Subnet چیست؟ Subnetting به زبان ساده

Subnet چیست؟ و به صورت کلی subnetting چگونه کار میکند؟ اینها سوالاتی است که ممکن است برای تعداد بسیار زیادی از کاربران و یا مهندسان تازه کار شبکه پیش آید. به صورت کلی استفاده از Subnet راه حلی برای کاهش حجم ترافیک در شبکه است. Subnet Mask با ساختار IP گونه خود میتوانید مسیر درست میزبان را شناسایی کند و بهره وری شبکه را بالا ببرد. من در این مقاله از بلاگ وب داده به صورت کامل و به زبان ساده Subnet Mask را برای شما کاربران عزیز توضیح می دهم.

Subnet چیست؟

سابنت در توضیح کلی و در لغت به معنای زیر شبکه است. درواقع سابنت در شبکه اصلی ایجاد زیر شبکه میکند. این زیر شبکه به نوعی کمک حال شبکه اصلی و بزرگتر است و به تنهایی باعث کارآمدی بالاتر Network اصلی می شود. باید گفت: ایجاد Subnetting و یا زیر شبکه ها به صورت کلی باعث افزایش امنیت و کاهش ترافیک شبکه می شود. این سابنت در درون یک شبکه با ایجاد مسیر درست و کوتاه تر به سمت میزبان میتواند ترافیک کل را کاهش دهد و 100 البته امنیت انتقال داده ها را تامین کند. و اما این سابنت چگونه کار می کند؟ در ادامه با ساختار و کارایی Subnet بیشتر آشنا می شویم.

Subnet Mask چیست؟

Subnet Mask و یا ماسک زیر شبکه درواقع ابزاری است که توسط آن یک آدرس IP به دو بخش Net ID و Host ID تقسیم میشود و به نوعی آدرس دهی درون شبکه ای توسط بخش Host ID ایجاد میشود.به زبان ساده تر Subnet Mask همراه همیشگی آدرس IP است. چرا که به صورت کلی یک آدرس IP از دو بخش Net ID و Host ID تشکیل شده است. درست مانند تصویر زیر:

زمانی که شما در یک شبکه قرار دارید، درنظر داشته باشید وسعت این شبکه در تعریف نهایی ما هیچ تفاوتی را ایجاد نمیکند، شبکه ای بزرگ در سطح جهانی و یا کوچک در حد یک شرکت، بسته ها از یک IP آدرس مبدا به سمت IP مقصد در حرکت اند. بخش اول IP Address‌ که Net ID است بسته را در مسیر این آدرس شبکه قرار میدهد اما پس از رسیدن به این آدرس حال نوبت Host ID است تا بسته را به سمت میزبان اصلی هدایت کند. و این Subnet Mask است که آدرس دهی در درون شبکه را کنترل می کند.

و اما برای شناخت بهتر Subnet Mask در درون یک شبکه باید با اطلاعات جدول زیر آشنا شوید.

و And شدن اعداد توسط فرمت باینری آدرس ها انجام می شود. در تصویر زیر میتوانید and شدن یک آدرس IPV4 را در Subnet Mask مشاهده کنید. درست مانند ضرب اعداد در دوران دبستان در این مثال به صورت زنده میتوانید درک کنید که قسمتی از آدرس که اعداد 1 را نشان می دهند Net ID هستند و قسمت دیگر که شامل عدد صفر است Host ID است.

Address IP:
192.168.0.10
Binary IP address:
11000000.10101000.00000000.00001010
Binary Subnet Mask؛ 11111111.11111111.11111111.00000000
Binary Network ID
11000000.10101000.00000000.00000000
Network ID
192.168.0.0

و اما همین اعداد باینری چگونه برای یک آدرس اینترنتی محاسبه میشوند؟ تمام اینها شامل یک فرمول است. کافی است 8 بیت یک Octet را در یک جدول در نظر بگیرید و از عدد 1 هر بار 2 برابر به سمت اعداد بالا تر پیش بروید تا 8 بیت پر شود.

1

2

4

8

16

32

64

128

🔸 حال آدرس IP دلخواه خود را در نظر بگیرید… 192.168.1.0

🔸 بیایید کمی فکر کنیم… به نظر من برای رسیدن به عدد باینری این آدرس IP تنها کافی است معادل آن را با صفر و یک در جدول بالا تعیین کنیم. یعنی برای رسیدن به عدد 129 باید یک عدد 128 داشته باشیم و یک عدد 1 که در مجموع به ما 129 را بدهند.. یعنی:

1	2	4	8	16	32	64	128
1	0	0	0	0	0	0	1

پس در جدول بالا من در 8 بیت یک Octet عدد 129 را ساختم. در سیستم های باینری یک ادرس IP را اینگونه می نویسند.

پس برای هر بیت سعی میکنیم عدد باینری آن را در جدول بالا بسازیم. البته نیاز نیست شما این کار ها را انجام دهید چرا که تبدیل اعداد به صورت خودکار در یک سیستم انجام پذیر است و این تنها برای آگاهی شما از نوع ساختار آدرس های اینترنتی است.

نحوه کارکرد Subnet Mask

در حالت کلی سابنت مسک چیزی شبیه IP است با این تفاوت که تنها روتر ها هستند که این آدرس ها را شناسایی میکنند و تمامی اطلاعات و بسته های حاوی اطلاعات را از مسیر مشخص این آدرس ها عبور می دهند. چرا که با انجام Subnetting، زیرشبکه‌ سازی صورت می‌گیرد. در حالت کلی، این IP در بین شبکه‌ ها به آدرس‌ های هاست‌ های مورد نظر یافت نمی‌شود و تنها آدرس شبکه مورد نظر بسته دریافت می‌شود. زمانی که بسته به روتر می‌ رسد، در درون شبکه، آدرس هاست مورد بررسی قرار می‌ گیرد.

Subnetting‌چیست؟

سابنت مسک باعث می شود یک IP که در رنج مشخصی است مانند 192.168.20.1 نتواند با یک IP دیگر مانند: 192.168.20.200 که در ظاهر در یک رنج حساب می شوند، در دورن یک شبکه ارتباط گیرند. چرا که Subnet Mask های این دو آدرس تغییر کرده اند و Net ID های مختلفی دارند.

به عنوان مثال iana ارائه دهنده IP ها در کل دنیا هم اینگونه رنج های IP خود را کوچک میکند و به کشور ها ارائه می دهد. ممکن است iana تصمیم داشته باشد به یک کشور تعداد کمتری از آدرس های موجود در رنج آی پی را که در طول یک کلاس IP Address قرار دارد را ارئه کند و درواقع متناسب با نیاز هر کشور این IP ها را ارائه دهد. به نظر شما راهکار این کار چیست؟ چگونه تعداد کل IP های انواع کلاس ها را به بخش های کوچکتری تقسیم کند تا بتواند به هر کشور تعداد مشخصی IPV4 تحویل دهد؟

باید شبکه کل را به زیر شبکه ها تقسیم بندی کند تا هرکدام Network ID های مختلفی داشته باشند. در این حالت ارتباط را محدود میکند و در حالتی که روتری در این میان قرار گیرد این آدرس ها با آدرس مورد نظر مقصد ارتباط میگیرند. این درواقع همان Subnetting است. ما در یک شبکه با Subnetting عملاْ شبکه را کوچک میکنیم. ترافیک را کاهش می دهیم و سعی میکنیم در ارتباطات امنیت را بالا ببریم. زیر شبکه سازی از بخش های بزرگتر مانند: اختصاص IP Address به کشور ها شروع می شود و تا سیستم مورد استفاده شما در شرکت خصوصی و کوچکتان ادامه میابد. و اما در ادامه نحوه محاسبه Subnet ها و Subnet Mask را خواهیم گفت.

💡 بیشتر بدانید: IPv6 چیست؟ تفاوت IPv6 با IPv4

چرا باید از سابنت استفاده کرد

به صورت کلی Subnet در شبکه های کامپیوتری به معنای تقسیم کردن یک شبکه بزرگتر به زیر شبکه های کوچکتر است. این کار، یعنی Subnetting به عملکرد بهتر شبکه کمک میکند. در بخش زیر به دلایل استفاده از سابنت خواهیم پرداخت:

• بهبود کیفیت و کارایی شبکه
• مدیریت بهتر شبکه
• جلوگیری از هدر رفتن آدرس IP ها
• مقیاس پذیری شبکه

فرض کنید شما یک آدرس آی پی /16 که بالای 65000 IP دارد را در اختیار دارید. اما درواقع تنها نیاز به 1000 آی پی دارید. اگر از کل این رنج استفاده کنید درواقع تعداد بسیار زیادی IP را عملا بدون استفاده قرار دادید و به اصطلاح پرتی دادید. برای جلوگیری از این پرتی IP ها از عمل Subnetting استفاده میکنیم. یعنی شبکه را کوچکتر میکنیم و این کار را با تغییر در بیت های Net ID و Host ID انجام میدهیم.

💡سرور اختصاصی وب داده امکان سفارش IP اضافه تا سقف 3 Subnet را در زمان سفارش محصول به کاربران خود میدهد.

ویژگی های سابنت مسک

به صورت کلی Subnet Mask دارای مزایا و معایبی است که همگی جزء ویژگی های این نوع از آدرس ها محسوب می شوند.Subnet Mask ها برای IPV4 دارای 32 بیت و برا ی IPV6 ها 128 بیت است. این مزایا و معایب را در بخش های پایین تر توضیح خواهیم داد.

مزایا Subnet Mask

سابنت مکس شامل مزایای عمکلکردی بسیاری است که در بخش زیر به معرفی آنها می پردازیم:

• افزایش امنیت شبکه
• کاهش ترافیک شبکه
• افزایش عملکرد و سرعت شبکه
• مدیریت آسان
• تقسیم بندی شبکه

معایب Subnet Mask

Subnet Mask معایبی هم دارد اما باید گفت: مزایای این عمل با عنوان Subnetting بسیار بالاتر است و به این معایب کوچک می ارزد:

• در این عمل 2 آدرس IP هدر می رود و در مقابل کمبود شدید IPV4 این اتفاق خیلی بد است.
• سرعت ارسال کمی کاهش پیدا میکند چرا که مسیر طولانی تری برای کامپیوتر مورد نظر set شده.

زیر شبکه سازی Subnetting

همانطور که در بخش های بالاتر گفته شد عمل سابنتینگ درواقع کوچک کردن یک شبکه به شبکه های کوچکتر و در نهایت تعداد آدرس های کمتر است. برای انجام این کار یعنی Subnetting تنها کافی است به مثال زیر توجه کنید. البته در نظر داشته باشید من زیر شبکه سازی را روی IPV4 تعریف میکنم و در نهایت راهی ساده تر برای Subnetting بر روی IPV4 و IPV6 نیز ارائه میدهم:

1- در رنج IP: 192.168.30.0 34، تعداد 64 آدرس آی پی ایجاد کنید:

🔸 برای ایجاد 64 تعداد IP باید معادله ای را حل کنید اما قبل از معادله باید این نکته را ذکر کنیم که سیستم‌ های شبکه‌ ای و آدرس‌ دهی آی‌پی از سیستم دودویی (باینری) استفاده می‌ کنند. پس باید بدانیم 2 به توان چه عددی برابر 64 است.

2x=64__ 26=64__ x=6

🔸 حال از آنجایی که کل بیت های یک IPV4 برابر 32 بیت است تقسیم بندی Net ID و Host ID به صورت زیر است:

◼◼◼◼◼◼◼◼.◼◼◼◼◼◼◼◼.◼◼◼◼◼◼◼◼.◼◼◼◼◼◼◼◼
۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰Net ID۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰ ۰۰۰Host ID۰۰۰

🔸 حال ما عدد x=6 بدست آوردیم. یعنی باید مقدار بیت های Host ID برابر 6 باشد یعنی از 8 بیت بخش Host ID بالا باید 2 بیت را برداریم و به Net ID بدهیم پس در این حالت:
Host ID = 8-2 =6 . Net ID = 24+2 =26 می شود.

🔸 پس محاسبه Subnet Mask به صورت زیر است:

11111111.11111111.11111111.11000000
255.255.255.192

📌 اگر متوجه نشدید 192 از کجا آمد لطفا به بخش ساختار Subnet Mask در همین مقاله رجوع کنید.

🔸 حال به سراغ محاسبه سابنت های رنج IP داده شده می رویم:

اولین IP یعنی همان 192.168.30.0 دقیقاْ Net ID اولین رنج ساخته شده شما است.
درنظر داشته باشید شما 2 به توان 6 یعنی 64 حالت آدرس IP در هر زیر شبکه خواهید داشت و این زیر شبکه سازی تا زمانی که آخرین IP شما به 255 برسد ادامه خواهد داشت تا این رنج به صورت کامل تمام شود. پس برای محاسبه IP ها، 64 حالت را هر با + آدرس Net ID میکنیم و از آنجایی که خود Net ID هم با عدد صفر بخش Host ID یک حالت محسوب می شود پس ما 63 حالت را هر بار محاسبه میکنیم(از صفر تا 63 برابر 64 حالت):

NetID:192.168.30.0+63 =192.168.30.63=Broadcast IP
192.168.30.0+1=192.168.30.1=Fist IP
Broadcast IP=192.168.30.63-1=192.168.30.62=End IP

🔸 شبکه اول:

Net ID:192.168.30.0
Subnet Mask:255.255.255.192
Fist IP:192.168.30.1
End IP:192.168.30.62
Broadcast IP:192.168.30.63

🔸 شبکه دوم:

Net ID:192.168.30.64
Subnet Mask:255.255.255.192
Fist IP:192.168.30.65
End IP:192.168.30.126
Broadcast IP:192.168.30.127

🔸 شبکه سوم:

Net ID:192.168.30.128
Subnet Mask:255.255.255.192
Fist IP:192.168.30.129
End IP:192.168.30.190
Broadcast IP:192.168.30.191

🔸 شبکه چهارم:

Net ID:192.168.30.192
Subnet Mask:255.255.255.192
Fist IP:192.168.30.193
End IP:192.168.30.254
Broadcast IP:192.168.30.255

پس ما در این مثال به سادگی 4 شبکه مجزا ساختیم که در هر یک از این شبکه ها 64 عدد IP وجود دارد و با اینکه تمامی آی پی های این 4 شبکه در یک رنج پشت سرهم هستند اما عملا با یکدیگر ارتباطی ندارند و کاملا مجزا هستند.

مطمئن هستم پس از این مثال عمل Subnetting را به صورت کامل متوجه شده اید.

نحوه محاسبه CIDR

در قدیم تر ها IP ها را در کلاس های مختلف طبقه بندی می کردند تا بهتر بتوانند آنها را به جایگاه های مختلف تخصیص دهند. اما امروزه توسط CIDR نوعی آدرس دهی بدون کلاس انجام می شود. در واقع iana تمامی IP آدرس ها را در بلوک هایی از /0 تا /32 دسته بندی کرده است که بر طبق این دسته بندی در حالت کلی n/ میتوانید تعداد بیت های شبکه در یک آدرس IP را نشان دهد.

در خاطر دارید که کمی بالاتر گفتیم زمانی که قرار است تعداد Host ها را در شبکه بالا ببریم از بیت های Network ID کم میکنیم و به بیت های Host ID اضافه می کنیم.
این بدان معناست که در Netmask /32، تمام 32 بیت به بخش Network ID اختصاص یافته و تنها یک آدرس IP موجود است. در حالیکه در Netmask /0، هیچ بیتی به Network ID اختصاص نیافته و تمام بیت‌ ها به بخش Host ID اختصاص داده شده‌ اند، به این ترتیب ما می‌ توانیم تا 4 میلیارد آدرس IP داشته باشیم.

IPAM مدیریت منابع IP

IPAM و یا IP Address Management به صورت کلی نرم افزاری برای مدیریت ویژه IP ها است. بر طبق این نرم افزار شما میتوانید به راحتی بر روی IP های خود عمل Subnetting را انجام دهید و به صورت دقیق بررسی کنید چه IP هایی از چه رنجی آزاد هستند و انواع برنامه ریزی ها برای افزایش زیر شبکه سازی برا یIP ها را انجام دهید. و 100 البته مفید و کاربردی است. از آنجایی که IPV4 تمام شده است دیگر دنیا به سمت استفاده از IPv6 رفته است و سابنتینگ IPV6 از نظر تعداد بیشتر بیت ها سخت تر می شود. پس با استفاده از این نرم افزار می توانید به راحتی سابنتینگ در تعداد بالای IPرا انجام دهید.

نتیجه گیری

پس در یک نتیجه گیری کلی متوجه می شویم Subnet و عمل Subnetting چیست و چگونه میتوان یک رنج IP را به رنج های کوچکتر در شبکه های مجزا تبدیل کرد. امیدوارم این مقاله از بلاگ وب داده پاسخگوی تمامی سوالات شما بوده باشد. ممنون از نگاهتون…😉

سوالات متداول از Subnet و Subnetting