كيفية حساب قناع الشبكة الفرعية (دليل نهائي للشبكة الفرعية)

الموضوع الذي نتعامل معه اليوم ليس للجميع ، لأنه إذا كنا ننوي إنشاء دليل جيد على الشبكات ، فمن الضروري أن يكون لديك مقال يشرح كيفية حساب قناع الشبكة الفرعية ، وهي تقنية تسمى الشبكة الفرعية. مع ذلك ، يمكن لمسؤولي تكنولوجيا المعلومات تصميم بنية الشبكة والشبكة الفرعية في أي مكان.

فهرس المحتويات

للقيام بذلك ، سيتعين علينا أن نعرف جيدًا ما هو قناع الشبكة ، وفئات IP وكيفية تحويل عناوين IP من العشرية إلى الثنائية ، على الرغم من ذلك لدينا بالفعل مقال قمنا به منذ فترة.

في الوقت الحالي ، سنركز على حساب قناع الشبكة على عناوين IPv4 ، نظرًا لأن IPv6 لم يتم تنفيذه بعد بما يكفي لوضعه موضع التنفيذ ، ربما سنفعل ذلك في مقال لاحق. دون مزيد من اللغط ، دعنا نصل إلى المهمة.

عنوان IPv4 وبروتوكول IP

لنبدأ في البداية ، عنوان IP للمجموعة العددية العشرية الذي يحدد منطقياً وفريداً وغير قابل للتكرار ووفقًا للتسلسل الهرمي ، واجهة شبكة. يتم إنشاء عناوين IPv4 باستخدام عنوان 32 بت (32 عنوانًا وأصفارًا في ثنائي) مرتبة في 4 ثمانيات (مجموعات من 8 بتات) مفصولة بنقاط. للحصول على تمثيل أكثر راحة ، نستخدم دائمًا التدوين العشري ، وهذا هو ما نراه مباشرة في المضيفين ومعدات الشبكة.

يخدم عنوان IP نظام العنونة وفقًا لـ IP أو بروتوكول الإنترنت. يعمل IP على طبقة الشبكة الخاصة بنموذج OSI (الاتصال المتبادل بين الأنظمة المفتوحة) ، كونه بروتوكولًا غير موجه للاتصال ، بحيث يمكن تبادل البيانات دون اتفاق مسبق بين جهاز الاستقبال وجهاز الإرسال. هذا يعني أن حزمة البيانات ستبحث في المسار الأسرع على الشبكة حتى تصل إلى الوجهة ، قافزة من جهاز توجيه إلى جهاز توجيه.

تم تنفيذ هذا البروتوكول في عام 1981 ، حيث يحتوي الإطار أو حزمة البيانات على رأس ، يسمى رأس IP. في ذلك ، من بين أمور أخرى ، يتم تخزين عناوين IP للوجهة والأصل ، بحيث يعرف الموجه مكان إرسال الحزم في كل حالة. ولكن بالإضافة إلى ذلك ، تخزن عناوين IP معلومات حول تحديد الشبكة التي تعمل فيها وحتى حجمها والتمييز بين الشبكات المختلفة. يتم ذلك بفضل قناع الشبكة و IP الشبكة.

التمثيل والمدى

سيحتوي عنوان IP على هذه التسمية:

نظرًا لأن كل ثماني بتات تحتوي على عدد ثنائي من 8 أصفار وأصفار ، فإن ترجمة ذلك إلى تدوين عشري يمكننا إنشاء أرقام تتراوح من 0 إلى 255.

لن نشرح في هذه المقالة كيفية التحويل من العشري إلى الثنائي والعكس بالعكس ، ستجد هذا هنا:

دليل نهائي حول كيفية إجراء التحويلات بين أنظمة الترقيم

بعد ذلك لا يمكننا مطلقًا الحصول على عنوان IP بأرقام أقل من 0 أو أكبر من 255. عند الوصول إلى 255 ، سيكون الرقم التالي 0 مرة أخرى ، وستكون الثماني التالية هي الرقم الأول لبدء العد. إنه يشبه تمامًا عقرب الدقائق للساعة.

كيف يتم إنشاء الشبكات

نحن نعرف ما هو عنوان IP ، وكيف يتم تمثيله ، وما هو الغرض منه ، ولكن يجب أن نعرف بعض عناوين IP الخاصة لمعرفة كيفية حساب قناع الشبكة الفرعية.

قناع الشبكة

قناع الشبكة هو عنوان IP يحدد نطاق أو مدى الشبكة. يمكننا من خلاله معرفة عدد الشبكات الفرعية التي يمكننا إنشاؤها وعدد المضيفين (أجهزة الكمبيوتر) التي يمكننا الاتصال بها.

لذا فإن قناع الشبكة لديه نفس تنسيق عنوان IP ولكنه يتميز دائمًا بوجود الثماني التي تحدد جزء الشبكة المملوء بالأجزاء والجزء المضيف مليء بالأصفار مثل هذا:

هذا يعني أنه لا يمكننا إعطاء عناوين IP بشكل تعسفي لملء الشبكة بالمضيفات ، ولكن يجب علينا احترام جزء الشبكة وجزء المضيفين. سنعمل دائمًا مع الجزء المضيف بمجرد حساب جزء الشبكة وتعيين IP لكل شبكة فرعية.

عنوان IP للشبكة

لدينا أيضًا عنوان IP مسؤول عن تحديد الشبكة التي تنتمي إليها الأجهزة. دعونا نفهم أنه في كل شبكة أو شبكة فرعية يوجد عنوان IP محدد يجب أن يكون مشتركًا بين جميع المضيفين للإشارة إلى عضويتهم فيه.

يتميز هذا العنوان بوجود جزء الشبكة المشترك وجزء المضيفين دائمًا عند 0 ، بهذه الطريقة:

سنكون قادرين على 0 ثمانٍ من الجزء المضيف الذي أشار إليه قناع الشبكة في القسم السابق. في هذه الحالة ، سيكون 2 ، في حين أن 2 الآخران يكونان لجزء الشبكة ، كونهما IP محجوز.

عنوان البث

عنوان البث هو عكس عنوان الشبكة تمامًا ، حيث قمنا بتعيين 1 كل بتات الثماني التي تعالج المضيفين.

باستخدام هذا العنوان ، يمكن لجهاز التوجيه إرسال رسالة إلى جميع المضيفين المتصلين بالشبكة أو الشبكة الفرعية بغض النظر عن عنوان IP الخاص بهم. يستخدم بروتوكول ARP لهذا ، على سبيل المثال لتعيين العناوين ، أو لإرسال رسائل الحالة. لذا فهو عنوان IP محجوز آخر.

عنوان IP للمضيف

وأخيرًا ، لدينا عنوان IP للمضيف ، حيث سيبقى جزء الشبكة دائمًا ثابتًا وسيكون جزء المضيف الذي سيتغير على كل مضيف. في المثال الذي نتخذه سيكون هذا النطاق:

يمكننا بعد ذلك معالجة 2 16-2 مضيفين ، أي 65534 جهاز كمبيوتر يطرح عنوانين للشبكة والبث.

فئات IP

حتى الآن كان الأمر بسيطًا ، أليس كذلك؟ نحن نعلم بالفعل أن بعض عناوين IP محجوزة للشبكة والبث والقناع ، لكننا لم نر فئات IP حتى الآن. تنقسم هذه العناوين بشكل فعال إلى عائلات أو فئات ، لتمييز الأغراض التي سيتم استخدامها من أجلها في كل حالة.

مع فئات IP ، نقوم بتحديد نطاق القيم التي يمكن أن يأخذها هذا على جزء الشبكة ، وعدد الشبكات التي يمكن إنشاؤها معها وعدد المضيفين الذين يمكن معالجتهم. في المجموع لدينا 5 فئات IP محددة من قبل IETF (فريق هندسة الإنترنت):

ضع في اعتبارك أننا لا نتحدث بعد عن حساب قناع الشبكة الفرعية ، ولكن عن القدرة على إنشاء الشبكات. هذا عندما سنرى شبكة فرعية وتفاصيلها.

• فئة A فئة B فئة C فئة D فئة E

يتم استخدام عناوين IP الخاصة بالحالة (أ) لإنشاء شبكات كبيرة جدًا ، على سبيل المثال شبكة الإنترنت وتخصيص عناوين IP العامة لأجهزة التوجيه الخاصة بنا. على الرغم من أنه يمكننا حقًا الحصول على أي من عناوين IP الأخرى من الفئة B أو C ، على سبيل المثال لدي فئة B. كل شيء سيعتمد على عناوين IP التي تعاقد عليها مزود خدمة الإنترنت ، وهو أمر سنشرحه أدناه. في الفئة A ، لدينا بت معرف فئة ، لذلك يمكننا فقط معالجة 128 شبكة وليس 256 كما هو متوقع.

من المهم جدًا معرفة أنه يوجد في هذه الفئة نطاق IP محجوز للاسترجاع ، من 127.0.0.0 إلى 127.255.255.255. يتم استخدام Loopback لتعيين IP إلى المضيف نفسه داخليًا ، ولدى فريقنا داخليًا IP 127.0.0.1 أو "localhost" الذي يتحقق من خلاله من أنه قادر على إرسال واستقبال الحزم. لذلك لن نتمكن من استخدام هذه العناوين من حيث المبدأ.

تُستخدم عناوين IP من الفئة B للشبكات المتوسطة ، على سبيل المثال في نطاق المدينة ، وهذه المرة تحتوي على ثماني بتات لإنشاء شبكات واثنين آخرين لمعالجة المضيفين. يتم تعريف الفئة ب بتين شبكة.

تعد عناوين IP من الفئة C هي الأكثر شهرة ، نظرًا لأن كل مستخدم لديه إنترنت منزلي تقريبًا لديه جهاز توجيه يقوم بتعيين فئة C IP لشبكته الداخلية. إنه موجه للشبكات الصغيرة ، تاركًا ثماني بتات واحدة للمضيفين و 3 للشبكات. قم بإنشاء ipconfig لجهاز الكمبيوتر الخاص بك وتأكد من أن IP الخاص بك هو الفئة C. في هذه الحالة ، يتم أخذ 3 بتات الشبكة لتحديد الفئة.

تُستخدم الفئة D لشبكات البث المتعدد ، حيث ترسل أجهزة التوجيه حزمًا إلى جميع المضيفين المتصلين. لذلك سيتم نسخ جميع حركة المرور التي تدخل مثل هذه الشبكة إلى جميع المضيفين. لا ينطبق على الشبكات.

أخيرًا ، الفئة E هي النطاق الأخير المتبقي وتستخدم فقط للتواصل لأغراض البحث.

هناك شيء مهم للغاية فيما يتعلق بهذا الموضوع هو أن تعيين عناوين IP في الشبكات في الوقت الحالي يفي بمبدأ (CIDR) التوجيه بين النطاقات بدون فئات أو التوجيه بين الطبقات بدون طبقات. هذا يعني أنه تم تعيين عناوين IP بغض النظر عن حجم الشبكة ، لذا يمكننا الحصول على IP عام من الفئة A أو B أو C. إذن ما كل هذا؟ حسنًا ، لفهم كيفية إنشاء الشبكات الفرعية بشكل صحيح.

ما هي الشبكة الفرعية أو الشبكة الفرعية

نقترب من حساب قناع الشبكة الفرعية ، العين ، وليس الشبكة. تتكون تقنية الشبكة الفرعية من تقسيم الشبكات إلى شبكات أصغر أو شبكات فرعية مختلفة. وبهذه الطريقة يمكن لمسؤول الكمبيوتر أو الشبكة تقسيم الشبكة الداخلية لمبنى كبير إلى شبكات فرعية أصغر.

مع هذا يمكننا تعيين وظائف مختلفة ، مع أجهزة توجيه مختلفة وعلى سبيل المثال تنفيذ Active Directory الذي يؤثر فقط على شبكة فرعية واحدة. أو تمييز وعزل عدد معين من المضيفين عن بقية الشبكة في شبكة فرعية. إنها مفيدة للغاية في مجال الشبكات ، حيث تعمل كل شبكة فرعية بشكل مستقل عن الأخرى.

كما أن عمل جهاز التوجيه أسهل مع الشبكات الفرعية لأنه يزيل الازدحام في تبادل البيانات. وأخيرًا ، بالنسبة للإدارة ، من الأسهل بكثير تصحيح الأخطاء وإجراء الصيانة.

سنقوم بذلك باستخدام عنوان IPv4 ، على الرغم من أنه من الممكن أيضًا إنشاء شبكات فرعية باستخدام IPv6 ، مع وجود ما لا يقل عن 128 بت لمعالجة المضيفين والشبكات.

مزايا وعيوب الشبكات الفرعية

بالنسبة لهذه التقنية ، من الضروري بالتأكيد أن تكون واضحًا جدًا حول مفاهيم عنوان IP ، والفئات الموجودة وكل ما شرحناه أعلاه. لهذا نضيف الحاجة إلى معرفة كيفية الانتقال من ثنائي إلى عشري والعكس صحيح ، لذلك إذا كنا ننوي القيام بالعملية يدويًا ، فقد يستغرق الأمر وقتًا طويلاً.

المزايا:

• العزلة في أجزاء الشبكة توجيه الحزمة في الشبكات المنطقية المستقلة تصميم الشبكات الفرعية لتناسب العميل والمرونة إدارة أفضل وترجمة الأخطاء أمانًا أكبر عن طريق عزل المعدات الحساسة

العيوب:

• من خلال تقسيم IP حسب الفئات والقفزات ، يتم إهدار العديد من عناوين IP عملية شاقة نسبيًا إذا تم ذلك يدويًا يجب إعادة حساب تغييرات بنية شبكتها من البداية إذا لم تفهمها ، يمكنك تعليق موضوع الشبكات

تقنية الشبكة الفرعية: حساب قناع الشبكة الفرعية وعنوان IP

لحسن الحظ ، تتعامل عملية الشبكة الفرعية مع سلسلة من الصيغ البسيطة التي يجب تذكرها وتطبيقها ولدينا أشياء واضحة. لذلك دعونا نلقي نظرة عليه بخطوات.

1. عدد الشبكات الفرعية والتدوين السريع

سيكون الرمز الذي سنجد به مشكلة في حساب الشبكة الفرعية كما يلي:

هذا يعني أن IP للشبكة هو 129.11.0.0 مع 16 بت محفوظة للشبكة (2 ثماني بتات). لن نجد مطلقًا فئة B IP بمعرف أقل من 16 ، مثل الفئات الأخرى ، على سبيل المثال:

ولكن إذا تمكنا من العثور على معرفات فائقة تصل إلى 31 ، فسنأخذ كل البتات المتبقية باستثناء آخر واحد لإنشاء شبكات فرعية. لن يتم أخذ آخر واحد لأنه سيكون من الضروري ترك شيء لمخاطبة المضيفين ، أليس كذلك؟

يجري قناع الشبكة الفرعية:

وبهذه الطريقة نأخذ 16 بتة ثابتة للشبكة ، وإضافتين أخريين للشبكة الفرعية والباقي للمضيفين. هذا يعني أن سعة المضيفين تنخفض الآن إلى 2 ¹⁴ -2 = 16382 لصالح سعة الشبكة الفرعية مع إمكانية عمل 2 ² = 4.

دعونا ننظر إليها بطريقة عامة في جدول:

2. حساب الشبكة الفرعية وقناع الشبكة

مع الأخذ في الاعتبار حد الشبكة الفرعية التي لدينا اعتمادًا على فئات IP ، سنقدم المثال خطوة بخطوة لنرى كيف سيتم حلها.

نعتزم فيه استخدام Class B IP 129.11.0.0 لإنشاء 40 شبكة فرعية في مبنى واحد كبير. هل كان بإمكاننا فعل ذلك بفئة C؟ بالطبع ، وكذلك مع فئة أ.

127.11.0.0/16 + 40 شبكة فرعية

كوننا فئة B ، سيكون لدينا قناع شبكة:

السؤال الثاني الذي يجب حله هو: كم عدد البتات التي أحتاجها لإنشاء 40 شبكة فرعية (C) في هذه الشبكة؟ سنعرف ذلك بالانتقال من العلامة العشرية إلى الثنائية:

نحتاج إلى 6 بتات إضافية لإنشاء 40 شبكة فرعية ، لذا سيكون قناع الشبكة الفرعية:

3. حساب عدد المضيفين لكل شبكة فرعية وقفزة الشبكة

حان الوقت الآن لمعرفة عدد أجهزة الكمبيوتر التي يمكننا معالجتها في كل شبكة فرعية. لقد رأينا بالفعل أن الحاجة إلى 6 بت للشبكات الفرعية تقلل من مساحة المضيفين. لدينا فقط 10 بتات متبقية لهم m = 10 حيث يجب تنزيل IP للشبكة وبث IP.

ماذا لو كان لدى كل شبكة فرعية 2000 مضيف ماذا سنفعل؟ حسنًا ، من الواضح أن التحميل إلى فئة IP من الفئة A للحصول على المزيد من البتات من المضيفين.

الآن حان الوقت لحساب قفزة الشبكة ، وهذا هو الغرض من تعيين رقم إلى IP لكل شبكة فرعية تم إنشاؤها مع مراعاة البتات للمضيفات وبتات الشبكة الفرعية. يجب علينا ببساطة طرح قيمة الشبكة الفرعية التي تم الحصول عليها في القناع من القيمة القصوى للثمانية ، وهي:

نحتاج إلى هذه القفزات في حالة امتلاء كل شبكة فرعية بسعة المضيف القصوى ، لذلك يجب علينا احترام هذه القفزات لضمان قابلية التوسع للشبكة. بهذه الطريقة سوف نتجنب الاضطرار إلى إعادة الهيكلة في حالة زيادة مع المستقبل.

4. نحتاج فقط إلى تعيين IP لشبكاتنا الفرعية

مع كل شيء قمنا بحسابه من قبل ، لدينا بالفعل كل شيء جاهز لإنشاء شبكاتنا الفرعية ، دعنا نرى أول 5 كما ستكون. سنستمر في الشبكة الفرعية 40 ، وستظل لدينا مساحة كبيرة للوصول إلى 64 شبكة فرعية مع 6 بت.

لتطبيق IP للشبكة الفرعية ، يجب أن نأخذ في الاعتبار أن بتات المضيف العشرة يجب أن تكون عند 0 وأن قفزة الشبكة الفرعية المحسوبة هي 4 في 4. لذلك ، لدينا تلك القفزات في الثمانية الثالثة وبالتالي فإن الثماني الأخيرة هي 0 ، كيف جيدة IP الشبكة. يمكننا ملء هذا العمود بالكامل مباشرة.

يتم حساب IP المضيف الأول ببساطة عن طريق إضافة 1 إلى IP الشبكة الفرعية ، وهذا ليس له أسرار. يمكننا ملء هذا العمود بالكامل مباشرة.

الآن الشيء الأكثر طبيعية هو وضع البث IP ، لأنها ليست سوى مسألة طرح 1 من IP الشبكة الفرعية التالي. على سبيل المثال ، عنوان IP السابق 127.11.4.0 هو 127.11.3.255 ، لذا سنستمر معهم جميعًا. مع ملء العمود الأول ، من السهل إخراج هذا العمود.

أخيرًا ، سنحسب آخر عنوان IP للمضيف بطرح 1 من عنوان IP للبث. سيتم ملء هذا العمود في العمود الأخير بطريقة بسيطة إذا كان لدينا بالفعل عناوين البث.

استنتاجات حول الشبكات الفرعية

إن عملية حساب قناع الشبكة الفرعية بسيطة للغاية إذا كنا واضحين حول مفاهيم الشبكة الفرعية ، IP للشبكة ، قناع الشبكة والشبكة الفرعية وعنوان البث. بالإضافة إلى ذلك ، باستخدام صيغتين بسيطتين للغاية ، يمكننا بسهولة حساب سعة الشبكات الفرعية لعنوان IP مهما كانت الفئة ، وسعة المضيف اعتمادًا على الشبكات التي نحتاجها.

من الواضح إذا فعلنا ذلك يدويًا ولم يكن لدينا الكثير من الممارسة للقيام بالتحويلات العشرية إلى الثنائية ، فقد يستغرق الأمر وقتًا أطول قليلاً ، خاصة إذا كنا ندرس هذا للحصول على دورة في الشبكات المهنية أو دورة الشهادة المهنية.

سيتم تنفيذ هذا الإجراء نفسه مع IP من الفئة A و C تمامًا مثل المثال مع الفئة B. علينا فقط أن نأخذ في الاعتبار نطاق العناوين التي يجب أخذها ومعرفها ، والباقي تلقائي تقريبًا.

وإذا بدلاً من إعطائنا IP والفئة ، فإنهم يعطوننا ببساطة عدد الشبكات الفرعية وعدد المضيفين ، سنكون هم من يقرر الفصل ، ونقوم بالتحويلات المقابلة إلى ثنائي واستخدام الصيغ حتى لا تقصر في التوقعات.

بدون مزيد من اللغط ، نترك لك بعض الروابط المهمة التي تغطي مفاهيم الشبكة الأخرى بمزيد من التفصيل:

كيف بدا جسمك مع البرنامج التعليمي الخاص بنا حول كيفية حساب قناع الشبكة الفرعية ؟ نأمل أن يكون كل شيء واضحًا ، وإلا سيكون لديك مربع التعليقات لطرح أي أسئلة أو إذا رأيت أي خطأ مطبعي.