Еще раз про IP-адреса, маски подсетей и вообще / ХабрЧуточку ликбеза. Навеяно предшествующими копипастами разной чепухи на данную тему. Уж простите, носинг персонал.

IP-адрес (v4) состоит из 32-бит. Любой уважающий себя админ, да и вообще айтишник (про сетевых инженеров молчу) должен уметь, будучи разбуженным среди ночи или находясь в состоянии сильного алкогольного опьянения, правильно отвечать на вопрос «из скольки бит состоит IP-адрес». Желательно вообще-то и про IPv6 тоже: 128 бит.

Обстоятельство первое. Всего теоретически IPv4-адресов может быть:
2³² = 2¹⁰*2¹⁰*2¹⁰*2² = 1024*1024*1024*4 ≈ 1000*1000*1000*4 = 4 млрд.
Ниже мы увидим, что довольно много из них «съедается» под всякую фигню.

Записывают IPv4-адрес, думаю, все знают, как. Четыре октета (то же, что байта, но если вы хотите блеснуть, то говорите «октет» — сразу сойдете за своего) в десятичном представлении без начальных нулей, разделенные точками: «192.168.11.10».

В заголовке IP-пакета есть поля source IP и destination IP: адреса источника (кто посылает) и назначения (кому). Как на почтовом конверте. Внутри пакетов у IP-адресов нет никаких масок. Разделителей между октетами тоже нет. Просто 32-бита на адрес назначения и еще 32 на адрес источника.

Однако, когда IP-адрес присваивается интерфейсу (сетевому адаптеру или как там его еще называют) компьютера или маршрутизатора, то кроме самого адреса данного устройства ему назначают еще и маску подсети. Еще раз: маска не передается в заголовках IP-пакетов.

Компьютерам маска подсети нужна для определения границ — ни за что не угадаете чего — подсети. Чтоб каждый мог определить, кто находится с ним в одной [под]сети, а кто — за ее пределами. (Вообще-то можно говорить просто «сети», часто этот термин используют именно в значении «IP-подсеть».) Дело в том, что внутри одной сети компьютеры обмениваются пакетами «напрямую», а когда нужно послать пакет в другую сеть — шлют их шлюзу по умолчанию (третий настраиваемый в сетевых свойствах параметр, если вы помните). Разберемся, как это происходит.

Маска подсети — это тоже 32-бита. Но в отличии от IP-адреса, нули и единицы в ней не могут чередоваться. Всегда сначала идет сколько-то единиц, потом сколько-то нулей. Не может быть маски

120.22.123.12=01111000.00010110.01111011.00001100.

Но может быть маска

255.255.248.0=11111111.11111111.11111000.00000000.

Сначала N единиц, потом 32-N нулей. Несложно догадаться, что такая форма записи является избыточной. Вполне достаточно числа N, называемого длиной маски. Так и делают: пишут 192.168.11.10/21 вместо 192.168.11.10 255.255.248.0. Обе формы несут один и тот же смысл, но первая заметно удобнее.

Чтобы определить границы подсети, компьютер делает побитовое умножение (логическое И) между IP-адресом и маской, получая на выходе адрес с обнуленными битами в позициях нулей маски. Рассмотрим пример 192.168.11.10/21:

11000000.10101000.00001011.00001010
11111111.11111111.11111000.00000000
----------------------------------------------
11000000.10101000.00001000.00000000 = 192.168.8.0


Обстоятельство второе. Любой уважающий себя администратор обязан уметь переводить IP-адреса из десятичной формы в двоичную и обратно в уме или на бумажке, а также хорошо владеть двоичной арифметикой.

Адрес 192.168.8.0, со всеми обнуленными битами на позициях, соответствующих нулям в маске, называется адресом подсети. Его (обычно) нельзя использовать в качестве адреса для интерфейса того или иного хоста. Если же эти биты наоборот, установить в единицы, то получится адрес 192.168.15.255. Этот адрес называется направленным бродкастом (широковещательным) для данной сети. Смысл его по нынешним временам весьма невелик: когда-то было поверье, что все хосты в подсети должны на него откликаться, но это было давно и неправда. Тем не менее этот адрес также нельзя (обычно) использовать в качестве адреса хоста. Итого два адреса в каждой подсети — на помойку. Все остальные адреса в диапазоне от 192.168.8.1 до 192.168.15.254 включительно являются полноправными адресами хостов внутри подсети 192.168.8.0/21, их можно использовать для назначения на компьютерах.

Таким образом, та часть адреса, которой соответствуют единицы в маске, является адресом (идентификатором) подсети. Ее еще часто называют словом префикс. А часть, которой соответствуют нули в маске, — идентификатором хоста внутри подсети. Адрес подсети в виде 192.168.8.0/21 или 192.168.8.0 255.255.248.0 можно встретить довольно часто. Именно префиксами оперируют маршрутизаторы, прокладывая маршруты передачи трафика по сети. Про местонахождение хостов внутри подсетей знает только шлюз по умолчанию данной подсети (посредством той или иной технологии канального уровня), но не транзитные маршрутизаторы. А вот адрес хоста в отрыве от подсети не употребляется совсем.

Обстоятельство третье. Количество хостов в подсети определяется как 2^32-N-2, где N — длина маски. Чем длиннее маска, тем меньше в ней хостов.

Из данного обстоятельства в частности следует, что максимальной длиной маски для подсети с хостами является N=30. Именно сети /30 чаще всего используются для адресации на point-to-point-линках между маршрутизаторами.

И хотя большинство современных маршрутизаторов отлично работают и с масками /31, используя адрес подсети (нуль в однобитовой хоствой части) и бродкаст (единица) в качестве адресов интерфейсов, администраторы и сетевые инженеры часто попросту боятся такого подхода, предпочитая руководствоваться принципом «мало ли что».

А вот маска /32 используется достаточно часто. Во-первых, для всяких служебных надобностей при адресации т. н. loopback-интерфейсов, во-вторых, от криворукости: /32 — это подсеть, состоящая из одного хоста, то есть никакая и не сеть, в сущности. Чем чаще администратор сети оперирует не с группами хостов, а с индивидуальными машинами, тем менее сеть масштабируема, тем больше в ней соплей, бардака и никому непонятных правил. Исключением, пожалуй, является написание файрвольных правил для серверов, где специфичность — хорошее дело. А вот с пользователями лучше обращаться не индивидуально, а скопом, целыми подсетями, иначе сеть быстро станет неуправляемой.

Интерфейс, на котором настроен IP-адрес, иногда называют IP-интерфейсом или L3-интерфейсом («эл-три», см. Модель OSI).

Прежде чем посылать IP-пакет, компьютер определяет, попадает ли адрес назначения в «свою» подсеть. Если попадает, то шлет пакет «напрямую», если же нет — отсылает его шлюзу по умолчанию (маршрутизатору). Как правило, хотя это вовсе необязательно, шлюзу по умолчанию назначают первый адрес хоста в подсети: в нашем случае 192.168.8.1 — для красоты.

Обстоятельство четвертое. Из сказанного в частности следует, что маршрутизатор (шлюз и маршрутизатор — это одно и то же) с адресом интерфейса 192.168.8.1 ничего не знает о трафике, передаваемом между, например, хостами 192.168.8.5 и 192.168.8.7. Очень частой ошибкой начинающих администраторов является желание заблокировать или как-то еще контролировать с помощью шлюза трафик между хостами в рамках одной подсети. Чтобы трафик проходил через маршрутизатор, адресат и отправитель должны находиться в разных подсетях.

Таким образом в сети (даже самого маленького предприятия) обычно должно быть несколько IP-подсетей (2+) и маршрутизатор (точнее файрвол, но в данном контексте можно считать эти слова синонимами), маршрутизирующий и контролирующий трафик между подсетями.

Следующий шаг — разбиение подсетей на более мелкие подсети. Полюбившуюся нам сеть 192.168.8.0/21 можно разбить на 2 подсети /22, четыре подсети /23, восемь /24 и т. д. Общее правило, как не сложно догадаться, такое: K=2^X-Y, где K — количество подсетей с длиной маски Y, умещающихся в подсеть с длиной маски X.

Обстоятельство пятое. Как и любому приличному IT-шнику, администратору сети, если только он получает зарплату не за красивые глаза, положено знать наизусть степени двойки от 0 до 16.

Процесс объединения мелких префиксов (с длинной маской, в которых мало хостов) в крупные (с короткой маской, в которых много хостов) называется агрегацией или суммаризацией (вот не суммированием!). Это очень важный процесс, позволяющий минимизировать количество информации, необходимой маршрутизатору для поиска пути передачи в сети. Так, скажем, провайдеры выдают клиентам тысячи маленьких блоков типа /29, но весь интернет даже не знает об их существовании. Вместо этого за каждым провайдером закрепляются крупные префиксы типа /19 и крупнее. Это позволяет на порядки сократить количество записей в глобальной таблице интернет-маршрутизации.

Обстоятельство шестое. Чем больше длина маски, тем меньше в подсети может быть хостов, и тем большую долю занимает «съедение» адресов на адреса подсети, направленного бродкаста и шлюза по умолчанию. В частности в подсети с маской /29 (2^32-29 = 8 комбинаций) останется всего 5 доступных для реального использования адресов (62,5%). Теперь представьте, что вы провайдер, выдающий корпоративным клиентам тысячи блоков /29. Таким образом, грамотное разбиение IP-пространства на подсети (составление адресного плана) — это целая маленькая наука, включающая поиск компромиссов между разными сложными факторами.

При наличии достаточно большого диапазона адресов, как правило из блоков для частного использования 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16, конечно, удобно использовать маски, совпадающие по длине с границами октетов: /8, /16, /24 или, соответственно, 255.0.0.0, 255.255.0.0 и 255.255.255.0. При их использовании можно облегчить работу мозгу и калькулятору, избавившись от необходимости работать с двоичной системой и битами. Это правильный подход, но не стоит забывать, что злоупотребление расслабухой редко доводит до добра.

И последнее. Пресловутые классы адресов. Дорогие товарищи, забудьте это слово вообще! Совсем. Вот уже скоро 20 лет (!), как нет никаких классов. Ровно с тех пор, как стало понятно, что длина префикса может быть любой, а если раздавать адреса блоками по /8, то никакого интернета не получится.

Иногда «матерые специалисты» любят блеснуть словами «сеть класса такого-то» по отношению к подсети с той или иной длиной маски. Скажем, часто можно услышать слово «сеть класса C» про что-нибудь вроде 10.1.2.0/24. Класс сети (когда он был) не имел никакого отношения к длине маски и определялся совсем другими факторами (комбинациями битов в адресе). В свою очередь классовая адресация обязывала иметь маски только предписанной для данного класса длины. Поэтому указанная подсеть 10.1.2.0/24 никогда не принадлежала и не будет принадлежать к классу C.

Но обо всем этом лучше и не вспоминать. Единственное, что нужно знать — что существуют разные глобальные конвенции, собранные под одной крышей в RFC3330, о специальных значениях тех или иных блоков адресов. Так, например, упомянутые блоки 10/8, 172.16/12 и 192.168/16 (да, можно и так записывать префиксы, полностью откидывая хостовую часть) определены как диапазоны для частного использования, запрещенные к маршрутизации в интернете. Каждый может использовать их в частных целях по своему усмотрению. Блок 224.0.0.0/4 зарезервирован для мультикаста и т. д. Но все это лишь конвенции, призванные облегчить административное взаимодействие. И хотя лично я крайне не рекомендую вам их нарушать (за исключением надежно изолированных лабораторных тестов), технически никто не запрещает использовать любые адреса для любых целей, покуда вы не стыкуетесь с внешним миром.

Что означает сетевой префикс | CiscoTips

IP адрес протокола IPv4 состоит из 32 бит, но не все биты в адресе имеют одинаковое значение. Биты делятся на две части: слева некоторое количество бит обозначают сеть, к которой относится данный адрес, оставшиеся биты справа идентифицируют устройство внутри сети. Подробнее об этом можно прочесть в статье про IPv4-адресацию. Граница между этими двумя группами бит может проходить в разных местах, например, для 32-битного адреса, первые 16 бит могут обозначать сеть, вторые – хост внутри сети, возможны любые другие сочетания (10 и 22, 8 и 24, 30 и 2) – в принципе, любые два числа, дающие в сумме 32 подойдут.

Для описания того, где проходит эта граница используется сетевой префикс. Он записывается обычно после адреса в виде десятичного числа через слеш, например 10.0.0.0/8 или 192.168.10.123/19 (8 и 19 – префиксы). Префикс обозначает, сколько бит в приведённом адресе хранят информацию о сети. Например, если префикс /24, это означает, что в адресе из 32-х бит 24 бита хранят информацию о сети, а оставшиеся 8 – информацию о хосте.

Предположим, что имеется такая задача: найти широковещательный адрес для адреса 172.20.35.123/20. Запишем адрес в двоичном виде 10101100.00010100.00100011.01111011, как мы помним из определения, чтобы получить широковещательный адрес, надо взять ту часть адреса, где хранится информация о хосте и заполнить её единицами. Так как префикс 20 – отсчитываем первые 20 бит и оставляем их без изменений (виде 10101100.00010100.0010), оставшиеся 12 бит заполняем единицами, так как там хранится хостовая часть адреса (1111.11111111), получится адрес 10101100.00010100.00101111.11111111, в десятичной системе это выглядит как 172.20.47.255.

Перевод префикса в маску подсети

Префикс и маска подсети обозначают одно и то же, только разными способами. Если надо найти маску подсети по префиксу, то надо просто написать столько единиц, сколько указано в префиксе, оставшуюся часть дополнить нулями (чтобы всего получилось 32 двоичные цифры) и дальше группами по 8 бит перевести в десятичную систему.

Например, стоит задача найти маску, соответствующую префиксу /19. Для этого запишем 19 единиц и дополним их 13 нулями, чтобы всего получилось 32 цифры:

11111111.11111111.11100000.00000000, то что получилось надо перевести в десятичный вид и получим маску подсети 255.255.224.0.

Сетевой префикс в IPv6

В IPv6 адрес состоит из 128 бит, и маски подсети не используются, так как пришлось бы иметь очень длинные маски — тоже по 128 бит. Вместо этого используется только префикс. Смысл префикса в IPv6 такой же как и для IPv4 — отделение части адреса, хранящей информацию о сети от части адреса, хранящей информацию о хосте. Правая часть, хранящая информацию о хосте имеет специальное название — «Идентификатор интерфейса» (Interface ID). В IPv6 клиенту выделяются сети с префиксом /64, что означает ещё 64 бита на хосты внутри сети. Таким образом, внутри сети моэет существовать 2⁶⁴ различных хостов.

90000 networking — Prefix length with a value 0 90001 Stack Overflow 90002 90003 Products 90004 90003 Customers 90004 90003 Use cases 90004 90009 90010 90003 Stack Overflow Public questions and answers 90004 90003 Teams Private questions and answers for your team 90004 90003 Enterprise Private self-hosted questions and answers for your enterprise 90004 90003 Jobs Programming and related technical career opportunities 90004 90003 Talent Hire technical talent 90004 90003 90004 90009.90000 networking — Why am I getting a -1 for the network prefix length in Java? 90001 Stack Overflow 90002 90003 Products 90004 90003 Customers 90004 90003 Use cases 90004 90009 90010 90003 Stack Overflow Public questions and answers 90004 90003 Teams Private questions and answers for your team 90004 90003 Enterprise Private self-hosted questions and answers for your enterprise 90004 90003 Jobs Programming and related technical career opportunities 90004 90003 Talent Hire technical talent 90004 90003 Advertising Reach developers worldwide 90004 90009 .90000 Classless inter-domain routing (CIDR) and Notation for Beginners 90001 90002 Classless inter-domain routing (CIDR) is a set of Internet protocol (IP) standards that is used to create unique identifiers for networks and individual devices. The IP addresses allow particular information packets to be sent to specific computers. Shortly after the introduction of CIDR, technicians found it difficult to track and label IP addresses, so a notation system was developed to make the process more efficient and standardized.That system is known as CIDR notation. 90003 90002 CIDR IP addresses consist of two groups of numbers, which are also referred to as groups of bits. The most important of these groups is the network address, and it is used to identify a network or a sub-network (subnet). The lesser of the bit groups is the host identifier. The host identifier is used to determine which host or device on the network should receive incoming information packets. In contrast to classful routing, which categorizes addresses into one of three blocks, CIDR allows for blocks of IP addresses to be allocated to Internet service providers.The blocks are then split up and assigned to the provider’s customers. Until recently, IP addresses used the IPv4 CIDR standard, but because IPv4 addresses are nearly exhausted, a new standard known as IPv6 has been developed and will soon be implemented. 90003 90006 Development of CIDR 90007 90002 When the Internet domain name system (DNS) was first established, the classful routing system was used for IP addresses, but early Internet developers soon discovered that it included a serious flaw in that it lacked scalability.To solve this problem, the Internet Engineering Task Force created the IPv4 standard in 1993. In addition, CIDR was created as a system of routing the new IPv4 addresses. These standards were originally published under the names RFC 1518 and RFC 1519. In 2006, a new version of the standard was published as RFC 4632. 90003 90002 According to the CIDR standard, the first part of an IP address is a prefix, which identifies the network. The prefix is ​​followed by the host identifier so that information packets can be sent to particular computers within the network.With the classful routing system, individual networks were either limited to 256 host identifiers or overburdened with 65,536 identifiers. For many network enterprises, 256 identifiers were not enough and 65,536 were too burdensome to be used efficiently. 90003 90002 In the 1980s, as TCP / IP grew into the modern Internet, the need for a more flexible routing system was recognized. This need prompted the development of CIDR and subnets. CIDR and the process of variable-length subnet masking (VLSM) allow network administrators to divide individual networks into subnets of various sizes.In addition, addresses for related operations can be grouped together to create a simple system of categorization. Internet providers are also able to allocate a scalable number of addresses, in blocks, to organizations based on how many addresses are needed. 90003 90002 These new routing and categorization systems solved most of the problems with IP addresses, and the only remaining problem was deciding how to identify them efficiently. Eventually, CIDR notation was established and accepted as the standard.In CIDR notation, IP addresses are written as a prefix, and a suffix is ​​attached to indicate how many bits are in the entire address. The suffix is ​​set apart from the prefix with a slash mark. For instance, in the CIDR notation 192.0.1.0/24, the prefix is ​​192.0.1.0, and the total number of bits in the address is 24. 90003 90006 CIDR Blocks 90007 90002 The ability to group blocks of addresses into a single routing network is the hallmark of CIDR, and the pr 90003.90000 IP Addressing and Subnetting for New Users 90001 90002 Introduction 90003 90004 This document provides basic information needed in order to configure your router for routing IP, such as how addresses are broken down and how subnetting works. You learn how to assign each interface on the router an IP address with a unique subnet. There are examples included in order to help tie everything together. 90005 90002 Prerequisites 90003 90008 Requirements 90009 90004 Cisco recommends that you have a basic understanding of binary and decimal numbers.90005 90008 Components Used 90009 90004 This document is not restricted to specific software and hardware versions. 90005 90004 The information in this document was created from the devices in a specific lab environment. All of the devices used in this document started with a cleared (default) configuration. If your network is live, make sure that you understand the potential impact of any command. 90005 90008 Additional Information 90009 90004 If definitions are helpful to you, use these vocabulary terms in order to get you started: 90005 90022 90023 90004 90025 Address — 90026 The unique number ID assigned to one host or interface in a network.90005 90028 90023 90004 90025 Subnet — 90026 A portion of a network that shares a particular subnet address. 90005 90028 90023 90004 90025 Subnet mask — 90026 A 32-bit combination used to describe which portion of an address refers to the subnet and which part refers to the host. 90005 90028 90023 90004 90025 Interface — 90026 A network connection. 90005 90028 90047 90004 If you have already received your legitimate address (es) from the Internet Network Information Center (InterNIC), you are ready to begin.If you do not plan to connect to the Internet, Cisco strongly suggests that you use reserved addresses from RFC 1918. 90005 90002 Understand IP Addresses 90003 90004 An IP address is an address used in order to uniquely identify a device on an IP network. The address is made up of 32 binary bits, which can be divisible into a network portion and host portion with the help of a subnet mask. The 32 binary bits are broken into four octets (1 octet = 8 bits). Each octet is converted to decimal and separated by a period (dot).For this reason, an IP address is said to be expressed in dotted decimal format (for example, 172.16.81.100). The value in each octet ranges from 0 to 255 decimal, or 00000000 — 11111111 binary. 90005 90004 Here is how binary octets convert to decimal: The right most bit, or least significant bit, of an octet holds a value of 2 90055 0 90056. The bit just to the left of that holds a value of 2 90055 1 90056. This continues until the left-most bit, or most significant bit, which holds a value of 2 90055 7 90056.So if all binary bits are a one, the decimal equivalent would be 255 as shown here: 90005 90062 90063 1 1 1 1 1 1 1 1 128 64 32 16 8 4 2 1 (128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255) 90064 90065 90004 Here is a sample octet conversion when not all of the bits are set to 1. 90005 90062 90063 0 1 0 0 0 0 0 1 0 64 0 0 0 0 0 1 (0 + 64 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 1 = 65) 90064 90065 90004 And this sample shows an IP address represented in both binary and decimal. 90005 90062 90063 10. 1. 23.19 (decimal) 00001010.00000001.00010111.00010011 (binary) 90064 90065 90004 These octets are broken down to provide an addressing scheme that can accommodate large and small networks. There are five different classes of networks, A to E. This document focuses on classes A to C, since classes D and E are reserved and discussion of them is beyond the scope of this document. 90005 90004 90025 Note 90026: Also note that the terms «Class A, Class B» and so on are used in this document in order to help facilitate the understanding of IP addressing and subnetting.These terms are rarely used in the industry anymore because of the introduction of classless interdomain routing (CIDR). 90005 90004 Given an IP address, its class can be determined from the three high-order bits (the three left-most bits in the first octet). Figure 1 shows the significance in the three high order bits and the range of addresses that fall into each class. For informational purposes, Class D and Class E addresses are also shown. 90005 90004 90025 Figure 1 90026 90005 90004 90091 90005 90004 In a Class A address, the first octet is the network portion, so the Class A example in Figure 1 has a major network address of 1.0.0.0 — 127.255.255.255. Octets 2, 3, and 4 (the next 24 bits) are for the network manager to divide into subnets and hosts as he / she sees fit. Class A addresses are used for networks that have more than 65,536 hosts (actually, up to 16777214 hosts!). 90005 90004 In a Class B address, the first two octets are the network portion, so the Class B example in Figure 1 has a major network address of 128.0.0.0 — 191.255.255.255. Octets 3 and 4 (16 bits) are for local subnets and hosts. Class B addresses are used for networks that have between 256 and 65534 hosts.90005 90004 In a Class C address, the first three octets are the network portion. The Class C example in Figure 1 has a major network address of 192.0.0.0 — 223.255.255.255. Octet 4 (8 bits) is for local subnets and hosts — perfect for networks with less than 254 hosts. 90005 90002 Network Masks 90003 90004 A network mask helps you know which portion of the address identifies the network and which portion of the address identifies the node. Class A, B, and C networks have default masks, also known as natural masks, as shown here: 90005 90062 90063 Class A: 255.0.0.0 Class B: 255.255.0.0 Class C: 255.255.255.0 90064 90065 90004 An IP address on a Class A network that has not been subnetted would have an address / mask pair similar to: 8.20.15.1 255.0.0.0. In order to see how the mask helps you identify the network and node parts of the address, convert the address and mask to binary numbers. 90005 90062 90063 8.20.15.1 = 00001000.00010100.00001111.00000001 255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000 90064 90065 90004 Once you have the address and the mask represented in binary, then identification of the network and host ID is easier.Any address bits which have corresponding mask bits set to 1 represent the network ID. Any address bits that have corresponding mask bits set to 0 represent the node ID. 90005 90062 90063 8.20.15.1 = 00001000.00010100.00001111.00000001 255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000 ———————————— net id | host id netid = 00001000 = 8 hostid = 00010100.00001111.00000001 = 20.15.1 90064 90065 90002 Understand Subnetting 90003 90004 Subnetting allows you to create multiple logical networks that exist within a single Class A, B, or C network.If you do not subnet, you are only able to use one network from your Class A, B, or C network, which is unrealistic. 90005 90004 Each data link on a network must have a unique network ID, with every node on that link being a member of the same network. If you break a major network (Class A, B, or C) into smaller subnetworks, it allows you to create a network of interconnecting subnetworks. Each data link on this network would then have a unique network / subnetwork ID. Any device, or gateway, that connects 90124 n 90125 networks / subnetworks has 90124 n 90125 distinct IP addresses, one for each network / subnetwork that it interconnects.90005 90004 In order to subnet a network, extend the natural mask with some of the bits from the host ID portion of the address in order to create a subnetwork ID. For example, given a Class C network of 204.17.5.0 which has a natural mask of 255.255.255.0, you can create subnets in this manner: 90005 90062 90063 204.17.5.0 — 11001100.00010001.00000101.00000000 255.255.255.224 — 11111111.11111111.11111111.11100000 ————————— | sub | —- 90064 90065 90004 By extending the mask to be 255.255.255.224, you have taken three bits (indicated by «sub») from the original host portion of the address and used them to make subnets. With these three bits, it is possible to create eight subnets. With the remaining five host ID bits, each subnet can have up to 32 host addresses, 30 of which can actually be assigned to a device 90124 since host ids of all zeros or all ones are not allowed 90125 (it is very important to remember this ). So, with this in mind, these subnets have been created. 90005 90062 90063 204.17.5.0 255.255.255.224 host address range 1 to 30 204.17.5.32 255.255.255.224 host address range 33 to 62 204.17.5.64 255.255.255.224 host address range 65 to 94 204.17.5.96 255.255.255.224 host address range 97 to 126 204.17.5.128 255.255.255.224 host address range 129 to 158 204.17.5.160 255.255.255.224 host address range 161 to 190 204.17.5.192 255.255.255.224 host address range 193 to 222 204.17.5.224 255.255.255.224 host address range 225 to 254 90064 90065 90004 90025 Note 90026: There are two ways to denote these masks.First, since you use three bits more than the «natural» Class C mask, you can denote these addresses as having a 3-bit subnet mask. Or, secondly, the mask of 255.255.255.224 can also be denoted as / 27 as there are 27 bits that are set in the mask. This second method is used with CIDR. With this method, one of these networks can be described with the notation prefix / length. For example, 204.17.5.32/27 denotes the network 204.17.5.32 255.255.255.224. When appropriate, the prefix / length notation is used to denote the mask throughout the rest of this document.90005 90004 The network subnetting scheme in this section allows for eight subnets, and the network might appear as: 90005 90004 90025 Figure 2 90026 90005 90004 90154 90005 90004 Notice that each of the routers in Figure 2 is attached to four subnetworks, one subnetwork is common to both routers. Also, each router has an IP address for each subnetwork to which it is attached. Each subnetwork could potentially support up to 30 host addresses. 90005 90004 This brings up an interesting point.The more host bits you use for a subnet mask, the more subnets you have available. However, the more subnets available, the less host addresses available per subnet. For example, a Class C network of 204.17.5.0 and a mask of 255.255.255.224 (/ 27) allows you to have eight subnets, each with 32 host addresses (30 of which could be assigned to devices). If you use a mask of 255.255.255.240 (/ 28), the break down is: 90005 90062 90063 204.17.5.0 — 11001100.00010001.00000101.00000000 255.255.255.240 — 11111111.11111111.11111111.11110000 ————————— | sub | — 90064 90065 90004 Since you now have four bits to make subnets with, you only have four bits left for host addresses. So in this case you can have up to 16 subnets, each of which can have up to 16 host addresses (14 of which can be assigned to devices). 90005 90004 Take a look at how a Class B network might be subnetted. If you have network 172.16.0.0, then you know that its natural mask is 255.255.0.0 or 172.16.0.0/16. Extending the mask to anything beyond 255.255.0.0 means you are subnetting. You can quickly see that you have the ability to create a lot more subnets than with the Class C network. If you use a mask of 255.255.248.0 (/ 21), how many subnets and hosts per subnet does this allow for? 90005 90062 90063 172.16.0.0 — 10101100.00010000.00000000.00000000 255.255.248.0 — 11111111.11111111.11111000.00000000 —————— | sub | ———— 90064 90065 90004 You use five bits from the original host bits for subnets.This allows you to have 32 subnets (2 90055 5 90056). After using the five bits for subnetting, you are left with 11 bits for host addresses. This allows each subnet so have 2048 host addresses (2 90055 11 90056), 2046 of which could be assigned to devices. 90005 90004 90025 Note 90026: In the past, there were limitations to the use of a subnet 0 (all subnet bits are set to zero) and all ones subnet (all subnet bits set to one). Some devices would not allow the use of these subnets. Cisco Systems devices allow the use of these subnets when the 90025 ip subnet zero 90026 command is configured.90005 90002 Examples 90003 90008 Sample Exercise 1 90009 90004 Now that you have an understanding of subnetting, put this knowledge to use. In this example, you are given two address / mask combinations, written with the prefix / length notation, which have been assigned to two devices. Your task is to determine if these devices are on the same subnet or different subnets. You can use the address and mask of each device in order to determine to which subnet each address belongs. 90005 90062 90063 DeviceA: 172.16.17.30 / 20 DeviceB: 172.16.28.15/20 90064 90065 90004 90025 Determine the Subnet for DeviceA: 90026 90005 90062 90063 172.16.17.30 — 10101100.00010000.00010001.00011110 255.255.240.0 — 11111111.11111111.11110000.00000000 —————— | sub | ———— subnet = 10101100.00010000.00010000.00000000 = 172.16.16.0 90064 90065 90004 Looking at the address bits that have a corresponding mask bit set to one, and setting all the other address bits to zero (this is equivalent to performing a logical «AND» between the mask and address), shows you to which subnet this address belongs.In this case, DeviceA belongs to subnet 172.16.16.0. 90005 90004 90025 Determine the Subnet for DeviceB: 90026 90005 90062 90063 172.16.28.15 — 10101100.00010000.00011100.00001111 255.255.240.0 — 11111111.11111111.11110000.00000000 —————— | sub | ———— subnet = 10101100.00010000.00010000.00000000 = 172.16.16.0 90064 90065 90004 From these determinations, DeviceA and DeviceB have addresses that are part of the same subnet. 90005 90008 Sample Exercise 2 90009 90004 Given the Class C network of 204.15.5.0 / 24, subnet the network in order to create the network in Figure 3 with the host requirements shown. 90005 90004 90025 Figure 3 90026 90005 90004 90223 90005 90004 Looking at the network shown in Figure 3, you can see that you are required to create five subnets. The largest subnet must support 28 host addresses. Is this possible with a Class C network? and if so, then how? 90005 90004 You can start by looking at the subnet requirement. In order to create the five needed subnets you would need to use three bits from the Class C host bits.Two bits would only allow you four subnets (2 90055 2 90056). 90005 90004 Since you need three subnet bits, that leaves you with five bits for the host portion of the address. How many hosts does this support? 2 90055 5 90056 = 32 (30 usable). This meets the requirement. 90005 90004 Therefore you have determined that it is possible to create this network with a Class C network. An example of how you might assign the subnetworks is: 90005 90062 90063 netA: 204.15.5.0/27 host address range 1 to 30 netB: 204.15.5.32 / 27 host address range 33 to 62 netC: 204.15.5.64/27 host address range 65 to 94 netD: 204.15.5.96/27 host address range 97 to 126 netE: 204.15.5.128/27 host address range 129 to 158 90064 90065 90002 VLSM Example 90003 90004 In all of the previous examples of subnetting, notice that the same subnet mask was applied for all the subnets. This means that each subnet has the same number of available host addresses. You can need this in some cases, but, in most cases, having the same subnet mask for all subnets ends up wasting address space.For example, in the Sample Exercise 2 section, a class C network was split into eight equal-size subnets; however, each subnet did not utilize all available host addresses, which results in wasted address space. Figure 4 illustrates this wasted address space. 90005 90004 90025 Figure 4 90026 90005 90004 90250 90005 90004 Figure 4 illustrates that of the subnets that are being used, NetA, NetC, and NetD have a lot of unused host address space. It is possible that this was a deliberate design accounting for future growth, but in many cases this is just wasted address space due to the fact that the same subnet mask is used for all the subnets.90005 90004 Variable Length Subnet Masks (VLSM) allows you to use different masks for each subnet, thereby using address space efficiently. 90005 90008 VLSM Example 90009 90004 Given the same network and requirements as in Sample Exercise 2 develop a subnetting scheme with the use of VLSM, given: 90005 90062 90063 netA: must support 14 hosts netB: must support 28 hosts netC: must support 2 hosts netD: must support 7 hosts netE: must support 28 host 90064 90065 90004 Determine what mask allows the required number of hosts.90005 90062 90063 netA: requires a / 28 (255.255.255.240) mask to support 14 hosts netB: requires a / 27 (255.255.255.224) mask to support 28 hosts netC: requires a / 30 (255.255.255.252) mask to support 2 hosts netD *: requires a / 28 (255.255.255.240) mask to support 7 hosts netE: requires a / 27 (255.255.255.224) mask to support 28 hosts * A / 29 (255.255.255.248) would only allow 6 usable host addresses therefore netD requires a / 28 mask. 90064 90065 90004 The easiest way to assign the subnets is to assign the largest first.For example, you can assign in this manner: 90005 90062 90063 netB: 204.15.5.0/27 host address range 1 to 30 netE: 204.15.5.32/27 host address range 33 to 62 netA: 204.15.5.64/28 host address range 65 to 78 netD: 204.15.5.80/28 host address range 81 to 94 netC: 204.15.5.96/30 host address range 97 to 98 90064 90065 90004 This can be graphically represented as shown in Figure 5: 90005 90004 90025 Figure 5 90026 90005 90004 90283 90005 90004 Figure 5 illustrates how using VLSM helped save more than half of the address space.90005 90002 CIDR 90003 90004 Classless Interdomain Routing (CIDR) was introduced in order to improve both address space utilization and routing scalability in the Internet. It was needed because of the rapid growth of the Internet and growth of the IP routing tables held in the Internet routers. 90005 90004 CIDR moves way from the traditional IP classes (Class A, Class B, Class C, and so on). In CIDR, an IP network is represented by a prefix, which is an IP address and some indication of the length of the mask.Length means the number of left-most contiguous mask bits that are set to one. So network 172.16.0.0 255.255.0.0 can be represented as 172.16.0.0/16. CIDR also depicts a more hierarchical Internet architecture, where each domain takes its IP addresses from a higher level. This allows for the summarization of the domains to be done at the higher level. For example, if an ISP owns network 172.16.0.0/16, then the ISP can offer 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24, and so on to customers. Yet, when advertising to other providers, the ISP only needs to advertise 172.16.0.0 / 16. 90005 90004 For more information on CIDR, see RFC 1518 and RFC 1519. 90005 90002 Appendix 90003 90008 Sample Config 90009 90004 Routers A and B are connected via serial interface. 90005 90301 Router A 90302 90062 90063 hostname routera ! ip routing ! int e 0 ip address 172.16.50.1 255.255.255.0 ! (Subnet 50) int e 1 ip address 172.16.55.1 255.255.255.0 ! (Subnet 55) int s 0 ip address 172.16.60.1 255.255.255.0 ! (Subnet 60) int s 0 ip address 172.16.65.1 255.255.255.0 (subnet 65) ! S 0 connects to router B router rip network 172.16.0.0 90064 90065 90301 Router B 90302 90062 90063 hostname routerb ! ip routing ! int e 0 ip address 192.1.10.200 255.255.255.240 ! (Subnet 192) int e 1 ip address 192.1.10.66 255.255.255.240 ! (Subnet 64) int s 0 ip address 172.16.65.2 (same subnet as router A’s s 0) ! Int s 0 connects to router A router rip network 192.1.10.0 network 172.16.0.0 90064 90065 90008 Host / Subnet Quantities Table 90009 90062 90063 Class B Effective Effective # Bits Mask Subnets Hosts ——- ————— ——— ——— 1 255.255.128.0 2 32766 2 255.255.192.0 4 16382 3 255.255.224.0 8 8190 4 255.255.240.0 16 4094 5 255.255.248.0 32 2046 6 255.255.252.0 64 1022 7 255.255.254.0 128 510 8 255.255.255.0 256 254 9 255.255.255.128 512 126 10 255.255.255.192 1024 62 11 255.255.255.224 2048 30 12 255.255.255.240 4096 14 13 255.255.255.248 8192 6 14 255.255.255.252 16384 2 Class C Effective Effective # Bits Mask Subnets Hosts ——- ————— ——— ——— 1 255.255.255.128 2 126 2 255.255.255.192 4 62 3 255.255.255.224 8 30 4 255.255.255.240 16 14 5 255.255.255.248 32 6 6 255.255.255.252 64 2 * Subnet all zeroes and all ones included.These might not be supported on some legacy systems. * Host all zeroes and all ones excluded. 90064 90065 90002 Related Information 90003 .