آموزش رایگان دوره +Network - مسیریابی میان دامنه بدون کلاس (بخش 48 )

برای مطالعه بخش چهل و هفتم آموزش رایگان و جامع نتورک پلاس (+Network) اینجا کلیک کنید

شکل کلی آدرس‌های آی‌پی IPv4

آدرس‌های آی‌پی نسخه 4 از چهار قسمت W.X.Y.Z تشکیل شده‌اند که به هر قسمت این آدرس یک اوکت (oct) گفته می‌شود. آدرس فوق از چهار قسمت یک بایتی ساخته شده است. هر بایت برابر با هشت بیت است که چهار اوکت ضرب در هشت بیت برابر با 32 بیت شده و نشان می‌دهند آدرس‌های آی‌پی نسخه 4 آدرس‌های 32 بیتی هستند. به آدرس 192.168.30.10 دقت کنید. هر بخش از آدرس فوق یک اوکتت است. به‌طور مثال 192 یک اوکتت است که از هشت بیت تشکیل شده و ممکن است در بازه 0 تا 255 قرار بگیرد که البته در اوکتت اول مقدار 0 قرار نمی‌گیرد اما در سایر اوکتت‌ها مجاز است. اما چرا بازه تا محدوده 255 گسترده است؟ زمانی که هشت بیت در اختیار داریم، برای تشخیص این موضوع که از بیت‌های فوق چه تعداد حالت می‌توان استخراج کرد باید عدد 2 را به توان 8 برسانیم که خروجی برابر با مقدار 256 است که تعداد حالت‌های مختلف که از هشت بیت می‌توان استخراج کرد را نشان می‌دهد. با این حساب بازه 0 تا 255 محدوده هر یک اوکتت‌ را نشان می‌دهد. حال اگر در نظر داشته باشیم کل آدرس‌های IPV4 را بررسی کنیم، با توجه به این‌که 32 بیت کل آدرس را تشکیل می‌دهد باید عدد 2 را به توان 32 برسانیم که رقم نهایی برابر با 4,294,967,296 میلیارد آدرس است که البته همه این آدرس‌ها در دسترس ما قرار ندارند.

مسیریابی میان دامنه بدون کلاس

شما نمی‌توانید با یک نگاه ساده به یک آدرس آی‌پی بلافاصله متوجه شوید که چه تعداد از بیت‌ها، بیت‌های شبکه هستند و چه تعداد از آن‌ها بیت‌های میزبان هستند. در عوض، شما می‌توانید از یک ماسک زیر‌شبکه برای تعیین این اطلاعات استفاده کنید. یکی از راهکارهایی که پیش روی شما قرار دارد مسیریابی میان دامنه بدون کلاس (CIDR) سرنام  Classless Interdomain Routing است که توسط سازمان IETF در سال 1993 طراحی شد. رویکرد ارائه شده از سوی این سازمان برای شناسایی سریع بیت‌های شبکه‌ و میزبان در یک آدرس آی‌پی است که با نماد CIDR شناخته می‌شود. (تلفظ CIDR سایدر است.) اگر به یاد داشته باشید به شما گفتیم آدرس‌های آی‌پی در کلاس‌های مختلفی طبقه‌بندی می‌شوند. این طبقه‌بندی Classful نام دارد. برای روشن شدن مطلب به مثال زیر دقت کنید.

C:194.167.32.0/24  (255.255.255.0)

B:165.12.0.0/16   (255.255.0.0)

A:121.0.0.0/8 (255.0.0.0)

در آدرس کلاس C ماسک زیرشبکه برابر با 255.255.255.0 است. این مقدار به معنای آن است که سه اوکت اول سمت چپ برابر با شناسه شبکه در نظر گرفته شده است. در کلاس B ماسک زیرشبکه 255.255.0.0 و در کلاس A ماسک زیرشبکه 255.0.0.0 است.

آدرس‌های بالا Classful نامیده می‌شوند. زیرا مطابق با تعاریفی که در ارتباط با کلاس‌های A تا E بیان کردیم، ماسک زیرشبکه و شناسه شبکه مطابق با استانداردها تعریف شده‌اند. شکل زیر  معادل دودودویی آدرس‌های فوق را نشان می‌دهد.

در آدرس اول کلاس C، 24 بیت اول در کلاس B، 16 بیت اول و در کلاس A، 8 بیت اول برای شناسه شبکه در نظر گرفته شده است. همان‌گونه که می‌دانیم شناسه شبکه ثابت است، اما اکنون باید بررسی کنیم تا ببنیم چه تعداد آدرس برای استفاده در شبکه را می‌توان از باقیمانده هر یک از آدرس‌ها یا بیت‌های شناسه میزبان استفاده کرد.

نماد مسیریابی میان دامنه‌ای بدون کلاس (CIDR) شناسه شبکه یا آدرس آی‌پی میزبان را دریافت کرده و پس از آن یک اسلش (/) قرار می‌دهد. مقداری که پس از اسلش قرار می‌گیرد تعداد بیت‌هایی که برای شناسه شبکه از آن‌ها می‌توان استفاده کرد را نشان می‌دهند. به‌طور مثال، یک آدرس آی‌پی خصوصی می‌تواند به صورت 192.168.89.127/24 نوشته شود، جایی که 24 نشان دهنده تعداد یک‌های ماسک زیر شبکه بوده و در نتیجه تعداد بیت‌ها در شناسه شبکه است. در ترمینولوژی CIDR، اسلش همراه با تعداد بیت‌هایی که برای شناسه شبکه استفاده می‌شوند همراه است. به‌طور مثال /24 به عنوان بلوک CIDR شناخته می‌شود. اما چگونه می‌توانیم زیر شبکه‌های IPv4 را محاسبه کرده و محدوده آدرس‌های میزبان قابل استفاده در زیرشبکه و همچنین ماسک زیر شبکه که آدرس‌های میزبان از آن‌ها استفاده می‌کنند را مشخص کنیم.

محاسبه زیرشبکه IPv4

زیرشبکه‌سازی به معنای تغییر قوانین کلاس‌بندی آدرس‌دهی IPv4 است که به نام مسیریابی بدون کلاس نیز از آن نام برده می‌شود. برای ایجاد یک زیر‌شبکه، شما بیت‌هایی که برای نمایش اطلاعات میزبان در آدرس‌دهی طبقه‌بندی شده از آن‌ها استفاده می‌شود را قرض گرفته و به جای نشان دادن اطلاعات میزبان برای نمایش اطلاعات شبکه از بیت‌ها استفاده می‌کنید. با این کار، تعداد بیت‌های موجود برای شناسه شبکه افزایش پیدا کرده و در مقابل بیت‌های موجود برای شناسایی میزبان کاهش پیدا می‌کنند. با این‌کار شما تعداد شبکه‌ها را افزایش داده و تعداد آدرس‌های میزبان قابل استفاده در هر شبکه یا زیر شبکه را کاهش می‌دهید. بیت‌های بیشتری که برای اطلاعات شبکه قرض گرفته شده‌اند، زیرشبکه‌های بیشتری هستند که در اختیار دارید، اما در مقابل تعداد میزبان‌های هر زیرشبکه را کم کرده‌اید. به‌طور مثال، فرض کنید یک شبکه با یک روتر دارید و سپس روتر دومی برای تقسیم شبکه محلی خود به دو شبکه محلی اضافه می‌کنید. شناسه شبکه اصلی شبکه 192.168.89.0 و ماسک زیرشبکه آن 255.255.255.0 است. اجازه دهید دو زیرشبکه بر مبنای این آدرس برای شبکه فوق ایجاد کنیم. مراحل به شرح زیر هستند:

1. بیت‌ها از میزبان قرض گرفته می‌شوند- در حال حاضر، شناسه شبکه 24 بیت است. این شناسه به معادل دودویی آن تبدیل می‌شود.

• شناسه شبکه 192.168.89.0 در مبنای دودویی:

11000000.10101000.01011001.00000000

یک بیت از بخش میزبان قرض گرفته شده و به شناسه شبکه تخصیص داده می‌شود که بعدا 25 بیت خواهد شد. در اینجا، بیت قرض گرفته شده به رنگ قرمز و زیرخط مشخص شده است. مقدار باینری به صورت زیر است.

• 11000000.10101000.01011001.00000000

اکنون چه تعداد زیر‌شبکه‌ها می‌توانید داشته باشید؟ بیت قرمز زیر خط‌دار می‌تواند 0 یا 1 باشد که به شما دو زیر شبکه می‌دهد.

2. تعیین ماسک زیر شبکه- ماسک زیر‌شبکه، بیت‌های درون یک آدرس آی‌پی که متعلق به شناسه شبکه هستند را نشانه‌گذاری می‌کند. بنابراین، ماسک زیر‌شبکه برای هر دو زیر شبکه به صورت زیر است:

• 11111111.11111111.11111111.10000000 یا معادل دهدهی  255.255.255.128

برای محاسبه آخرین اوکتت، شما مقادر دودویی 10000000 را به معادل دهدی آن که برابر با 128 است تبدیل می‌کنید. برای راحتی کار از یک ماشین حساب استفاده کنید.

3. تعیین شناسه‌های شبکه- در چند خط قبل‌تر به شما گفتیم در شناسه شبکه، بیت قرمز زیرخط‌دار می‌تواند 1 یا 0 باشد. بنابراین، شناسه شبکه برای هر زیر شبکه به صورت زیر است:

• Subnet 1: 11000000.10101000.01011001.00000000 or decimal 192.168.89.0

• Subnet 2: 11000000.10101000.01011001.10000000 or decimal 192.168.89.128

در نماد CIDR، شناسه شبکه برای هر زیر شبکه به صورت زیر نوشته می‌شود:

• Subnet 1: 192.168.89.0/25

• Subnet 2: 192.168.89.128/25

4. تعیین محدوده آدرس‌های آی‌پی- شروع کار با دامنه آدرس‌های آی‌پی برای زیر شبکه A آغاز می‌شود. برای آدرس‌های میزبان باید از هفت بیت در آخرین اوکتت استفاده کنید. (اولین بیت برای این اوکتت همیشه 0 بوده و متعلق به شناسه شبکه است) اکنون باید مقدار دودودیی را خوانده و آن‌را به معادل دهدهی تبدیل کنید.

• 00000000 استفاده نمی‌شود، زیرا برای شناسه شبکه این زیرشبکه استفاده می‌شود

• 00000001 معادل دهدهی 1

• 00000010 معادل دهدهی 2

• 00000011 معادل دهدی 3

• …

• 01111110 معادل دهدهی 126

• 01111111 معادل دهدهی 127, به جای آدرس میزبان برای فرآیند پخشی استفاده می‌شود

بنابراین، طیف آدرس‌های آی‌پی میزبان برای زیر شبکه A در بازه 192.168.89.1 تا 192.168.89.126 قرار دارد.

برای زیرشبکه B، اولین بیت از آخرین اوکتت 1 و محدوده آدرس‌های میزبان به شرح زیر است:

• 10000000 استفاده نمی‌شود، زیرا برای شناسه شبکه این زیرشبکه استفاده می‌شود

• 10000001 معادل دهدهی: 129

• 10000010 معادل دهدهی: 130

• 10000011 معادل دهدهی: 131

• …

• 11111110 معادل دهدهی: 254

• 11111111 معادل دهدهی: 255 استفاده نمی‌شود، زیرا برای پخشی استفاده می‌شود 

بنابراین، محدوده آدرس آی‌پی میزبان برای زیر شبکه B  در بازه 192.168.89.129 تا 192.168.89.254 قرار دارد.

نتایج کارهایی که انجام دادیم در جداول زیر نشان داده شده است.

اکنون به سراغ مثال پیچیده‌تری خواهیم رفت که برای انجام آن به انجام محاسبات مبتنی بر فرمول‌ها به جای یک تبدیل ساده نیاز خواهیم داشت. فرض کنید در نظر دارید شبکه محلی خود که دارای شناسه شبکه 192.168.89.0 است را به شش زیرشبکه در شش طبقه ساختمان تقسیم کنید. مراحل انجام این‌کار به شرح زیر است:

1. مشخص کنید چند بیت باید قرض گرفته شوند. چند بیت باید از قسمت میزبان آدرس آی‌پی قرض بگیرد تا شش زیرشبکه را آماده کنید. برای تعیین تعداد بیت‌ها از ‌فرمول زیر استفاده کنید:

2ⁿ=Y

• n تعداد بیت‌هایی است که باید از آدرس میزبان به شناسه شبکه تغییر کند.

• Y تعداد زیر شبکه‌هایی که برابر با نتیجه است.

از آنجایی که می‌خواهید 6 زیرشبکه جداگانه (Y برابر با 6 است) داشته باشید، معادله برابر با 2ⁿ=6 میشود.

شما باید مقادیر مختلفی را برای توان n استفاده کنید تا زمانی‌که بزرگ‌ترین مقدار برای تعیین حداقل تعداد زیر‌شبکه‌های که به آن‌ها نیاز دارید را پیدا کنید. به‌طور مثال، می‌دانید که 2²=4 که است، با این حال، 4 به اندازه کافی زیاد نیست. در عوض به معادله 2³=8  فکر کنید که زیرشبکه‌های کافی ارائه کرده و اجازه می‌دهد در آینده بدون مشکل به نیازهای روبه‌رشد کسب‌وکار و زیرساخت خود پاسخ دهید. حالا که n برابر 3 است، می‌دانید که سه بیت در آدرس‌های میزبان شبکه کلاس C باید به بیت‌های شناسه شبکه تغییر کرده و سه بیت در ماسک زیر‌شبکه باید از 0 به 1 تغییر کند.

2. تعیین ماسک زیر‌شبکه- ماسک زیر‌شبکه پیش‌فرض برای شبکه کلاس C برابر با 255.255.255.0 یا به عبارتی 11111111 11111111 11111111 00000000 است. در این ماسک زیرشبکه پیش‌فرض 24 بیت اول، موقعیت اطلاعات شبکه را نشان می‌دهد. تغییر سه بیت پیش‌فرض ماسک زیرشبکه از میزبان به اطلاعات شبکه به شما یک ماسک زیر شبکه برابر با 11111111 11111111 11111111 11100000 می‌دهد. در این ویرایش ماسک زیرشبکه، 27 بیت اول نشان دهنده بیت‌هایی برای شناسه شبکه است. دقت کنید برای این شبکه کلاس C که شناسه شبکه 192.168.89.0 است، نماد اسلش برابر با 192.168.89.0/27 است، زیرا 27 بیت از آدرس‌های زیرشبکه برای ارائه اطلاعات شبکه استفاده می‌شود. اکنون ماسک زیر‌شبکه 255.255.255.224 است. هنگامی که ویژگی‌های TCP / IP کلاینت‌ها را روی شبکه خود تنظیم می‌کنید، در ادامه امکان تعیین ماسک زیر شبکه جدید نیز وجود دارد. شکل زیر این موضوع را نشان می‌دهد.

3. محاسبه شناسه شبکه برای هر زیرشبکه- سه اکتت اول از شناسه شبکه برای شبکه کلاس C 192.168.89.0 است که برای هر هشت زیرشبکه یکسان است. شناسه‌های شبکه در آخرین اوکتت به شرح زیر متفاوت هستند:

• زیر شبکه 1 شناسه شبکه: 192.168.89.0

• زیر شبکه 2 شبکه شناسه: 192.168.89.0 1 32 عملکرد 192.168.89.32

• زیر شبکه 3 شناسه شبکه: 192.168.89.32 1 32 ردیف 192.168.89.64

• زیر شبکه 4 شبکه شناسه: 192.168.89.64 1 32 عملکرد 192.168.89.96

• زیر شبکه 5 شبکه شناسه: 192.168.89.96 1 32 عملکرد 192.168.89.128

• زیر شبکه 6 شبکه شناسه: 192.168.89.128 1 32 عملکرد 192.168.89.160

• زیر شبکه 7 شبکه شناسه: 192.168.89.160 1 32 عملکرد 192.168.89.192

• زیر شبکه 8 شبکه شناسه: 192.168.89.192 1 32 عملکرد 192.168.89.224

این روش اضافه کردن اعداد یکسان به شکل متوالی skip-counting نامیده می‌شود.

در شماره آینده آموزش نتورک‌پلاس مبحث فوق را ادامه خواهیم کرد.

استان تهران (تهران): آموزشگاه عصر شبکه
برگزار كننده دوره‌ها بصورت حضوری و مجازی هم‌زمان 
تلفن: 02188735845           کانال: Asrehshabakeh@
---------------------------------------
استان گیلان (رشت): آموزشگاه  هیوا شبکه 
تلفن: 01333241269           کانال: HivaShabake@