Jak obliczyć maskę podsieci na podstawie hostów i podsieci

Obliczanie maski podsieci na podstawie hostów i podsieci

📅 Ostatnia aktualizacja: 6 maja 2024

🕒 Czas czytania: 12 minut

Wprowadzenie

Prawidłowe planowanie adresacji IP i podział sieci na podsieci to podstawowe umiejętności każdego administratora sieci. Niezależnie od tego, czy konfigurujesz małą sieć domową, czy projektujęsz rozległą infrastrukturę korporacyjną, zrozumienie konceptu maski podsieci jest kluczowe dla efektywnego zarządzania adresami IP.

W tym artykule przedstawimy kompleksowy przewodnik po obliczaniu masek podsieci na podstawie liczby hostów i podsieci. Omówimy zarówno podstawowe koncepcje, jak i zaawansowane techniki, które pomogą Ci optymalnie zaprojektować swoją sieć.

Podstawowe pojęcia adresacji IP i masek podsieci

Zanim przejdziemy do praktycznych obliczeń, warto przypomnieć kilka fundamentalnych pojęć.

Adres IP i jego struktura

Adres IP (Internet Protocol) to unikalny numer identyfikujący urządzenie w sieci. W protokole IPv4, który nadal jest powszechnie używany, adres składa się z 32 bitów, zwykle zapisywanych jako cztery oktety (8-bitowe liczby) oddzielone kropkami, np. 192.168.1.1.

Każdy adres IP można podzielić na dwie części:

  • Część sieciowa - identyfikuje sieć, do której należy urządzenie
  • Część hosta - identyfikuje konkretne urządzenie w danej sieci

To, które bity należą do której części, określa maska podsieci.

Czym jest maska podsieci?

Maska podsieci to 32-bitowa liczba używana do oddzielenia części sieciowej od części hosta w adresie IP. Składa się z ciągu jedynek (1) reprezentujących część sieciową, po których następuje ciąg zer (0) reprezentujących część hosta.

Maskę podsieci można zapisać na dwa sposoby:

  1. Notacja dziesiętna z kropkami - np. 255.255.255.0
  2. Notacja CIDR (Classless Inter-Domain Routing) - określa liczbę bitów sieciowych, np. /24

Przykłady masek podsieci:

Notacja dziesiętna Notacja CIDR Bity w zapisie binarnym
255.0.0.0 /8 11111111.00000000.00000000.00000000
255.255.0.0 /16 11111111.11111111.00000000.00000000
255.255.255.0 /24 11111111.11111111.11111111.00000000
255.255.255.128 /25 11111111.11111111.11111111.10000000
255.255.255.192 /26 11111111.11111111.11111111.11000000

Adres sieci i adres rozgłoszeniowy

Dla każdej podsieci istnieją dwa specjalne adresy:

  • Adres sieci - adres, w którym wszystkie bity części hosta są zerami
  • Adres rozgłoszeniowy (broadcast) - adres, w którym wszystkie bity części hosta są jedynkami

Te adresy są zarezerwowane i nie mogą być przypisane do urządzeń, co oznacza, że rzeczywista liczba dostępnych adresów dla hostów w podsieci jest o 2 mniejsza od matematycznie możliwej.

Jak obliczyć maskę podsieci na podstawie liczby hostów

Najczęstszym zadaniem przy projektowaniu sieci jest określenie odpowiedniej maski podsieci, która zapewni wystarczającą liczbę adresów IP dla wszystkich urządzeń.

Wzór na obliczanie maski podsieci z liczby hostów

Aby obliczyć maskę podsieci, potrzebujesz:

  1. Ustalić, ile urządzeń (hostów) będzie w sieci
  2. Obliczyć, ile bitów potrzebujesz dla części hosta
  3. Odjąć tę liczbę od 32, aby uzyskać prefiks CIDR

Wzór:

Liczba bitów dla hostów = log₂(liczba hostów + 2)
Prefiks CIDR = 32 - liczba bitów dla hostów

Dodajemy 2 do liczby hostów, aby uwzględnić adres sieci i adres rozgłoszeniowy.

Praktyczny przykład

Zadanie: Masz sieć z 50 urządzeniami. Jaka powinna być maska podsieci?

Rozwiązanie:

  1. Potrzebujemy adresów dla 50 urządzeń + 2 adresy zarezerwowane = 52 adresy
  2. Obliczamy, ile bitów potrzebujemy: log₂(52) ≈ 5.7, więc potrzebujemy 6 bitów (zaokrąglamy w górę)
  3. Prefiks CIDR = 32 - 6 = 26
  4. Maska podsieci to /26 lub 255.255.255.192 w notacji dziesiętnej

Praktyczna wskazówka: Możesz zapamiętać, że dla x bitów masz 2^x - 2 dostępnych adresów dla hostów.

Tabela liczby hostów i odpowiadających masek podsieci

Poniższa tabela pomoże Ci szybko dobrać odpowiednią maskę dla danej liczby hostów:

Maska CIDR Maska dziesiętna Liczba dostępnych hostów
/30 255.255.255.252 2 hosty
/29 255.255.255.248 6 hostów
/28 255.255.255.240 14 hostów
/27 255.255.255.224 30 hostów
/26 255.255.255.192 62 hosty
/25 255.255.255.128 126 hostów
/24 255.255.255.0 254 hosty
/23 255.255.254.0 510 hostów
/22 255.255.252.0 1022 hosty
/21 255.255.248.0 2046 hostów
/20 255.255.240.0 4094 hosty
/19 255.255.224.0 8190 hostów
/18 255.255.192.0 16382 hosty
/17 255.255.128.0 32766 hostów
/16 255.255.0.0 65534 hosty

Jak obliczyć maskę na podstawie liczby podsieci

Innym częstym zadaniem jest podział istniejącej sieci na określoną liczbę podsieci.

Wzór na obliczanie maski z liczby podsieci

Aby obliczyć maskę dla podziału na podsieci:

  1. Ustal, ile podsieci potrzebujesz
  2. Oblicz, ile dodatkowych bitów sieciowych potrzebujesz dla tych podsieci
  3. Dodaj te bity do aktualnego prefiksu CIDR

Wzór:

Liczba bitów dla podsieci = log₂(liczba podsieci)
Nowy prefiks CIDR = stary prefiks CIDR + liczba bitów dla podsieci

Praktyczny przykład

Zadanie: Masz sieć 192.168.1.0/24 i chcesz ją podzielić na 5 równych podsieci. Jaka powinna być maska podsieci?

Rozwiązanie:

  1. Potrzebujemy 5 podsieci, więc potrzebujemy log₂(5) ≈ 2.32, czyli 3 bity (zaokrąglamy w górę)
  2. Nowy prefiks CIDR = 24 + 3 = 27
  3. Maska podsieci to /27 lub 255.255.255.224

To da nam 8 podsieci (bo 2^3 = 8), z których możemy użyć 5:

  • 192.168.1.0/27 (adresy 192.168.1.0 - 192.168.1.31)
  • 192.168.1.32/27 (adresy 192.168.1.32 - 192.168.1.63)
  • 192.168.1.64/27 (adresy 192.168.1.64 - 192.168.1.95)
  • 192.168.1.96/27 (adresy 192.168.1.96 - 192.168.1.127)
  • 192.168.1.128/27 (adresy 192.168.1.128 - 192.168.1.159)
  • i trzy dodatkowe, których nie potrzebujemy

Tabela podsieci i odpowiadających masek

Nowe bity sieciowe Liczba podsieci Dla sieci /24 nowa maska to
1 2 /25 (255.255.255.128)
2 4 /26 (255.255.255.192)
3 8 /27 (255.255.255.224)
4 16 /28 (255.255.255.240)
5 32 /29 (255.255.255.248)
6 64 /30 (255.255.255.252)

VLSM - Podsieci o zmiennej długości maski

VLSM (Variable Length Subnet Mask) to technika, która pozwala na tworzenie podsieci o różnych rozmiarach z jednej większej sieci. Jest to szczególnie przydatne, gdy różne segmenty sieci wymagają różnej liczby adresów IP.

Krok po kroku: Jak zastosować VLSM

Zadanie: Masz sieć 192.168.0.0/24 i potrzebujesz utworzyć następujące podsieci:

  • Podsieć A: 100 hostów
  • Podsieć B: 50 hostów
  • Podsieć C: 25 hostów
  • Podsieć D: 10 hostów

Rozwiązanie:

  1. Posortuj podsieci od największej do najmniejszej (pod względem liczby hostów):

    • Podsieć A: 100 hostów
    • Podsieć B: 50 hostów
    • Podsieć C: 25 hostów
    • Podsieć D: 10 hostów

  2. Oblicz wymaganą maskę dla każdej podsieci:

    • Podsieć A: 100 + 2 = 102 adresy -> 7 bitów -> maska /25 (126 hostów)
    • Podsieć B: 50 + 2 = 52 adresy -> 6 bitów -> maska /26 (62 hosty)
    • Podsieć C: 25 + 2 = 27 adresów -> 5 bitów -> maska /27 (30 hostów)
    • Podsieć D: 10 + 2 = 12 adresów -> 4 bity -> maska /28 (14 hostów)

  3. Przydziel adresy podsieci, zaczynając od największej:

    • Podsieć A: 192.168.0.0/25 (192.168.0.0 - 192.168.0.127)
    • Podsieć B: 192.168.0.128/26 (192.168.0.128 - 192.168.0.191)
    • Podsieć C: 192.168.0.192/27 (192.168.0.192 - 192.168.0.223)
    • Podsieć D: 192.168.0.224/28 (192.168.0.224 - 192.168.0.239)

Pozostałe adresy (192.168.0.240 - 192.168.0.255) można wykorzystać dla przyszłych potrzeb lub utworzyć dodatkowe, mniejsze podsieci.

Zalety stosowania VLSM

  • Efektywne wykorzystanie przestrzeni adresowej - przydzielasz tylko tyle adresów, ile faktycznie potrzeba
  • Elastyczność - różne segmenty sieci mogą mieć różne rozmiary
  • Oszczędność adresów IP - szczególnie istotne w kontekście wyczerpywania się adresów IPv4

Praktyczne scenariusze i przykłady

Przyjrzyjmy się kilku praktycznym scenariuszom, z którymi możesz się spotkać jako administrator sieci.

Scenariusz 1: Sieć korporacyjna z różnymi działami

Zadanie: Masz przydzieloną przestrzeń adresową 172.16.0.0/16 i musisz podzielić ją dla różnych działów:

  • Dział IT: 500 urządzeń
  • Administracja: 100 urządzeń
  • Produkcja: 1000 urządzeń
  • Sprzedaż: 200 urządzeń
  • Serwery i infrastruktura: 50 urządzeń

Rozwiązanie z VLSM:

  1. Sortujemy działy według zapotrzebowania:

    • Produkcja: 1000 + 2 = 1002 -> 10 bitów -> maska /22 (1022 hosty)
    • IT: 500 + 2 = 502 -> 9 bitów -> maska /23 (510 hostów)
    • Sprzedaż: 200 + 2 = 202 -> 8 bitów -> maska /24 (254 hosty)
    • Administracja: 100 + 2 = 102 -> 7 bitów -> maska /25 (126 hostów)
    • Serwery: 50 + 2 = 52 -> 6 bitów -> maska /26 (62 hosty)

  2. Przydzielamy podsieci:

    • Produkcja: 172.16.0.0/22 (172.16.0.0 - 172.16.3.255)
    • IT: 172.16.4.0/23 (172.16.4.0 - 172.16.5.255)
    • Sprzedaż: 172.16.6.0/24 (172.16.6.0 - 172.16.6.255)
    • Administracja: 172.16.7.0/25 (172.16.7.0 - 172.16.7.127)
    • Serwery: 172.16.7.128/26 (172.16.7.128 - 172.16.7.191)

Scenariusz 2: Sieć domowa z segmentacją

Zadanie: Masz sieć domową 192.168.0.0/24 i chcesz ją podzielić na segmenty dla:

  • Urządzenia główne (komputery, smartfony): 15 urządzeń
  • IoT (kamery, czujniki): 20 urządzeń
  • Sieć dla gości: 10 urządzeń

Rozwiązanie:

  1. Obliczamy wymagane maski:

    • Urządzenia główne: 15 + 2 = 17 -> 5 bitów -> maska /27 (30 hostów)
    • IoT: 20 + 2 = 22 -> 5 bitów -> maska /27 (30 hostów)
    • Sieć dla gości: 10 + 2 = 12 -> 4 bity -> maska /28 (14 hostów)

  2. Przydzielamy podsieci:

    • Urządzenia główne: 192.168.0.0/27 (192.168.0.0 - 192.168.0.31)
    • IoT: 192.168.0.32/27 (192.168.0.32 - 192.168.0.63)
    • Sieć dla gości: 192.168.0.64/28 (192.168.0.64 - 192.168.0.79)

Narzędzia do obliczania masek podsieci

Istnieje wiele narzędzi, które mogą pomóc w obliczeniach związanych z podsieciami:

Kalkulatory online

Narzędzia wiersza poleceń

W systemach Linux i macOS możesz użyć ipcalc:

# Instalacja w systemach Debian/Ubuntu
sudo apt-get install ipcalc

# Przykład użycia
ipcalc 192.168.1.0/24

Wynik:

Address:   192.168.1.0          11000000.10101000.00000001.00000000
Netmask:   255.255.255.0 = 24   11111111.11111111.11111111.00000000
Wildcard:  0.0.0.255            00000000.00000000.00000000.11111111
=>
Network:   192.168.1.0/24       11000000.10101000.00000001.00000000
HostMin:   192.168.1.1          11000000.10101000.00000001.00000001
HostMax:   192.168.1.254        11000000.10101000.00000001.11111110
Broadcast: 192.168.1.255        11000000.10101000.00000001.11111111
Hosts/Net: 254                   Class C, Private Internet

W systemach Windows możesz użyć powershell:

# Konwersja maski na prefiks CIDR
$mask = [IPAddress]"255.255.255.0"
$maskBits = 0;
$bytes = $mask.GetAddressBytes()
foreach($byte in $bytes) {
    while($byte -ne 0) {
        $byte = $byte -shl 1
        $maskBits++
    }
}
Write-Host "Prefiks CIDR: /$maskBits"

Najlepsze praktyki planowania podsieci

1. Zawsze planuj z wyprzedzeniem

Zanim zaczniesz przydzielać adresy IP, zastanów się nad przyszłym rozwojem:

  • Ile urządzeń będzie w każdej podsieci teraz i w przyszłości?
  • Czy potrzebujesz zarezerwować przestrzeń na dodatkowe podsieci?
  • Jakie są wymagania dotyczące segmentacji sieci?

2. Stosuj logiczną organizację adresów

  • Grupuj podobne urządzenia w tych samych podsieciach
  • Używaj łatwych do zapamiętania wzorców dla różnych typów sieci
  • Dokumentuj schemat adresacji

3. Uwzględnij bezpieczeństwo w planowaniu

  • Oddziel wrażliwe systemy (np. serwery) od mniej bezpiecznych obszarów (np. sieci dla gości)
  • Planuj podsieci zgodnie z politykami bezpieczeństwa i potrzebami firewalla
  • Rozważ implementację VLAN-ów wraz z podsieciami dla dodatkowej izolacji

4. Efektywnie zarządzaj przestrzenią adresową

  • Używaj VLSM, aby zminimalizować marnowanie adresów IP
  • Bierz pod uwagę punkty stałe, takie jak routery i bramy
  • Rezerwuj przestrzeń na przyszłe rozszerzenia

Podsumowanie

Obliczanie maski podsieci na podstawie liczby hostów lub podsieci to fundamentalna umiejętność w zarządzaniu siecią. Właściwe planowanie adresacji IP zapewnia efektywne wykorzystanie przestrzeni adresowej, poprawia bezpieczeństwo i ułatwia zarządzanie siecią.

W tym artykule omówiliśmy:

  • Podstawowe koncepcje adresacji IP i masek podsieci
  • Jak obliczyć maskę podsieci na podstawie liczby hostów
  • Jak podzielić sieć na określoną liczbę podsieci
  • Technikę VLSM do tworzenia podsieci o różnych rozmiarach
  • Praktyczne scenariusze i przykłady
  • Narzędzia pomocne w obliczeniach związanych z podsieciami
  • Najlepsze praktyki planowania podsieci

Pamiętaj, że dobre planowanie na początku może zaoszczędzić wiele problemów w przyszłości. Warto poświęcić czas na dokładne przemyślenie struktury adresacji IP, szczególnie w większych sieciach.

Często zadawane pytania

Jaka jest minimalna maska podsieci dla 30 hostów?

Dla 30 hostów (plus 2 adresy zarezerwowane = 32) potrzebujesz 5 bitów dla części hosta (2^5 = 32). Zatem maska to 32 - 5 = /27 (255.255.255.224).

Jak obliczyć, ile hostów jest dostępnych w danej podsieci?

Liczba dostępnych hostów = 2^(32 - prefiks CIDR) - 2

Na przykład, dla maski /24: Liczba hostów = 2^(32 - 24) - 2 = 2^8 - 2 = 256 - 2 = 254

Czy mogę używać wszystkich podsieci utworzonych przez daną maskę?

W nowoczesnych sieciach (dzięki CIDR) możesz używać wszystkich matematycznie możliwych podsieci. Wcześniej, w starszych implementacjach, pierwsza i ostatnia podsieć były czasami rezerwowane.

Czy można zmienić maskę podsieci bez wpływu na działanie sieci?

Zmiana maski podsieci zazwyczaj wymaga rekonfiguracji urządzeń i może spowodować przerwy w działaniu sieci. Najlepiej planować zmiany maski podsieci w czasie niskiego obciążenia sieci i z odpowiednim wyprzedzeniem.

Jak obliczyć liczbę podsieci dla danej maski?

Jeśli zwiększasz prefiks CIDR z /a do /b, to liczba podsieci = 2^(b-a)

Na przykład, dzieląc sieć /24 na podsieci /26: Liczba podsieci = 2^(26-24) = 2^2 = 4

Jeśli potrzebujesz profesjonalnego wsparcia w planowaniu i implementacji infrastruktury sieciowej, skontaktuj się z nami. Nasi eksperci pomogą Ci optymalnie zaprojektować adresację IP i podział na podsieci, który będzie odpowiadał Twoim potrzebom.

Skontaktuj się z nami i dowiedz się, jak możemy pomóc w optymalizacji Twojej infrastruktury sieciowej.

Kategorie i tagi

sieci administracja

Czy ten artykuł był pomocny?

Wróć do listy wpisów

Twoja strona WordPress działa wolno?

Sprawdź nasz hosting WordPress z ultraszybkimi dyskami NVMe i konfiguracją serwera zoptymalizowaną pod kątem wydajności. Doświadcz różnicy już dziś!

Sprawdź ofertę hostingu
30-dniowa gwarancja zwrotu pieniędzy