Alhálózat - Subnetwork

Alhálózat létrehozása a gazdaazonosító felosztásával

Az alhálózat vagy alhálózat az IP -hálózat logikai felosztása . A hálózat két vagy több hálózatra történő felosztásának gyakorlatát alhálózatnak nevezik .

Az ugyanahhoz az alhálózathoz tartozó számítógépeket IP -címeik azonos, legjelentősebb bitcsoporttal címzik . Ez azt eredményezi, hogy az IP -cím logikailag két mezőre oszlik: a hálózati számra vagy az útválasztási előtagra és a többi mezőre vagy gazdaazonosítóra . A többi mező egy adott gazdagép vagy hálózati interfész azonosítója.

Az útválasztási előtag kifejezhető osztály nélküli tartományközi útválasztási (CIDR) jelöléssel, amelyet a hálózat első címeként írnak, majd perjel ( / ), és az előtag bithosszával zárul. Például a 198.51.100.0 / 24 az Internet Protocol 4 -es verzió előtagja, amely a megadott címről indul, és 24 bitet rendel a hálózati előtaghoz, a fennmaradó 8 bit pedig a gazdacímzéshez van fenntartva. A 198.51.100.0 és 198.51.100.255 tartományba eső címek ebbe a hálózatba tartoznak. A 2001-es IPv6- cím specifikáció : db8 :: / 32 egy nagy címblokk, 2 ⁹⁶ címmel, 32 bites útválasztó előtaggal.

IPv4 esetén a hálózatot az alhálózati maszk vagy a netmaszk is jellemezheti , ez a bitmaszk , amelyet bites módú ÉS művelet esetén a hálózat bármely IP -címére alkalmazva az útválasztási előtagot kapunk. Az alhálózati maszkok pont-decimális jelöléssel is kifejezhetők, mint egy IP-cím. Például a 198.51.100.0 / 24 előtag 255.255.255.0 alhálózati maszkot tartalmazna .

A forgalom az alhálózatok között az útválasztókon keresztül történik, amikor a forráscím és a célcím irányítási előtagjai eltérnek. Az útválasztó logikai vagy fizikai határként szolgál az alhálózatok között.

A meglévő hálózat alhálózatának előnyei az egyes telepítési forgatókönyvek szerint eltérőek. A CIDR -t használó internetes címkiosztási architektúrában és a nagy szervezetekben hatékonyan kell kiosztani a címteret. Az alhálózat növelheti az útválasztás hatékonyságát, vagy előnyökkel járhat a hálózatkezelésben, ha az alhálózatokat adminisztratív módon egy nagyobb szervezet különböző szervezetei irányítják. Az alhálózatok logikusan elrendezhetők egy hierarchikus architektúrában, felosztva a szervezet hálózati címterét egy faszerű útválasztási struktúrába vagy más struktúrákba, például hálóba.

Hálózati címzés és útválasztás

Az a koncepció, hogy a 256 címet tartalmazó 200.100.10.0/24 IPv4 címteret két kisebb címterületre, nevezetesen a 200.100.10.0/25 és a 200.100.10.128/25 alhálózatra kell osztani 128 címmel.

Az olyan hálózatokban, mint az Internet, részt vevő számítógépek mindegyike rendelkezik legalább egy hálózati címmel . Általában ez a cím minden eszközön egyedi, és vagy automatikusan konfigurálható a Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) protokollal a hálózati szerver által, manuálisan a rendszergazda által, vagy automatikusan az állapot nélküli cím automatikus konfigurálásával .

Egy cím ellátja a gazdagép azonosításának és a hálózaton való keresésének funkcióit. A leggyakoribb hálózati címzési architektúra az Internet Protocol 4 -es verzió (IPv4), de utódját, az IPv6 -ot 2006 óta egyre gyakrabban alkalmazzák . Az IPv4 -cím 32 bites. Egy IPv6 -cím 128 bites. Mindkét rendszerben az IP -cím két logikai részre oszlik, a hálózati előtagra és a gazdaazonosítóra . Az alhálózat minden gazdagépének ugyanaz a hálózati előtagja. Ez az előtag a cím legjelentősebb bitjeit foglalja el. A hálózaton belül az előtaghoz kiosztott bitek száma alhálózatonként eltérő lehet, a hálózati architektúrától függően. A gazdaazonosító egyedi helyi azonosító, és vagy a helyi hálózaton található gazdagépszám, vagy egy interfész azonosító.

Ez a címzési struktúra lehetővé teszi az IP -csomagok szelektív továbbítását több hálózaton keresztül speciális átjáró -számítógépeken, az úgynevezett útválasztókon keresztül , egy célállomásnak, ha a kiindulási és a célállomás hálózati előtagjai eltérnek egymástól, vagy közvetlenül a helyi hálózaton lévő célgazdának küldik. ugyanaz. Az útválasztók logikai vagy fizikai határokat képeznek az alhálózatok között, és kezelik a köztük lévő forgalmat. Minden alhálózatot egy kijelölt alapértelmezett útválasztó szolgál ki, de belsőleg több fizikai Ethernet szegmensből állhat, amelyeket hálózati kapcsolók kapcsolnak össze .

A cím útválasztó előtagját az alhálózati maszk azonosítja, amely ugyanolyan formában van írva, mint az IP -címek. Például az útválasztási előtag alhálózati maszkja, amely az IPv4-cím legjelentősebb 24 bitjéből áll, 255.255.255.0 .

A hálózati előtag modern szabványos specifikációs formája a CIDR jelölés, amelyet mind az IPv4, mind az IPv6 esetében használnak. Megszámolja az előtag bitjeinek számát, és ezt a számot a perjel (/) karakter elválasztó után a címhez fűzi. Ezt a jelölést az osztály nélküli tartományközi útválasztással (CIDR) vezették be . Az IPv6-ban ez az egyetlen szabványalapú forma, amely hálózati vagy útválasztási előtagokat jelöl.

Például, az IPv4 hálózati 192.0.2.0 a alhálózati maszk 255.255.255.0 van írva, mint 192.0.2.0 / 24 , és az IPv6-jelöléssel 2001: db8 :: / 32 jelöli a cím 2001: db8 :: és a hálózati előtag álló a legjelentősebb 32 bit.

Az IPv4 klasszikus hálózatépítésében a CIDR bevezetése előtt a hálózati előtagot közvetlenül meg lehetett szerezni az IP -címről , a legmagasabb rendű bitsorozat alapján. Ez meghatározta a cím osztályát (A, B, C), és ezáltal az alhálózati maszkot. A CIDR bevezetése óta azonban egy IP -cím hálózati interfészhez rendeléséhez két paraméterre van szükség, a címre és az alhálózati maszkra.

Az IPv4 forráscím, a hozzá tartozó alhálózati maszk és a célcím alapján az útválasztó meghatározhatja, hogy a cél helyileg vagy távoli hálózaton van -e. A cél alhálózati maszkjára nincs szükség, és általában nem ismeri az útválasztó. Az IPv6 esetében azonban az on-link meghatározása részletesen eltér, és megköveteli a Neighbor Discovery Protocol (NDP) protokollt . Az interfész IPv6-címének hozzárendelése nem követeli meg a megfelelő on-link előtagot, és fordítva, a link-local címek kivételével .

Mivel minden helyileg csatlakoztatott alhálózatot külön bejegyzéssel kell ábrázolni az egyes csatlakoztatott útválasztók útválasztási tábláiban , az alhálózat növeli az útválasztás összetettségét. A hálózat gondos megtervezésével azonban a fahierarchia ágain belül elhelyezkedő, távolabbi alhálózatok gyűjteményeibe vezető útvonalak szupernethálózatba tömöríthetők, és egyetlen útvonallal ábrázolhatók.

Internet Protocol 4 -es verzió

A hálózati előtag meghatározása

Az IPv4 alhálózati maszk 32 bites; ez egy sorozat ( 1 ), amelyet nullák ( 0 ) blokkja követ . Az egyek biteket jeleznek a hálózati előtaghoz használt címben, és a nullák záró blokkja azt a részt jelöli ki gazdagép -azonosítónak.

A következő példa a hálózati előtag és a gazdaazonosító elválasztását mutatja a címtől ( 192.0.2.130 ) és a hozzá tartozó / 24 alhálózati maszktól ( 255.255.255.0 ). A művelet táblázatban látható bináris címformátumok használatával.

Az IP -cím és az alhálózati maszk bitenkénti ÉS működésének eredménye a 192.0.2.0 hálózati előtag . A hoszt részt, amely 130 , a cím és az alhálózati maszk komplementerének bites ÉS művelete adja .

Alhálózat

Az alhálózatozás az a folyamat, amelynek során a gazda részből a hálózati előtag részeként kijelölünk néhány nagyrendű bitet, és megfelelően beállítjuk az alhálózati maszkot. Ez a hálózatot kisebb alhálózatokra osztja fel. A következő ábra módosítja a fenti példát úgy, hogy 2 bitet helyez át a gazda részből a hálózati előtagba, hogy négy kisebb alhálózatot alkosson az előző méret negyedével.

Különleges címek és alhálózatok

Az IPv4 speciálisan kijelölt címformátumokat használ a különleges címfunkciók felismerésének megkönnyítése érdekében. A nagyobb hálózat alhálózatával kapott első és utolsó alhálózatok hagyományosan különleges megnevezéssel és korai szakaszban különleges használati vonatkozásokkal rendelkeznek. Ezenkívül az IPv4 az összes host címet, azaz a hálózaton belüli utolsó címet használja a linken lévő összes gazdagéphez történő sugárzáshoz.

Az első alhálózat, amelyet egy nagyobb hálózat alhálózatából kapunk, az alhálózati bitcsoport összes bitjét nullára állítja (0). Ezért nulla alhálózatnak nevezik . A nagyobb hálózat alhálózatosításából kapott utolsó alhálózatban az alhálózati bitcsoport összes bitje egy (1). Ezért all-all alhálózatnak nevezik .

Az IETF eredetileg visszatartotta e két alhálózat termelési használatát. Ha az előtag hossza nem áll rendelkezésre, a nagyobb hálózat és az első alhálózat azonos címmel rendelkezik, ami zavart okozhat. Hasonló összetévesztés lehetséges az utolsó alhálózat végén található sugárzási címmel is. Ezért az összes nullából és az összesből álló alhálózat -értékek nyilvános interneten való lefoglalását javasolta, csökkentve az elérhető alhálózatok számát kettővel minden egyes alhálózat esetében. Ezt a hatékonyságot megszüntették, és a gyakorlatot 1995 -ben elavultnak nyilvánították, és csak akkor releváns, ha a korábbi berendezésekkel foglalkoznak.

Bár a nullák és az egyben gazdaszámítógépek az alhálózat hálózati címére, illetve annak sugárzási címére vannak fenntartva, a CIDR-t használó rendszerekben minden alhálózat elérhető egy felosztott hálózatban. Például egy / 24 hálózat tizenhat használható / 28 hálózatra osztható . Minden sugárzási cím, azaz *.15 , *.31 ,…, *.255 , csak az állomásszámot csökkenti az egyes alhálózatokban.

Alhálózati gazdagépek száma

A rendelkezésre álló alhálózatok száma és a hálózatban található lehetséges állomások száma könnyen kiszámítható. Például a 192.168.5.0 / 24 hálózat a következő négy / 26 alhálózatra osztható fel . A kiemelt két címbit ebben a folyamatban a hálózati szám részévé válik.

Az alhálózati bitek után fennmaradó biteket az alhálózaton belüli állomások címzésére használják. A fenti példában az alhálózati maszk 26 bitből áll, így 255.255.255.192, így 6 bit marad a gazdaazonosító számára. Ez 62 gazda kombinációt tesz lehetővé (2 ⁶ −2).

Általánosságban elmondható, hogy az alhálózaton elérhető hosztok száma 2 ^h −2, ahol h a cím gazdaszakaszához használt bitek száma. A rendelkezésre álló alhálózatok száma 2 ⁿ , ahol n a cím hálózati részéhez használt bitek száma.

Ez alól kivétel van a 31 bites alhálózati maszkok esetében, ami azt jelenti, hogy a gazdaazonosító csak egy bit hosszú két megengedett cím esetén. Az ilyen hálózatokban, általában pont-pont kapcsolatokban , csak két gazdagép (a végpontok) csatlakoztatható, és a hálózati és műsorszórási címek megadása nem szükséges.

Internet Protocol 6. verzió

Az IPv6 címtér kialakítása jelentősen eltér az IPv4 -től. Az IPv4 alhálózatának elsődleges oka az, hogy javítja a hatékonyságot a viszonylag kis címtér kihasználásában, különösen a vállalkozások számára. Az IPv6-ban nincsenek ilyen korlátozások, mivel még a végfelhasználók számára is rendelkezésre álló nagy címterület nem korlátozó tényező.

Az IPv4-hez hasonlóan az IPv6 alhálózása a változó hosszúságú alhálózati maszkolás (VLSM) és az osztály nélküli tartományközi útválasztás módszerein alapul. A forgalom átirányítására szolgál a globális allokációs terek között és az ügyfélhálózatokon belül az alhálózatok és az internet között.

Egy kompatibilis IPv6 alhálózat mindig 64 bites címeket használ a gazdaazonosítóban. Tekintettel a 128 bites címméretre, a /64 irányítási előtaggal rendelkezik. Bár technikailag lehetséges kisebb alhálózatok használata, ezek nem praktikusak az Ethernet technológián alapuló helyi hálózatok számára, mivel az állapot nélküli cím automatikus konfigurálásához 64 bit szükséges . Az Internet Engineering Task Force / 127 alhálózat használatát javasolja a pont-pont kapcsolatokhoz, amelyeknek csak két állomásuk van.

Az IPv6 nem valósít meg speciális címformátumokat a műsorszórási forgalomhoz vagy a hálózati számokhoz, így az alhálózatban található összes cím elfogadható a gazdagép címzéséhez. Az összes nulla cím az alhálózat-útválasztó anycast címeként van fenntartva.

A múltban az IPv6 ügyféloldal ajánlott kiosztása egy 48 bites ( / 48 ) előtagú címtér volt . Ezt az ajánlást azonban felülvizsgálták, hogy ösztönözzék a kisebb blokkokat, például 56 bites előtagok használatával. A lakossági ügyfélhálózatok másik gyakori allokációs mérete 64 bites előtaggal rendelkezik.

Lásd még

• Autonóm rendszer (Internet)

Hivatkozások

További irodalom

• Az IPv4 útválasztókra vonatkozó követelmények . doi : 10.17487/RFC1812 . RFC 1812 .
• Internetes hálózatok alhálózatainak segédprogramja . doi : 10.17487/RFC0917 . RFC 917 .
• Hálózati nevek és egyéb típusok DNS -kódolása . doi : 10.17487/RFC1101 . RFC 1101 .
• Blank, Andrew G. (2006). TCP/IP alapok . Wiley. ISBN 9780782151138.
• Lammle, Todd (2005). CCNA Cisco Certified Network Associate Study Guide 5. kiadás . San Francisco, London: Sybex.
• Groth, David; Skandier, Toby (2005). Network + Study Guide (4. kiadás). San Francisco, London: Wiley.

Külső linkek

• Cisco-IP címzés és alhálózat új felhasználók számára
• Subnetworking a Curlie
• Netmask Gyorsreferencia táblázat