کامپیوتر, مهندسی 2381 بازدید

هر دستگاهی که به اینترنت (یا هر شبکه رایانه‌ای دیگر) ‌وصل می‌‌شود، یک شناسه یکتا به نام IP دارد که باعث می‌شود در این شبکه شناسایی شود. هر نشانی IP دو بخش دارد که یکی نشانی کلاینت یا هاست و دیگری نشانی سرور یا شبکه است. نشانی‌های IP یا از طریق یک سرور DHCP مدیریت می‌شوند و یا به صورت دستی یعنی به شکل نشانی‌های استاتیک پیکربندی می‌شوند. Subnet Mask نشانی IP را به نشانی‌های هاست و شبکه تقسیم می‌کند و به این ترتیب مشخص می‌سازد که کدام بخش از نشانی IP به دستگاه مربوط است و کدام بخش به شبکه تعلق دارد. در این مطلب با نحوه بدست آوردن Subnet Mask آشنا خواهیم شد.

دستگاهی به نام gateway یا default gateway موجب اتصال دستگاه‌های لوکال به شبکه‌های دیگر می‌شود. این بدان معنی است که یک دستگاه لوکال می‌خواهد که اطلاعاتی را به یک دستگاه در یک نشانی IP روی شبکه دیگر بفرستد، ابتدا بسته‌های اطلاعاتی را به گیت‌وی ارسال می‌کند و متعاقباً گیت‌وی این داده‌ها را به مقصد نهایی در خارج از شبکه لوکال می‌فرستد.

Subnet Mask چیست؟

Subnet Mask یک عدد 32 بیتی است که طوری طراحی شده که بیت‌های هاست روی همه 0-ها و بیت‌های شبکه روی همه 1-ها تنظیم شوند. به این ترتیب Subnet Mask نشانی IP را به دو بخش نشانی شبکه و هاست تقسیم می‌کند.

نشانی 255 همواره به یک نشانی برادکست انتساب می‌یابد و نشانی 0 نیز همیشه به نشانی شبکه تعلق می‌یابد. هیچ کدام از این‌ها نمی‌توانند به هاست اختصاص یابند، زیرا برای مقاصد خاصی رزرو شده‌اند. نشانی IP، Subnet Mask و Gateway یا روتر از یک ساختار زیربنایی به نام پروتکل اینترنت تبعیت می‌کنند که غالب شبکه‌ها از آن برای تسهیل ارتباط بین دستگاه‌ها بهره می‌گیرند.

زمانی که سازمان‌ها به ایجاد زیرشبکه‌های اضافی نیاز داشته باشند، این زیرشبکه‌سازی جزء میزبان نشانی IP را باز هم به زیرشبکه یا Subnet بیشتر تقسیم می‌کند. هدف از بهره‌گیری از اصطلاح mask این است که Subnet Mask اساساً از عدد 2-بیتی خاص خود برای پوشاندن نشانی IP استفاده می‌کند.

نشانی‌های IP و Subnet Mask

یک نشانی IP 32-بیتی موجب می‌شود یک دستگاه منفرد روی یک شبکه IP به صورت منحصر به فرد شناسایی شود. 32 بیت دودویی به وسیله Subnet Mask به بخش‌های هاست و شبکه تقسیم می‌شوند، اما به هشت‌تایی‌های 8-بیتی نیز تقسیم می‌شوند.

از آنجا که استفاده از سیستم عددی باینری کمی چالش‌برانگیز است، ما هر هشت‌تایی را به سیستم عددی ده‌دهی تبدیل می‌کنیم. نتیجه همان قالب مشهور نشانی‌های IP است که با نقطه از هم متمایز می‌شوند. برای نمونه آی‌پی 172.16.254.1 چنین حالتی دارد. بازه مقادیر در این عدد ده‌دهی از 0 تا 255 است که نشانگر اعداد 00000000 تا 11111111 در سیستم باینری است.

کلاس‌های نشانی IP و Subnet Mask

در این بخش از مقاله نحوه بدست آوردن Subnet Mask باید اشاره کنیم که چون کاربران اینترنت از شبکه‌هایی با ابعاد مختلف بهره می‌گیرند، اسکیمای یک نشانی برای بازه‌ای از شبکه‌ها بر اساس شیوه تقسیم شدن هشت‌تایی‌ها در یک نشانی IP به وجود می‌آید. بر اساس سه بیت سمت چپ (بالاترین ارزش) در هر نشانی IP می‌توانید تشخیص دهید که این نشانی در کدام یک از پنج کلاس مختلف از A تا E قرار می‌گیرد.

توجه کنید که IP-های کلاس D برای multicasting رزرو شده‌اند و کلاس E نیز روی اینترنت استفاده نمی‌شود، زیرا برای پژوهش از سوی گروه کاری مهندسی اینترنت (IEFT) رزرو شده‌اند.

توضیح کلاس‌ها

یک subnet mask از کلاس A بخشی از شبکه را نشان می‌دهد که در بخش نخست هشت‌تایی قرار دارد. به این ترتیب بخش‌های 2، 3 و 4 در اختیار مدیر شبکه قرار می‌گیرد تا بین میزبان‌ها و Subnet-های دیگر بنا به ضرورت تقسیم شوند. کلاس A برای شبکه‌هایی با بیش از 65,536 هاست استفاده می‌شود.

subnet mask از کلاس B دو بخش نخست هشت‌تایی را برای شبکه برمی‌دارد و بقیه بخش‌های نشانی یعنی 16 بیت هشت‌تایی 3 و 4 برای زیرشبکه و میزبان باقی می‌ماند. کلاس B برای شبکه‌هایی با 256 تا 65,536 استفاده می‌شود.

در subnet mask کلاس C، بخش شبکه، سه هشت‌تایی اول را برمی‌دارد و تنها بخش باقی‌مانده هشت‌تایی چهارم در اختیار هاست‌ها و زیرشبکه‌ها قرار می‌گیرد. کلاس C برای شبکه‌های کوچک با حداکثر 254 میزبان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شبکه‌های کلاس A، B و C دارای ماسک‌های طبیعی یا ماسک‌های زیرشبکه پیش‌فرض هستند:

  • کلاس A به صورت  255.0.0.0
  • کلاس B به صورت 255.255.0.0
  • کلاس C به صورت 255.255.255.0

شما بر اساس subnet mask پیش‌فرض هر شبکه لوکال می‌توانید تعداد و نوع نشانی‌های IP مورد نیاز آن شبکه را متوجه شوید. نمونه‌ای از نشانی IP کلاس A و subnet mask می‌تواند subnet mask پیش‌فرض 255.0.0.0 و نشانی IP به صورت 10.20.12.2 باشد.

زیرشبکه‌سازی چطور عمل می‌کند؟

«زیرشبکه‌سازی» (Subnetting) تکنیکی است که به طور منطقی یک شبکه فیزیکی منفرد را به چند زیرشبکه یا Subnet کوچک‌تر پارتیشن‌بندی می‌کند. زیرشبکه‌سازی به یک سازمان امکان می‌دهد که پیچیدگی شبکه را پنهان سازد و با افزودن زیرشبکه‌های اضافی بدون یک شبکه جدید، از ترافیک شبکه بکاهد. زمانی که یک عدد شبکه منفرد لازم باشد بین بخش‌های مختلف شبکه ناحیه محلی (LAN) مورد استفاده قرار گیرد، زیرشبکه‌سازی یک ضرورت به حساب خواهد آمد.

مزیت‌های زیرشبکه‌سازی به شرح زیر است:

  • کاهش حجم broadcast و از این رو ترافیک شبکه
  • امکان دور زدن محدودیت‌های LAN مانند بیشینه تعداد میزبان‌ها

آدرس‌دهی شبکه

پیشوند استاندارد شبکه مدرن که هم برای IPv6 و هم IPv4 استفاده می‌شود، نمادگذاری «مسیریابی درون دامنه‌ای بی‌کلاس» (CIDR) است. نشانی‌های IPv4 که با نمادگذاری CIDR بازنمایی می‌شوند به نام ماسک‌های شبکه نامیده می‌شوند و تعداد بیت‌های موجود در پیشوند به صورت یک عدد پس از علامت ممیز (/) می‌آید. این تنها قالب مبتنی بر استاندارد در IPv6 برای نمایش مسیریابی یا پیشوندهای شبکه است.

برای انتساب یک نشانی IP به اینترفیس شبکه‌های پیش از معرفی CIDR دو پارامتر به صورت subnet mask و address مورد استفاده قرار می‌گرفت. زیرشبکه‌سازی موجب افزایش پیچیدگی مسیریابی می‌شود، زیرا باید مدخل را در هر جدول روتر اتصال یافته جدا کرد تا هر زیرشبکه اتصال یافته به صورت محلی را نشان داد.

محاسبه‌گر Subnet Mask چیست؟

برخی افراد می‌دانند که چطور می‌توان به صورت دستی Subnet Mask را محاسبه کرد، اما اغلب افراد از محاسبه‌گرهای خاصی به این منظور یعنی بدست آوردن Subnet Mask بهره می‌گیرند. چندین نوع محاسبه‌گر وجود دارد. برخی از آن‌ها بازه گسترده‌ای از کارکردها را دارند و دامنه آن‌ها وسیع است، اما برخی دیگر فقط کاربردهای مشخصی دارند. این ابزارها اطلاعاتی مانند بازه IP، نشانی IP، Subnet Mask و نشانی شبکه را ارائه می‌کنند.

در فهرست زیر برخی از رایج‌ترین گونه‌های محاسبه‌گرهای بدست آوردن Subnet Mask را مشاهده می‌کنید.

  • محاسبه‌گر IPv6 IP Subnet، زیرشبکه‌های سلسه‌مراتبی را نگاشت می‌کند.
  • محاسبه‌گر/مبدل IPv4/IPv6 یک محاسبه‌گر ماسک آی‌پی است که از جایگزین IPv6 و فرمت‌های فشرده پشتیبانی می‌کند. این محاسبه‌گر زیرشبکه ممکن است امکان تبدیل اعداد IP را از IPv4 به IPv6 نیز بدهید.
  • محاسبه‌گر IPv4 CIDR یک ابزار تنظیم subnet mask و تبدیل Hex است.
  • محاسبه‌گر IPv4 Wildcard با حساب کردن ماسک وایلدکارد نشانی آی‌پی نشان می‌دهد که کدام بخش از یک نشانی IP برای آزمایش آماده است.
  • برای محاسبه اولین و آخرین نشانی زیرشبکه شامل نمادگذاری شانزده‌شانزدهی نشانی multicast باید از محاسبه‌گر HEX Subnet استفاده کنید.
  • محاسبه‌گر Subnet Mask ساده کوچک‌ترین زیرشبکه و ماسک زیرشبکه موجود را محاسبه می‌کند.
  • محاسبه‌گر Subnet Range/Address Range ابتدا و انتهای نشانی‌ها را محاسبه می‌کند.

منظور از IP Mask چیست؟

ممکن است در جایی از اختصار subnet mask برای تعریف هر دو نشانی IP و زیرشبکه به طور ترکیبی استفاده شده باشد. در این حالت پس از نشانی IP تعداد بیت‌های ماسک می‌آید. به عنوان مثال 10.0.1.1/24 و 216.202.192.66/22 به ترتیب معادل نشانی IP به شماره 10.0.1.1 با ماسک زیرشبکه 255.255.255.0 و همچنین نشانی IP به صورت 216.202.196.66 با ماسک زیرشبکه 255.255.252.0 هستند. با این حال توجه داشته باشید که شما نشانی IP را ماسک نمی‌کنید بلکه زیرشبکه را ماسک می‌کنید.

یافتن Subnet Mask ،Gateway و DNS

در این بخش روش بدست آوردن Subnet Mask، گیت‌وی و دی‌ان‌اس را روی سیستم‌های ویندوز و مک توضیح می‌دهیم.

ویندوز

برای بدست آوردن Subnet Mask در فیلد جستجوی ویندوز عبارت cmd را وارد کرده و اعلان فرمان ویندوز را باز کنید. سپس عبارت ipconfig/all را در اعلان فرمان وارد کرده و اینتر را بزنید.

بدست آوردن Subnet Mask

اگر از طریق اترنت به شبکه وصل شده باشید، باید به دنبال تنظیمات Ethernet adapter Local Area Connection بگردید. اگر از اتصال بی‌سیم استفاده می‌کنید، به دنبال تنظیمات Wireless LAN adapter Wireless Network Connection بگردید. به این ترتیب نشانی IP رایانه و ماسک زیرشبکه و گیت‌وی را مشاهده می‌کنید.

بدست آوردن Subnet Mask

مک

در سیستم‌های مک باید به بخش System Preferences رفته و Network را انتخاب کنید. سپس اتصال خود را انتخاب کنید. اگر از اترنت استفاده می‌کنید، تنظیمات به شکل فهرستی نمایش می‌یابد. اگر از وای‌فای استفاده می‌کنید باید به بخش Advanced رفته و زبانه TCP/IP را انتخاب کنید.

بدست آوردن Subnet Mask از روی نشانی IP

در این بخش با روش بدست آوردن Subnet Mask به صورت دستی آشنا می‌شویم. این فرایند در شش گام توضیح داده شده است. فرض کنید یک نشانی IP به صورت 10.20.4.13/29 به شما داده شده و از شما خواسته می‌شود موارد زیر را پیدا کنید:

  • نشانی Subnet
  • نخستین نشانی معتبرهاست
  • آخرین نشانی معتبرهاست
  • نشانی برادکست
  • Subnet Mask

در ادامه با روش گام به گام محاسبه موارد فوق آشنا خواهیم شد.

گام اول: یافتن شماره Subnet

برای یافتن شماره Subnet باید عدد پیشوند را از 32 کم کنید:

برای بدست آوردن Subnet Mask به صورت زیر عمل می‌کنیم:

8 بیت – 3 بیت = 5 بیت (بیت‌های شبکه که روشن شده‌اند)

شاید بپرسید چرا از 8 بیت کم کردیم، زیرا برای هر هشت‌تایی در نشانی به هشت بیت نیاز داریم:

128 64 32 16 8 4 2 1
1 1 1 1 1 0 0 0
128 + 64 + 32 + 16 + 8 = 248

گام دوم: یافتن اندازه Subnet

برای یافتن اندازه زیرشبکه باید 2 را به توان عددی که در بخش قبل به دست آوردیم برسانیم. برای نمونه در مثال فوق‌الذکر، اندازه زیرشبکه برابر با 3^2 است.

گام سوم: یافتن نشانی برادکست

برای یافتن نشانی برادکست باید عدد 1 را از اندازه زیرشبکه کم کنیم. بنابراین:

در مثال مورد بررسی، این مقدار برابر با (2**3) – 1 = (8-1) = 7 است.

گام چهارم: یافتن نشانی IP مربوط به Subnet

به این منظور باید بلوک زیرشبکه را برای نشانی آی‌پی پیدا کنیم، یعنی نشانی IP ما در کدام وهله از افزایش‌های 0 8 16 32 40 قرار می‌گیرد. چنان که می‌بینیم 13 بین 8 و 16 قرار دارد و از این رو این نشانی در بازه‌هاست زیرشبکه 10.20.4.8/29 معتبر است.

گام پنجم: محاسبه هاست‌های معتبر

برای محاسبه میزبان‌های معتبر درون زیرشبکه باید از فرمول زیر استفاده کنیم:

در مثال مورد بررسی این مقدار به صورت زیر است:

اکنون پاسخ همه سؤال‌های خود را یافته‌ایم:

  • نشانی زیرشبکه: 10.20.4.8/29
  • کمینه نشانی‌هاست: 10.20.4.9/29
  • بیشینه نشانی‌هاست: 10.20.4.14/29
  • نشانی برادکست: 10.20.4.15/29

اگر بخواهیم موارد به دست آمده در خصوص شیوه بدست آوردن Subnet Mask را در یک جدول جمع‌بندی کنیم، آن جدول به صورت زیر خواهد بود:

جدول ماسک زیرشبکه با طول متغیر

اندازه پیشوند ماسک شبکه هاست‌های قابل استفاده در هر زیرشبکه
/1 128.0.0.0 2,147,483,646
/2 192.0.0.0 1,073,741,822
/3 224.0.0.0 536,870,910
/4 240.0.0.0 268,435,454
/5 248.0.0.0 134,217,726
/6 252.0.0.0 67,108,862
/7 254.0.0.0 33,554,430
Class A
/9 255.128.0.0 8,388,606
/10 255.192.0.0 4,194,302
/11 255.224.0.0 2,097,150
/12 255.240.0.0 1,048,574
/13 255.248.0.0 524,286
/14 255.252.0.0 262,142
/15 255.254.0.0 131,0
Class B
/17 255.255.128.0 32,766
/18 255.255.192.0 16,382
/19 255.255.224.0 8,190
/20 255.255.240.0 4,094
/21 255.255.248.0 2,046
/22 255.255.252.0 1,022
/23 255.255.254.0 510
/25 255.255.255.128 126
/26 255.255.255.192 62
/27 255.255.255.224 30
/28 255.255.255.240 14
/29 255.255.255.248 6
/30 255.255.255.252 2
/31 255.255.255.254 0
/32 255.255.255.255 0

سخن پایانی

در این مطلب با مفهوم «ماسک زیرشبکه» (Subnets Mask) و نحوه بدست آوردن Subnets Mask آشنا شدیم. امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

«میثم لطفی» دانش‌آموخته ریاضیات و شیفته فناوری به خصوص در حوزه رایانه است. وی در حال حاضر علاوه بر پیگیری علاقه‌مندی‌هایش در رشته‌های برنامه‌نویسی، کپی‌رایتینگ و محتوای چندرسانه‌ای، در زمینه نگارش مقالاتی با محوریت نرم‌افزار نیز با مجله فرادرس همکاری دارد.

بر اساس رای 11 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

یک نظر ثبت شده در “نحوه بدست آوردن Subnet Mask — راهنمای گام به گام

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *