بخشی از مقاله
چکیده
امروزه با استفاده از تکنیک Subnetting و با بکارگیری صحیح آن میتوان با توجه به نیاز ، شامل تعداد Subnet ها و تعداد میزبان ها - Host - درون یک شبکه اقدام به آدرس دهی نمود Subnetting. بستگی به عوامل مختلفی از جمله بزرگی سازمان ، تعداد زیر شبکه ها و کلاس استفاده از آن ، گام حرکت IP ها و ... دارد .معمولا درون یک سازمان بدون در نظر گرفتن فاکتور های مذکور و محاسبه محدوده آدرس های IP مورد نیاز اقدام به آدرس دهی گره ها نموده که باعث استفاده بی مورد از محدوده آدرس میشود.این روش بیشتر در شبکه هایی که مبتنی بر Domain و به صورت چند زیر شبکه است خود را نشان میدهد .
در این مقاله خواننده را با مفهوم Subnetting جهت استفاده بهینه از آدرس های IP در شبکه های LAN و به منظور جلوگیری از هدر رفت این آدرس ها آشنا می کنیم. که با وجود این تکنیک نه تنها نیازی به استفاده از تمامی محدوده ادرس های IP نمیباشد بلکه بر اساس نیاز سازمان میتوان از تعداد مناسب و نه بیش از حد آدرسهای IP جهت تفکیک شبکه ها و زیر شبکه ها و همچنین تخصیص محدوده مناسب IP با توجه به تعداد میزبان ها استفاده نمود همچنین خواننده با روش های اصولی محاسبه Subnetting آشنا میشود.
واژگان کلیدی: پروتکل اینترنت - IP - ،میزبان - Host - ،زیر شبکه - - Subnet ، شبکه های محلی - LAN -
-1مقدمه
یک آدرس IP منبع و مقصد پیام را در دو حالت BroadcastوUnicast مشخص میکند . در حال حاضر IP ورژن 4 رایج ترین ورژن از آدرس دهی IP میباشد که به 32 بیت جهت آدرس دهی نیاز دارد .البته ورژن 6 نیز در حال حاضر وجود دارد ولی احتمالا در آینده از آن بیشتر استفاده میشود چه بسا جایگزینی برای آدرس های IP ورژن 4 خواهد شد که این آدرس دهی نیاز به 128 بیت دارد. ما دراین مقاله را محدود بهIP ورژن 4 می کنیم. دلیل گسترده شدن IP ورژن 6 توسعه شبکه اینترنت می باشد. در واقع رشد انفجاری اینترنت باعث تغییر در اندازه آدرس های اینترنتی خواهد شد . البته به نظر میرسد در حال حاضروجود IP ورژن 4 پاسخگوی نیاز های فعلی خواهد بود.در واقع یک آدرس IP ورژن 4 یک عدد 32 بیتی است که به 4 قسمت 8 بیتی که به هرقسمت آن اکتت - Octet - گفته میشود.
هر اکتت توسط محاسبات باینری میتواند با اعداد صفر و یک بین 0 تا 255 باشد. عدد باینری 1 به معنی این است که نمیتوان آن آدرس را تغییرداد و عدد 0 به این معنی است که میتوان آن را تغییر داد و آدرس دهی کرد.بیت های ثابت مربوط به قسمت شبکه - Net Id - و بیت های باقیمانده قسمت میزبان - Host - را تشکیل میدهد. در استاندارد مربوط به پروتکل IP اینطور تعیین شده است که در صورتی که تمام بیت ها موجود در قسمت Host عدد 0 بود این عدد نمایانگر کل شبکه ما - NetId - ودرصورتیکه تمامی این بیت ها 1 بود عدد حاصل نمایانگر آدرس IP مربوط به Broadcast میباشد.این دو عدد در شبکه ها کاربردی ندارند لذا تعداد آدرس هایی که ما میتوانیم با این 8 بیت تولید کنیم از 256 به 254 کاهش پیدا میکند.
البته در نگاه اول به نظر می رسد که با توجه به ساختار IP ورژن 4 که در آن از 32 بیت استفاده میشود مقادیری از این آدرس ها از بین میرود جهت افزایش کارایی این آدرس ها و استفاده بهینه از آنها مفهوم Subnetting مطرح میشود.که ما در این مقاله قصدداریم این مفهوم را توضیح دهیم.در واقع مسئله استفاده بهینه از آدرس های IPوجلوگیری از هدر رفت آن میباشد.زمانی موضوع اهمیت خود را نشان میدهد که شما در یک سازمان بدون در نظر گرفتن محدودیت های محدوده آدرس بدون محاسبه اقدام به آدرس دهی کرده و مقادیر زیادی از فضای آدرس هایIP را بی جهت هدر داده اید.این مقاله برخلاف سایر منابع و مقالات موجود به محاسبه صحیح آدرس زیر شبکه نیز پرداخته است.
-2شبکه ها و میزبان ها
وقتی ما درباره یک شبکه صحبت میکنیم بیشتر تصویری از ایستگاه های کاری - - workstation داریم با یک یا بیشتر از یک سرور که به یک شبکه محلی متصل شده است.که در یک شبکه هر سرور و ایستگاه کاری جهت تشخیص سایر سیستم ها دارای یک آدرس منحصر به فرد - Unique - میباشد.برای سرورها و ایستگاه های کاری معمولا از لفظ Host استفاده میشود.ولی هر آدرس نه تنها بر یک Host دلالت میکند بلکه میتواند بر یک شبکه نیز دلالت داشته باشد.این بدین دلیل است که IP یک پروتکل بین شبکه ای است که نه تنها اجازه تبادل بین Host ها در همان شبکه را میدهد حتی اجازه تبادل بین Host ها در دیگر شبکه ها را نیز میدهد - . - Matthew Naugle,1998
ساختار آدرس های IPبه گونه ای تعریف شده است که هر میزبان - Host - روی شبکه اینترنت توسط هرمیزبان دیگری قابل پیدا شدن باشد.ساختار آدرس های IP به صورت <Net Id,Host Id> میباشد. همان طور که ذکر شد از 4 بایت معادل 32 بیت تشکیل شده است که هر بایت را میتوان به صودت دهدهی ، باینری یا هگزادسیمال نمایش داد که معمولا از فرمت دهدهی استفاده میشود. محدوده آدرس های IP میتواند از 0,0,0,0 تا 255,255,255,255 متغیر باشد. به عنوان مثال 192,168,1,10 یک آدرس معتبر است. حال لازم است قسمت های HostIdو NetId را از یکدیگر تشخیص دهیم.
برای این کارلازم است با مفهوم کلاس بندی در آدرس های IPآشنا شوید و آن ها را فرابگیرید - - Matthew Naugle,1998در برخی مقالات محدوده هر Octed بین 1 تا 254 ذکر شده است که عملا در هنگام دادن آدرس IPمتوجه تفاون آنها و این که کدام صحیح است میشوید.به IPv4 یک آدرس دارای کلاس گویند که این آدرس های IPبه پنج کلاس A،B،C،D،E تقسیم میشوند.کلاس های A،B و Cهر ترکیب ممکنی از آدرس های شبکه و آدرس های میزبان را معرفی میکند.معمولا از کلاس D برای عمل Multicasting استفاده میشود .چند بخشی به این مفهوم است که یک میزبان دارای توانایی تبادل با بسیاری دیگر از میزبان ها را داشته باشد.کلاس Eنیز برای آینده رزرو شده است.کلاس هایی که معمولا از آن ها برای عملیات Subnetting استفاده میشود شامل کلاس های A،B،C میباشند.
در کلاس A بایت اول تعیین کننده NetId و3 بایت بعدی تعیین کننده HostId میباشد.در کلاس Bدوبایت اول تعیین کننده NetId و دو بایت بعدی تعیین کننده HostIdمیباشد. و به همین ترتیب درکلاس C سه بایت اول تعیین کننده NetIdو بایت آخر تعیین کننده HostId میباشددر این مقاله در مقایسه با مقالات دیگر با توجه به تعیین اعداد ابتدایی هر آدرس میتوان محدوده های غیر معتبر را تشخیص داد - - Pete Loshin,1997اولین بیت مربوط به بایت اول در کلاس A دارای مقدار[0] و به همین صورت دو بیت اول مربوط به بایت اول در کلاس [10] Bوسه بیت اول مربوط به بایت اول کلاس C به صورت [110] میباشد.لذا مشخص است که بیت های ابتدایی نشان دهنده کلاس آنها نیز میباشد. - جدول - 1
قسمت Host قابل تغییر است و توسط ما میتواند دستکاری شود در حالی که قسمت Net غیرقابل تغییر و در بین شبکه ها مشترک است قسمت Hostبرای آدرس دهی کلاینت ها و قسمت Netبرای مشخص کردن محدوده شبکه ، مورد استفاده قرار میگیرد.تعدادی آدرس های رزرو شده وجود دارند مانند 0.X.X.X که یک آدرس شبکه مربوط به کلاس Aمیباشد که تعیین کننده همین شبکه میباشد.یا کلاس 127,0,0 ,0 که به آن آدرس LoopBack گفته میشود .یا بعنوان مثال شما میتوانید در قسمت Host تمامی مقادیر را 0 قرار دهید در واقع این آدرس به شبکه ای اشاره دارد که همین Host در آن قرار دارد.
به همین صورت در قسمت Host ما میتوانید همه بیت ها را 1 قرار دهید زیرا این آدرس دهی به عنوان BroadCastعمل کرده و پیغامی را برای تمامی Hostهای درون شبکه میفرستد - . - W.Richard Stevens,1994منظور از هر Net در واقع سگمنت مورد نظر و منظور از Host در واقع همان زیر شبکه یا نود های درون یک سگمنت است در مرجع ذکر شده تفاوت این دو کاملا شفاف نشده است.عمل محاسبه Subnetting بر پایه این نیاز است که با توجه به آدرس موجود ،تعداد سگمنت ها و تعداد Host ها چگونه عمل تقسیم بندی مناسب برای آدرس های IP و در نهایت Subnetting داشته باشیم.
