Subnet beregner – IP-adresse og CIDR beregner

IP-adressering og CIDR-notation

Een IPv4-adresse er en 32-bit binær tal, udtrykt som fire decimale oktetter adskilt af punkter — f.eks. 192.168.1.100. Hver oktet repræsentere 8 bit og strækker sig fra 0 til 255, hvilket giver en total adresseområde på 2³² = 4.294.967.296 mulige adresser.

CIDR-notation (Classless Inter-Domain Routing, defineret i RFC 4632) tilføjer en præfikslængde efter en skilletegn til at angive, hvor mange ledende bitter identifierer netværket: 192.168.1.0/24. Præfikslængden (24 i dette tilfælde) betyder, at de første 24 bit er netværksdelen; de tilbageværende 8 bitter identifierer individuelle enheder på dette netværk.

For en /24-netværk: 2⁸ = 256 totalt adresser, minus 2 reserverede adresser = 254 brugbare hostadresser. De to reserverede adresser er:

• Netværksadresse (alle host-biter = 0): 192.168.1.0 — identifierer netværket selv
• Udbredelsesadresse (alle host-biter = 1): 192.168.1.255 — sender pakker til alle enheder på undernettet

Den generelle formel for brugbare enheder er: Brugbare enheder = 2^(32 − præfikslængde) − 2. Den eneste undtagelse er en /31-undernet (punkt-til-punkt-linje efter RFC 3021), der har 2 adresser og 0 "brugbare" enheder i den traditionelle forstand, men begge adresser er tilknyttet router-interfaces, og /32, der identifierer en enkelt enhed.

CIDR erstattede det ældre klassificerede adresse-system (Class A/B/C) i 1993 til at tillade mere fleksibel allokerings af IP-adresseområde. Før CIDR fik en organisation, der havde brug for 500 adresser, en Class B (/16) med 65.534 adresser — med mere end 65.000 overflødige. Med CIDR fik de en /23 (510 brugbare adresser), hvilket dramatisk forbedrede allokerings-effektivitet.

Komplet subnetmask og CIDR-reference tabel

Een subnetmask er en 32-bit værdi, hvor følgende 1'ers markerer netværksdelen og følgende 0'ers markerer host-delen. Følgende tabel dækker alle almindelig brugte CIDR-præfikslængder:

*En /31-undernet har ingen netværks- eller udbredelsesadresse efter RFC 3021, så begge adresser er brugbare til punkt-til-punkt-linjer.

Privat IP-adresser (RFC 1918)

RFC 1918 definerer tre adresseområder, der er reserveret for private netværk. Disse er ikke ruterbare på det offentlige internet og kan bruges frit inden for enhver organisation:

Andre særlige adresseområder, som netværksingeniører skal kende:

• 127.0.0.0/8 — Loopback (localhost). 127.0.0.1 er din egen maskine. Pakker forlader aldrig maskinen.
• 169.254.0.0/16 — Link-local / APIPA (Automatic Private IP Addressing). Auto-tildeltes, når DHCP mislykkes.
• 100.64.0.0/10 — Carrier-grade NAT (CGNAT, RFC 6598). Bruges af ISP'er til delt adresseområde.
• 0.0.0.0/0 — Standardrute i routing-tabeller, der repræsenterer "alle destinationer."
• 224.0.0.0/4 — Multicast adresseområde (Class D). Bruges til streaming, OSPF, RIP.
• 255.255.255.255 — Begrænset udbredelse (alle enheder på det lokale netværksegment).

Subnetting trin for trin med VLSM

Subnetting deler en større netværk op i mindre, mere håndterlige segmenter. Dette forbedrer sikkerheden (isolation af udbredelsesdomæne), ydeevnen (reduceret udbredelses-trafik) og IP-adressens effektivitet. Her er en detaljeret gennemgang:

Eksempel: Du har 192.168.10.0/24 (256 adresser) og skal dele det op i 4 lige subnetter.

1. Beregn antallet af nødvendige bits: 4 subnetter kræver 2 ekstra netværksbits (2² = 4). Ny præfikser: /24 + 2 = /26.
2. Beregn antallet af tilgængelige værter pr. subnet: 2^(32 − 26) − 2 = 62 tilgængelige værter pr. subnet.
3. Opstil subnetterne:

Variable Length Subnet Masking (VLSM) tager dette videre ved at tillade subnetter af forskellig størrelse. Eksempelvis kan du tildele en /26 til 60 arbejdsstationer, en /28 til 14 servere og /30 til WAN-kanaler — alle fra samme overordnede blok. VLSM eliminerer afvandning ved at tilpasse subnetstørrelsen til den faktiske behov.

Supernetting (ruteaggregering) er det modsatte: kombinerer flere mindre netværk til et enkelt større rute. Eksempelvis kan 192.168.0.0/24, 192.168.1.0/24, 192.168.2.0/24 og 192.168.3.0/24 kombineres til 192.168.0.0/22. Dette reducerer størrelsen på rutenetværks tabel i kernen.

Binær matematik bag subnetting

Forståelsen af binær operationer bag subnetting fjerner alle mysterier. Hvert IPv4-adresse er en 32-bit-tal. Eksempelvis er 192.168.1.100 i binær form:

11000000.10101000.00000001.01100100

Subnetmængden /24 (255.255.255.0) i binær form:

11111111.11111111.11111111.00000000

For at finde netværksadressen, udfør en binær AND-operation mellem IP og mængden:

11000000.10101000.00000001.01100100 (IP)
11111111.11111111.11111111.00000000 (Mængde)
——————————————————
11000000.10101000.00000001.00000000 = 192.168.1.0 (Netværksadresse)

For at finde broadcast-adressen, inverser mængden (vildkort) og OR det med netværksadressen:

Vildkort: 00000000.00000000.00000000.11111111
Netværksadresse OR Vildkort: 11000000.10101000.00000001.11111111 = 192.168.1.255 (Broadcast)

Vildkortmængden (inversen af subnetmængden) bruges i adgangskontrolsliste (ACL) på Cisco-ruter og brandvægge. For en /24: subnetmængde = 255.255.255.0, vildkort = 0.0.0.255. For en /27: subnetmængde = 255.255.255.224, vildkort = 0.0.0.31.

IPv6-adresseringsoversigt

Da IPv4's 4,3 milliarder adresser er udtømt (IANA har tildelet de sidste /8-blokke i 2011), tilbyder IPv6 et væsentligt større adresseområde ved hjælp af 128-bit-adresser — omkring 3,4 × 10³⁸ unikke adresser. IPv6-adresser skrives i otte grupper på fire hexadecimale cifre adskilt af tocolon:

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

Lejrende nul i en gruppe kan oplægges, og en følgende gruppe af nulgrupper kan erstattes med :::

2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

IPv6-subnetting fungerer identisk til IPv4 i koncept. En /48 tildeles typisk til en lokal netværksadresse (giver 2⁸⁰ tilgængelige adresse), som derefter underdeltes i /64-subnetter (standard for en enkelt LAN-segment). Den /64 giver 2⁶⁴ ≈ 1,8 × 10¹⁹ tilgængelige adresse pr. subnet — mere end nok til enhver forudsigelig brug, og krævet for Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC).