv4 , la tools.ietf.org , decembrie 1995.
«Această practică este învechită! Software-ul modern va putea utiliza toate rețelele definibile. " . Note: RFC 1878 nu se află pe pista standardelor IETF. Se afirmă de la sine: „Această notă nu specifică un standard de Internet de niciun fel.”. A fost publicat ca „Categorie: informațională” și de atunci a fost retrogradat la „Categorie: istoric”. RFC 950 nu este marcat ca fiind depășit de astăzi (25-04-2010). Ceea ce înseamnă că este încă actual. Prin urmare, este îndoielnic dacă un RFC non-standard-track poate invalida un RFC non-obsolet standard-track.

[8] Planuri de adresare IPv6 , la getipv6.info , ARIN IPv6 Wiki. Adus la 25 aprilie 2010 .
„Toți clienții primesc una / 48, cu excepția cazului în care pot demonstra că au nevoie de mai mult de 65k subrețele. [...] Dacă aveți mulți clienți consumatori, vă recomandăm să atribuiți / 56 la site-uri private de reședință. " .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]