Subnetizare prin metoda numărului magic (“Magic Number”)

Termeni:

Network number = adresa IPv4 care definește rețeaua

Broadcast = adresa IPv4 pe care o folosim ca destinație când dorim să trimitem ceva către toate IP-urile din rețea definite de adresa de rețea („network number”). Dacă în rețea am 30 de echipamente disponibile și trimit un pachet către adresa broadcast, acest pachet va ajunge la toate cele 30 de echipamente printr-o singură transmisie.

Interval de adresa (host range) = intervalul posibil de unde își pot lua adrese IPv4 clienții

Octet = adresa IPv4 sau masca pentru IPv4 sunt formate din 4 octeți A.B.C.D. Exemplu pentru adresa IPv4: 192.168.10.100 avem primul octet este A=192, octetul 2 este B=168, octetul 3 este C=10 si octetul 4 D=100. Un octet are 8 biți, un bit are doua valori (0 sau 1) rezultă ca 8 biți  = 2⁸ =256 de valori posibile.

Octetul ia valori in intervalul închis [0,255]

Pornim de la întrebare care este: “network number”, adresa de broadcast și intervalul de adrese IPv4 („host range”) pentru adresa următoare 172.21.92.251 cu masca 255.255.240.0 (sau /20).

1. Primul pas este sa căutăm octetul de interes. Îl aflăm uitându-ne la mască. Octetul de interes trebuie să fie diferit ca valoare de 0 sau 255. In cazul nostru este 240 adică octetul 3, 255.255.240.0.
2. Acum comparăm masca cu adresa IPv4 și tot ce se află în stânga octetului de interes vom copia cum este iar restul notăm cu “X” și avem. 172.21.X.X.
3. Tot ce este în dreapta octetului de interes notăm cu zero și rezultă:

172.21.X.0

4. Aflăm care este valoarea numărului magic. Valoare se calculează scăzând din 256 valoare octetul de interes al măștii („mask”), în cazul nostru 240. Rezultă:

256 – 240 = 16

Numărul magic in cazul exemplului nostru este 16. Numărul magic reprezinta valoarea cu care încep numele rețelelor.

5. Vom multiplica numărul magic (16, 32, 48, 64, 80, 96, 112..) pană când valoare obținută este imediat mai mică decât octetul de interes al adresei IPv4 adică 92. Multiplu de 16 imediat mai mic ca 92 este valoarea 80. 80 este cel mai apropiat număr de 92 fără a-l depăși. Vom trece numărul 80 in octetul de interes al IPv4 si rezultă adresa de rețea:

172.21.80.0

6. Adresa de broadcast se află de la valoare 80 adăugând o singură dată valoare numărului magic din care scădem o unitate. Și astfel aflăm valoare octetului de interes a adresei IPv4 de broadcast.

80+16-1=95

Tot ce este în dreapta octetului de interes se schimbă din zero în 255. Adresa de broadcast în cazul nostru este:

172.21.95.255

7. Am aflat ca:

• Adresa de rețea este: 172.21.80.0
• Adresa de broadcast :172.21.95.255

Tot ce este între aceste două adrese reprezintă intervalul de adrese posibile pentru clienți. Pentru a afla vom adăuga valoarea 1 la adresa de rețea (0+1) iar la adresa de broadcast vom scădea valoare 1 (255-1). Intervalul rezultat este:

172.21.80.1 – 172.21.95.254

8. Pentru a le vedea mai bine le putem pune tabelar:

Putem continua discuția cu alte tipuri de întrebări ce pot fi puse și ne vom ajuta de tabel pentru a răspunde rapid.

În a câta rețea este IP-ul: 172.21.92.251 /20?

Răspuns: În a șasea.

Care este adresa de rețea (adresa de rețea poate fi asimilată cu numele rețelei)?                           

Răspuns: 172.21.80.0

Care este adresa de broadcast pentru 172.21.92.251 /20?

Răspuns:  172.21.95.255

Câte adrese IPv4 sunt disponibile pentru clienți (hosts)?

Răspuns: 32 biți – 20 biți = 12 biți folosiți pentru clienți. Din care se scade IP-ul de broadcast și IP-ul pentru rețea, deci scădem două adrese IPv4.

32 de biți sunt toți biți pentru adresa IPv4. Altfel spus adresa IPv4 este reprezentată pe 32 de biți. Din acești 32 de biți 20 sunt opriți pentru rețea (network) iar restul, adică 12 biți, sunt pentru clienți (hosts). Cei 20 de biți de rețea sunt dați de masca dată adică de 255.255.240.0, în exemplul nostru. Un bit are două valori 0 sau 1.  Biți_clienți disponibili, în cazul nostru 12 biți.

Formula pentru numărul de clienți disponibili este: 2^{Biți_clienți} - 2

2^{Biți_clienți} - 2 = 2¹² – 2 = 4096 - 2 = 4094 de adrese diponibile pentru clienți

Câte rețele disponibile sunt pentru adresa: 172.21.92.251 /20 dacă iau 5 biți din biți de clienți?

Rezultă că noua mască va fi 20 + 5 = 25 transformat in zecimal avem noua mască ca: 255.255.255.128

Biți_rețea = 5

Formula pentru aflarea numărului de rețele este: 2^Biți_rețea

2⁵ = 32 rețele

Dacă luăm 5 biți pentru rețea vom putea genera 32 de rețele.

Putem merge mai departe și să aflăm clienți disponibili pentru pentru această nouă rețea: 32 – 25 = 7 biți_clienți

Conform formulei rezultă: 2⁷ – 2 = 128 - 2 = 126 clienți pe fiecare nouă rețea.

Concluzia pentru utlima intrebare este ca putem acomoda 32 de rețele iar în fiecare rețea să avem maxim 126 clienți.

Exemple de exercitii

1. 10.180.10.18, mask 255.192.0.0
2. 10.200.10.18, mask 255.224.0.0
3. 10.100.18.18, mask 255.240.0.0
4. 10.100.18.18, mask 255.248.0.0
5. 10.150.200.200, mask 255.252.0.0
6. 10.150.200.200, mask 255.254.0.0
7. 10.220.100.18, mask 255.255.0.0
8. 10.220.100.18, mask 255.255.128.0
9. 172.31.100.100, mask 255.255.192.0
10. 172.31.100.100, mask 255.255.224.0
11. 172.31.200.10, mask 255.255.240.0
12. 172.31.200.10, mask 255.255.248.0
13. 172.31.50.50, mask 255.255.252.0
14. 172.31.50.50, mask 255.255.254.0
15. 172.31.140.14, mask 255.255.255.0
16. 172.31.140.14, mask 255.255.255.128
17. 192.168.15.150, mask 255.255.255.192
18. 192.168.15.150, mask 255.255.255.224
19. 192.168.100.100, mask 255.255.255.240
20. 192.168.100.100, mask 255.255.255.248
21. 192.168.15.230, mask 255.255.255.252
22. 10.1.1.1, mask 255.248.0.0
23. 172.16.1.200, mask 255.255.240.0
24. 172.16.0.200, mask 255.255.255.192
25. 10.1.1.1, mask 255.0.0.0

Raspunsuri:

1. 10.180.10.18, mask 255.192.0.0

---- Subnet Number - 10.128.0.0

---- Broadcast Address - 10.191.255.255

---- Host Range - 10.128.0.1 - 10.191.255.254

2. 10.200.10.18, mask 255.224.0.0

---- Subnet Number - 10.192.0.0

---- Broadcast Address - 10.223.255.255

---- Host Range - 10.192.0.1 - 10.223.255.254