כיצד לחשב טווחי תת-רשת

כאשר אתה רואה 192.168.1.0/24, אתה מסתכל על שאלה: אילו כתובות שייכות יחד? חישוב תת-רשת אינו מתמטיקה מופשטת — זהו השער שכל מנה עוברת דרכו. אותה תת-רשת? תקשורת ישירה. תת-רשת שונה? מצא נתב.

מה מחשבים

בהינתן כתובת IP עם סימון CIDR כמו 192.168.5.0/24, תרצה:

• כתובת רשת — היכן הטווח מתחיל (לא ניתן להקצות למארחים)
• כתובת שידור — היכן הוא מסתיים (לא ניתן להקצות למארחים)
• טווח מארחים שמיש — כל כתובת ביניהם
• קיבולת כוללת — כמה מכשירים מתאימים

הבסיס הבינארי

כתובות IP הן מספרים בינאריים של 32 סיביות. עשרוני מנוקד הוא בשביל בני אדם; רשתות חושבות בבינארי. הבנת זה הופכת הכל לברור.

מה משמעות סימון CIDR

ה-/24 ב-192.168.5.0/24 אומר "24 הסיביות הראשונות מזהות את הרשת." 8 הסיביות הנותרות מזהות מארחים.

192.168.5.0/24 בבינארי:
11000000.10101000.00000101.00000000
                            ^^^^^^^^
                            8 סיביות מארח = 2⁸ = 256 כתובות

מסכת התת-רשת מסמנת חלוקה זו:

255.255.255.0 בבינארי:
11111111.11111111.11111111.00000000
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^   ^^^^^^^^
24 סיביות רשת (1)          8 סיביות מארח (0)

מסכת התת-רשת היא שבלונה. הנח אותה על כל כתובת, והיא תגלה לאיזה שכונה אותה כתובת שייכת.

מציאת כתובת הרשת

לכתובת הרשת יש את כל סיביות המארח מוגדרות ל-0. מצא אותה עם AND בינארי — בכל מקום שבו למסכה יש 1, שמור את סיבית ה-IP; בכל מקום שיש 0, התוצאה היא 0.

לאיזו רשת שייכת 192.168.5.85/24?

IP:      11000000.10101000.00000101.01010101  (192.168.5.85)
מסכה:   11111111.11111111.11111111.00000000  (255.255.255.0)
         ----------------------------------------
AND:     11000000.10101000.00000101.00000000  (192.168.5.0)

סיביות המארח הפכו ל-0. זוהי כתובת הרשת — תחילת הטווח.

מציאת כתובת השידור

לכתובת השידור יש את כל סיביות המארח מוגדרות ל-1. קח את כתובת הרשת והפוך כל סיבית מארח.

רשת:      11000000.10101000.00000101.00000000  (192.168.5.0)
                                      ^^^^^^^^
                                      הגדר ל-1
שידור:    11000000.10101000.00000101.11111111  (192.168.5.255)

מארחים שמישים

כל מה שבין כתובת הרשת לכתובת השידור ניתן להקצאה:

רשת:          192.168.5.0    (שמור)
מארח ראשון:  192.168.5.1
מארח אחרון:  192.168.5.254
שידור:         192.168.5.255  (שמור)

סה"כ: 256 כתובות
שמישות: 254 מארחים (256 - 2)

כאשר הגבול חוצה אוקטט

וכאן מגיע החלק המעניין: 10.50.100.75/22

ה-/22 אומר 22 סיביות רשת — שחוצה את אמצע האוקטט השלישי.

שלב 1: המרה לבינארי
10.50.100.75 → 00001010.00110010.01100100.01001011

שלב 2: החלת מסכת /22
מסכה: 11111111.11111111.11111100.00000000 (255.255.252.0)
                            ^^
                            2 סיביות אלה הן רשת, לא מארח

שלב 3: AND למציאת הרשת
00001010.00110010.01100100.01001011  (10.50.100.75)
11111111.11111111.11111100.00000000  (מסכה)
----------------------------------------
00001010.00110010.01100100.00000000  (10.50.100.0)

שלב 4: הגדר 10 סיביות מארח ל-1 עבור שידור
00001010.00110010.01100111.11111111  (10.50.103.255)

תוצאה:
רשת:         10.50.100.0/22
מארח ראשון:  10.50.100.1
מארח אחרון:  10.50.103.254
שידור:        10.50.103.255
שמישים:      1,022 מארחים (2¹⁰ - 2)

הטווח משתרע על 100, 101, 102, 103 באוקטט השלישי. 2 הסיביות האחרונות של האוקטט השלישי הן סיביות מארח — הן סופרות דרך ארבעה ערכים (00, 01, 10, 11) בין אם ציפית לכך ובין אם לא. גבולות תת-רשת לא מכבדים גבולות אוקטט.

שיטת החישוב המהיר

ברגע שהבינארי מתייצב לך בראש, אפשר לחשב את רוב תתי-הרשת בראש.

גודל בלוק

תתי-רשת מחלקות את מרחב הכתובות לבלוקים שווים. גודל הבלוק נובע מסיביות המארח:

/24: 8 סיביות מארח  → 2⁸ = 256 לכל בלוק
/27: 5 סיביות מארח  → 2⁵ = 32 לכל בלוק
/22: 10 סיביות מארח → 2¹⁰ = 1,024 לכל בלוק

גודל הבלוק אומר לך היכן הגבולות נמצאים:

/24 (256):  .0, .1, .2... (האוקטט הרביעי מתקדם ב-1)
/27 (32):   .0, .32, .64, .96, .128...
/22 (1024): כל 4 באוקטט השלישי (.0, .4, .8, .12...)

איזו תת-רשת מכילה כתובת IP זו?

חלק את האוקטט הרלוונטי בגודל הבלוק.

192.168.5.85/27:

סיביות מארח: 5 → גודל בלוק: 32
85 ÷ 32 = 2 שארית 21

בלוק 0: 0-31
בלוק 1: 32-63
בלוק 2: 64-95 ← 85 נמצא כאן
בלוק 3: 96-127

רשת:         192.168.5.64
מארח ראשון:  192.168.5.65
מארח אחרון:  192.168.5.94
שידור:        192.168.5.95
שמישים:      30 מארחים

גדלי תת-רשת נפוצים

/30 — 4 כתובות, 2 שמישות (קישורים נקודה-לנקודה)
/29 — 8 כתובות, 6 שמישות
/28 — 16 כתובות, 14 שמישות
/27 — 32 כתובות, 30 שמישות
/26 — 64 כתובות, 62 שמישות
/25 — 128 כתובות, 126 שמישות
/24 — 256 כתובות, 254 שמישות
/23 — 512 כתובות, 510 שמישות
/22 — 1,024 כתובות, 1,022 שמישות
/16 — 65,536 כתובות, 65,534 שמישות

הערה: רשתות /31 הן מקרה מיוחד לקישורים נקודה-לנקודה (RFC 3021). שתי הכתובות שמישות — אין הפרשה לכתובת רשת או לכתובת שידור.

דוגמה מעשית: חלוקת רשת משרד

יש לך 10.20.30.0/24 ואתה צריך 4 תתי-רשת מחלקתיות.

4 תתי-רשת → צריך 2 סיביות (2² = 4)
/24 מקורי + 2 סיביות = /26
כל /26: 64 כתובות, 62 שמישות

משאבי אנוש:  10.20.30.0/26   (מארחים .1-.62)
הנדסה:       10.20.30.64/26  (מארחים .65-.126)
מכירות:      10.20.30.128/26 (מארחים .129-.190)
WiFi אורחים: 10.20.30.192/26 (מארחים .193-.254)

כל מחלקה הופכת לתחום שידור עצמאי. הן מתקשרות דרך נתב, אך שידורים נשארים מקומיים.

טבלאות עזר

איזה אוקטט משתנה?

• /24 עד /32 — האוקטט הרביעי בלבד
• /16 עד /23 — האוקטט השלישי משתנה
• /8 עד /15 — האוקטט השני משתנה
• פחות מ-/8 — האוקטט הראשון משתנה

ערכי מסכת אוקטט חלקי

10000000 = 128  (סיבית 1)
11000000 = 192  (2 סיביות)
11100000 = 224  (3 סיביות)
11110000 = 240  (4 סיביות)
11111000 = 248  (5 סיביות)
11111100 = 252  (6 סיביות)
11111110 = 254  (7 סיביות)
11111111 = 255  (8 סיביות)

חזקות של 2

2¹ = 2        2⁶ = 64       2¹¹ = 2,048
2² = 4        2⁷ = 128      2¹² = 4,096
2³ = 8        2⁸ = 256      2¹³ = 8,192
2⁴ = 16       2⁹ = 512      2¹⁴ = 16,384
2⁵ = 32       2¹⁰ = 1,024   2¹⁵ = 32,768

אמת את עבודתך

לאחר החישוב, בדוק:

1. כתובת רשת: כל סיביות המארח = 0
2. כתובת שידור: כל סיביות המארח = 1
3. ראשון שמיש = רשת + 1
4. אחרון שמיש = שידור - 1
5. סה"כ כתובות = 2^(סיביות מארח)

שאלות נפוצות על חישוב תת-רשת

מדוע לא ניתן להשתמש בכתובת הרשת או השידור עבור מכשירים?

כתובת הרשת מזהה את תת-הרשת עצמה — זה שם השכונה, לא בית בתוכה. כתובת השידור שולחת הודעות לכל מכשיר בתת-הרשת בו-זמנית. הקצאת אחת מהן למכשיר שוברת פעולות רשת בסיסיות.

כיצד אני יודע אם שתי כתובות IP נמצאות באותה תת-רשת?

בצע AND על שתי הכתובות עם מסכת התת-רשת. אם התוצאות זהות, הן נמצאות באותה תת-רשת ויכולות לתקשר ישירות. תוצאות שונות אומרות שהתעבורה עוברת דרך נתב. זה בדיוק מה שהמכשיר שלך מחשב עבור כל מנה.

מהי תת-הרשת השימושית הקטנה ביותר?

/30 נותן 4 כתובות עם 2 שמישות — מספיק לקישור נקודה-לנקודה בין נתבים. /31 עובד לנקודה-לנקודה על מכשירים התומכים ב-RFC 3021, עם שתי הכתובות שמישות. קטן מ-/30 אין מארחים שמישים לפי הכללים הסטנדרטיים.

מדוע גדלי תת-הרשת הם תמיד חזקות של 2?

תתי-רשת מוגדרות על ידי גבולות סיביות בינאריות. כל סיבית מארח מכפילה את מרחב הכתובות. לא ניתן לקבל תת-רשת של 100 כתובות — צריך /26 (64) או /25 (128) במקום.

מקורות