я строю Toolz.dev, и наряду с плагинами WordPress и Ларавелем APIs я провел изрядную долю времени в облачных консолях вырезая VPC и написание правил брандмауэра.Subnetting является одним из тех навыков, где теория проста и арифметика скрипка, и скрипка часть именно там, где ошибки скрываются. я отправил группу безопасности, которая позволила a /16 когда я имел в виду а /24, открывая сеть гораздо шире, чем предполагалось, потому что я посчитал маску в своей голове и немного ошибся. The Калькулятор IP-подсети существует так, что никогда не происходит вручную снова Это руководство объясняет, что он вычисляет, почему числа выходят так, как они делают, и крайние случаи, которые спотыкаются и люди, и наивные калькуляторы, которым они доверяют.
TL;DR: Калькулятор подсети IPv4 принимает адрес и префикс CIDR, например
192.168.1.10/24, и выводит сетевой адрес, адрес широковещательной передачи, первый и последний используемый хост, маску подсети, подстановочную маску, и общее и полезное количество адресов. Он работает, обрабатывая адрес как 32-битное целое число и применяя маску с побитовыми операциями. Он правильно обрабатывает два важных краевых случая, обрабатывая a/31в качестве двуххостовой двухточечной линии связи согласно RFC 3021 и a/32как единый хост, и он принимает пунктирную маску вместо префикса. он полностью работает в вашем браузере, поэтому ни один адрес, который вы вводите, не загружается.
Что такое подсеть и что означает префикс?
Адрес IPv4 составляет 32 бита и записывается в виде четырех десятичных октетов 192.168.1.10. подсеть - это непрерывный блок тех адресов, которые используют одни и те же начальные биты. Префикс CIDR, число после косой черты, говорит, сколько из 32 битов фиксировано как сетевая часть. Остальные биты могут свободно изменяться и идентифицировать отдельные хосты. так /24 исправляет первые 24 бита и оставляет 8 для хостов, /16 фиксирует 16 и листья 16, и /30 исправляет 30 и оставляет всего 2.
Количество адресов в блоке - два, возведенные в степень старших битов А /24 имеет 8 битов хоста, то есть 2 к 8-му, что составляет 256 адресов. А /16 имеет 16 битов хоста, то есть 65 536 адресов. А /30 имеет 2 бита хоста, так 4 адреса Это вся основа математики, и как только вы усваиваете & quot; адреса равны двум в степени тридцати двух минус префикс, & quot; большая часть подсети перестает быть загадочной.
CIDR, что означает бесклассовую междоменную маршрутизацию, был представлен в РФК 4632 для замены старой классной системы, где адрес's класс был зафиксирован его первым октет Классная адресация потратила огромное количество места, потому что вы должны были взять целый класс A, B, или C блок даже если вам нужно что-то между. CIDR позволяет выбрать любую длину префикса и размер сети к тому, что вам нужно Классовые метки A, B, и C все еще появляются в инструментах, включая мой, но они являются информационными сейчас; префикс является тем, что решает границы сети.
Почему два адреса в каждой подсети непригодны для использования?
В обычной подсети первый и последний адреса зарезервированы и не могут быть назначены хосту Первый адрес, со всеми битами хоста, установленными на ноль, является сетевым адресом, и он называет саму подсеть Последний адрес, со всеми битами хоста, установленными на один, является широковещательным адресом, и пакет, отправленный на него, достигает каждого хоста в подсети одновременно, Поскольку эти два проговариваются, счетчик используемых хостов - это общее количество адресов минус два.
Именно поэтому а /24 имеет 256 адресов, но только 254 полезных, и почему а /30, с 4 адресами, дает вам ровно 2 полезных хоста. The /30 является классическим выбором для связи между двумя маршрутизаторами, потому что для связи "точка-точка" нужно ровно два адреса и ничего больше. калькулятор записывает сетевые и широковещательные адреса явно, вместе с первым и последним пригодным для использования хостом, поэтому вам никогда не придется выяснять, какие адреса запрещены.
Как калькулятор вычисляет числа?
Под капотом это побитовая арифметика на 32-битных целых числах, что является одновременно самым быстрым и наименее подверженным ошибкам способом сделать это Адрес упаковывается в одно целое число без знака путем смещения каждого октета на место Маска для префикса представляет собой серию единиц, за которыми следуют нули, полученные сдвигом 0xFFFFFFFF слева мимо 32 minus the prefix. Отсюда каждое значение - это одна операция:
- Сетевой адрес - это адрес, побитно И-Иденный с помощью маски, которая обнуляет биты хоста.
- Адрес широковещательной передачи - это сеть ORed с обратной маской, которая устанавливает все биты хоста.
- Маска подстановочных знаков - это просто побитовая обратная маска подсети.
- Первый полезный хост - это сетевой адрес плюс один, а последний - трансляция минус один.
Делая это таким образом обходит ошибки, которые ползут в когда люди преобразуют в бинарные строки вручную, Это также делает обратное преобразование тривиальным: повернуть пунктирную маску как 255.255.255.0 возвращаясь к префиксу, вы подсчитываете ведущие однобитовые, и калькулятор делает это, когда вы вводите маску вместо косой черты. все остается как 32-битные целые числа без знака повсюду, что имеет значение в JavaScript, потому что вам нужно заставить интерпретацию без знака, чтобы избежать попадания отрицательных чисел на старший бит.
В каких крайних случаях большинство инструментов ошибаются?
Два префикса нарушают простое правило & quot;minus two & quot; и удивительное количество калькуляторов обрабатывают их неправильно.
Первый есть /31. Согласно первоначальным правилам а /31 будет иметь два адреса, оба зарезервированы, что не оставит ни одного используемого хоста, что бесполезно. РФК 3021 исправил это, разрешив /31 на каналах "точка-точка", где нет необходимости в широковещательном адресе, поэтому оба его адреса становятся пригодными для использования Этот калькулятор сообщает a /31 в качестве двух полезных хостов сетевой и широковещательный адреса удваиваются как два хост-адреса, что современные маршрутизаторы и делают на последовательных и двухточечных интерфейсах.
Второй есть /32, йо- равняется /32 является единым адресом, хост-маршрутом. представляет собой ровно один автомат, который является как выражены адреса обратной связи, правила брандмауэра для конкретного хоста, и отдельные маршруты. калькулятор сообщает о нем как об одном полезном хосте с сетевым адресом, равным самому адресу и без отдельного диапазона. инструмент, который слепо вычитает два, будет сообщать об отрицательных или нулевых хостах для обоих из них, что является ерундой, и я убедился, что этот не.
Как использовать калькулятор подсети
Шаг 1: Введите адрес и префикс
Введите адрес IPv4 с префиксом CIDR, например 10.0.0.0/8 или 192.168.1.10/24. Префикс может быть любым от 0 до 32. Если вы вставите адрес без префикса, инструмент примет a /24, наиболее распространенный по умолчанию, и вы можете настроить его оттуда.
Шаг 2: Или используйте маску пунктирной подсети
Если у вас есть маска, а не префикс, введите адрес и маску, разделенные пробелом, например 192.168.1.10 255.255.255.0. Калькулятор подсчитывает ведущие однобитовые сигналы в маске, преобразует их в совпадающий префикс и отклоняет любую маску, единицы которой не являются смежными, поскольку такая маска не является допустимой маской CIDR.
Шаг 3: Прочтите результаты
Вы получаете сетевой адрес, широковещательный адрес, полезный диапазон хостов, маску подсети, маску подстановочных знаков, общее количество и количество используемых адресов, классный диапазон и является ли адрес частным в соответствии с RFC 1918. Существует также двоичное представление адреса и маски, которое является самым быстрым способом увидеть, где именно проходит граница сети.
Шаг 4: Скопируйте то, что вам нужно
Каждое значение имеет кнопку копирования, поэтому вы можете поднять нотацию CIDR в таблицу маршрутов, диапазон хостов в документацию или маску подстановочных знаков в список доступа Cisco, не перепечатывая и не рискуя транспонированным октет.
Маска подсети и ссылка на префикс
Это таблица, к которой я продолжаю возвращаться, и калькулятор генерирует ее в реальном времени, поэтому цифры никогда не устаревают.
| ЦИДР | Маска подсети | Всего адресов | Полезные хосты |
|---|---|---|---|
| /24 | 255.255.255.0 | 256 | 254 |
| /25 | 255.255.255.128 | 128 | 126 |
| /26 | 255.255.255.192 | 64 | 62 |
| /27 | 255.255.255.224 | 32 | 30 |
| /28 | 255.255.255.240 | 16 | 14 |
| /29 | 255.255.255.248 | 8 | 6 |
| /30 | 255.255.255.252 | 4 | 2 |
Шаблон стоит запомнить: каждый шаг вверх в префиксе вдвое уменьшает блок. А /25 это половина а /24, а /26 это четверть и так далее. когда вы разделяете сеть, это сокращение вдвое - это ментальная модель, и калькулятор подтверждает точные границы, поэтому вам не нужно доверять только ментальной модели.
Как разделить одну сеть на более мелкие подсети?
Наиболее распространенная реальная задача - это не вычисление одной подсети, а разделение большего блока на несколько меньших, и именно здесь калькулятор зарабатывает себе на жизнь. Скажем, вам вручили 10.0.0.0/16 для облачного VPC и необходимо разбить его на подсети для общедоступного уровня, частного уровня и уровня базы данных. Каждый шаг вверх в префиксе удваивает количество подсетей и вдвое уменьшает их размер, таким образом переходя от /16 на /18 дает вам четыре равных блока по 16 384 адреса каждый: 10.0.0.0/18, 10.0.64.0/18, 10.0.128.0/18, и 10.0.192.0/18. Вы можете проверить каждую из этих границ, вставив ее в калькулятор и подтвердив, что сетевые и широковещательные адреса совпадают без пробелов и перекрытий.
Ловушка здесь в том, что подсети должны попадать на свои естественные границы.А /26 блок не может начинаться с любого адреса; в последнем октете он должен начинаться с числа, кратного 64, потому что 64 - это размер блока для a /26. Если вы попытаетесь начать с .30, сетевой адрес, который сообщает калькулятор, не будет соответствовать тому, что вы набрали, что является самым быстрым способом поймать ошибку. когда я планирую VPC, я вставляю каждую предполагаемую подсеть по очереди и возвращаю сетевой адрес; если инструмент показывает другой сетевой адрес, чем тот, который я хотел определить, я знаю, что моя граница неправильная, прежде чем я когда-либо применяю ее. Та же дисциплина работает для маршрутизатора 's статических маршрутов и для правил брандмауэра, где внеграничный блок бесшумно покрывает адреса, которые вы не собирались.
Есть также реальная тонкость, которую стоит назвать: облачные провайдеры резервируют некоторые адреса внутри каждой подсети за пределами сети и пары вещания. AWS, например, резервирует пять адресов на подсеть, а не два, беря первые четыре и последний. калькулятор сообщает строгий диапазон хостов RFC, так что на AWS вычитаете еще три из полезного счета, который он показывает. это соглашение провайдера, наложенное поверх стандарта, а не недостаток в математике, но это именно то, что оставляет вас двух хостов короткими, если вы забыли об этом.
Какие диапазоны являются частными, и почему это имеет значение?
РФК 1918 резервирует три блока для частного использования: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, и 192.168.0.0/16. Они не являются маршрутизируемыми в общедоступном Интернете, и это диапазоны, которые использует почти каждая домашняя и офисная сеть за маршрутизатором, выполняющим перевод сетевых адресов. Калькулятор отмечает, попадает ли введенный вами адрес в один из них, что является быстрой проверкой здравомыслия, когда вы планируете схему адресации и хотите подтвердить, что вы работаете в личном пространстве, а не случайно используете адрес, принадлежащий кому-то другому в общедоступном Интернете. Это также полезный толчок, когда вы видите "public" флаг на адресе, который вы ожидали быть внутренним, потому что это часто означает опечатку в первом октете.
Где калькулятор подсети подходит ко всему остальному
Работа по созданию сетей редко происходит изолированно Когда вы настраиваете инфраструктуру, стоящую за приложением, вы также отлаживаете HTTP-ответы, анализируете пользовательские агенты и генерируете учетные данные для внутренних служб.The Ссылка на коды состояния HTTP является компаньоном для прикладного уровня анализатор пользовательских агентов для выяснения того, что попадает на ваши серверы, и базовый генератор авто для учетных данных, которые защищают внутренние конечные точки. Если вы преобразуете между базами чисел при чтении масок в двоичном формате, преобразователь числовой базы обрабатывает десятичный шаг напрямую. А со стороны безопасности валидатор кредитной карты это внешний фильтр для оформления заказа, который работает в сети, которую вы только что разработали.
Для более широкой картины Инструменты повышения производительности разработчик обзор охватывает утилиты, которые, как правило, остаются открытыми на вкладке в течение всего дня Руководство по инструментам кодирования помещает калькулятор подсети в контекст полного инструментария разработчика Как и все на Toolz.dev, он полностью работает в вашем браузере, поэтому адреса, с которыми вы планируете, никогда не покидают вашу машину.
Часто задаваемые вопросы
Что означает префикс CIDR?
Префикс CIDR - это число после косой черты, и он подсчитывает, сколько начальных битов адреса идентифицируют сеть. А /24 исправляет первые 24 бита для сети и оставляет 8 битов для хостов, что составляет 256 общих адресов и 254 полезных. меньший префикс охватывает больше адресов, а больший - меньше.
Сколько полезных хостов находится в подсети?
Для префикса /30 или меньше, полезный счетчик хостов - это общее количество адресов минус два, потому что первый адрес - это сеть, а последний - трансляция. А /24 имеет 254 хоста, а /26 имеет 62 и а /30 имеет 2. Два исключения /31, у которого есть 2 полезных хоста, и /32, который имеет 1.
В чем разница между сетевым адресом и адресом вещания?
Сетевой адрес является первым адресом в блоке и идентифицирует саму подсеть, при этом все биты хоста установлены на ноль. широковещательный адрес является последним адресом, при этом все биты хоста установлены на один, и пакет, отправленный на него, достигает каждого хоста в подсети одновременно Ни один из них не может быть назначен отдельному хосту в обычной подсети.
Как преобразовать маску подсети в префикс CIDR?
Подсчитайте ведущие однобитовые в маске. 255.255.255.0 это 24 однобитных, так и есть /24; 255.255.240.0 это 20 бит, так что /20. Калькулятор выполняет это преобразование автоматически, когда вы вводите пунктирную маску вместо префикса, и он отклоняет любую маску, единицы которой не являются смежными.
Для чего используется подстановочная маска?
Маска подстановочных знаков является битовой инверсной маски подсети, т.е /24 дает 0.0.0.255. Он используется в списках управления доступом Cisco и сетевых операторах OSPF, где нулевой бит означает точно соответствовать этому биту, а один бит означает игнорировать его. Его легко спутать с маской подсети, поэтому калькулятор показывает оба рядом.
Почему /31 показывает двух полезных хозяев?
RFC 3021 позволяет /31 на линиях связи "точка-точка", где сетевой и широковещательный адреса не нужны, поэтому оба его адреса становятся полезными адресами хоста Без этого правила а /31 будет иметь ноль пригодных для использования хостов, что бесполезно. А /32 является связанным регистром края и представляет собой один хост, например, обратный или хост-маршрут.
Какие диапазоны IPv4 являются частными?
Резервы РФК 1918 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, и 192.168.0.0/16 для частных сетей. они не маршрутизируются в общедоступном Интернете и являются диапазонами, которые большинство домашних и офисных сетей используют за маршрутизатором, выполняющим NAT. Калькулятор отмечает, попадает ли введенный вами адрес в один из них.
Работает ли этот калькулятор для IPv6?
Нет, этот инструмент вычисляет только подсети IPv4. IPv6 использует 128-битные адреса и шестнадцатеричные обозначения, поэтому его подсеть работает по-другому и нуждается в специальном калькуляторе. для планирования IPv4, правил брандмауэра и определения размера облачных VPC, где происходит большинство ежедневных математических вычислений подсети, это охватывает распространенные случаи.
