Что такое маска подсети и зачем она нужна?

Представьте, что IP-адрес — дом в огромном городе. Но вот беда: адреса должны быть не только уникальными, но и организованными, чтобы каждый знал, где находится дом, и мог найти соседние. Вот тут на помощь и приходит маска подсети. Она разделяет адрес на две части: одну для сети, другую — для устройства в нем.

Маска подсети есть у протокола IPv4 и в IPv6. Это как маршрутный лист, который помогает роутерам и устройствам понять, к какой именно «улице» или «кварталу» относится тот или иной адрес, а также сколько домов (или хостов) может быть в этой «улице».

Пример: маска подсети 255.255.255.0 позволяет выделить 256 адресов в сети, но использовать можно только 254 — два из них будут зарезервированы: один для самого адреса сети, а второй — для широковещательных сообщений. То есть маска подсети не только помогает «расставить» устройства, но и делает это эффективно, чтобы не потерять ни одного адреса.

Что ещё делает маска? Она оптимизирует использование адресов, а ещё позволяет делить одну большую сеть на несколько маленьких, так называемых подсетей. Это как делить огромный многоквартирный дом на несколько подъездов с отдельными дверями для каждого.

В этой статье посмотрим, какие бывают маски подсети, какие типы существуют и как они влияют на работу всей сети.

Краткие базовые понятия для контекста

IP-адрес

Каждый IP-адрес — уникален и указывает, где находится устройство. Например, 192.168.1.1 — стандартный IP для частных сетей, который может быть назначен вашему роутеру или компьютеру.

IP-адрес бывает двух типов: IPv4 и IPv6. В IPv4 используется 32 бита, а в IPv6 — целых 128 бит. Это определяет количество адресов, которые могут быть использованы в сети.

IPv4 или IPv6: принципиальные различия в структуре

IPv4 — 32-битный адрес, состоящий из четырёх октетов, каждый из которых может принимать значение от 0 до 255.

Пример: 192.168.1.1.

Это самый распространённый тип адресации, но в нём есть одна проблема — ограниченное количество адресов. Из-за роста интернета число устройств, подключённых к сети, постоянно увеличивается, и существует риск, что IPv4-адреса будут исчерпаны.

IPv6 — решение проблемы дефицита адресов. Он использует 128 бит, что позволяет создать почти безграничное количество уникальных адресов.

Пример IPv6: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334.

В отличие от IPv4, он состоит из восьми групп по четыре шестнадцатеричных знака. Хотя IPv6 не так распространён на уровне потребителей, его внедрение активно продолжается.

IP подсети для обеих версий выполняет схожую функцию: разделяет адрес на часть, которая определяет сеть, и на часть, которая относится к устройствам внутри этой сети.

Что такое маска и зачем она нужна: техническое объяснение

Маска подсети — набор чисел, который делит IP-адрес на две части: одну, которая указывает на сеть, и другую, которая идентифицирует устройство (хост) внутри этой сети.

Задача маски — помочь устройствам и роутерам понять, находятся ли два устройства в одной и той же сети. Если маски совпадают, устройства могут обмениваться данными напрямую, без вмешательства роутера. Если же маски разные, то для передачи данных нужно будет использовать маршрутизацию, то есть направлять пакеты через роутер.

Типы масок в историческом развитии

В начальные годы существования интернета, маски были жёстко привязаны к классам адресов. Это означало, что каждый класс IP-адресов имел свою стандартную маску:

• Класс A (маска 255.0.0.0): Предназначена для очень больших сетей, где требуется огромное количество адресов для хостов.
• Класс B (маска 255.255.0.0): Используется для средних сетей, где число хостов достаточно большое, но не на уровне крупных сетевых инфраструктур.
• Класс C (маска 255.255.255.0): Для маленьких сетей, где требуется подключить ограниченное количество устройств.

Однако с внедрением CIDR (Classless Inter-Domain Routing) ситуация изменилась. С CIDR возможно отказаться от жёстких ограничений классов и сделать маски более гибкими. Теперь маски могут иметь произвольную длину. Например, /24 или /28: цифра после косой черты показывает количество бит, которые выделяются для сети, оставшиеся биты предназначены для хостов.

С этим нововведением возможно более эффективно использовать IP-адресное пространство и создавать сети, которые точно соответствуют реальным потребностям в адресах.

Практика работы с масками

Чтобы диагностировать сеть и понять, как она устроена, нужно первым делом обратить внимание на маску. Она поможет определить, какие устройства могут находиться в одной сети и какие нужно будет маршрутизировать через роутер. Всё это можно выяснить с помощью ряда простых инструментов и команд, доступных в разных операционных системах.

• В Windows для получения информации о маске используйте команду ipconfig. Открыв командную строку, достаточно ввести ipconfig, и в выводе вы увидите параметры своей сети, включая маску, шлюз и IP-адрес устройства.

• В Linux и macOS можно использовать команду ifconfig или более современную команду ip a. Они отобразят все сетевые интерфейсы, включая маску и IP-адреса.

Маска не только помогает правильно настроить сеть, но и является важным инструментом для диагностики проблем с подключением. Например, если устройства с одинаковыми масками не могут обмениваться данными, это, возможно, указывает на ошибки в конфигурации сети, например, неправильные настройки маршрутизатора или конфликты в IP-адресах.

Валидация и тестирование

Онлайн-калькуляторы масок: лучшие инструменты

Для тех, кто не хочет углубляться в подробности работы с масками, можно использовать онлайн-калькуляторы. Такие сервисы позволяют вам быстро рассчитать правильную маску для любой сети.

Пример популярных онлайн-калькуляторов:

• Subnet Calculator
• CIDR to IP Range Calculator

Популярные вопросы и ответы

Как узнать маску подсети для моего Wi-Fi или локальной сети?

Чтобы узнать маску для вашего Wi-Fi или локальной сети, достаточно выполнить несколько простых шагов:

1. Настройки маршрутизатора: Обычно маска указана в настройках вашего маршрутизатора (чаще всего по умолчанию это 255.255.255.0).
2. Команда ipconfig: На ПК с Windows откройте командную строку и введите команду ipconfig. В результатах поиска будет указана маска для активного подключения.

Чем отличается маска /24 от /28 и как выбрать подходящую?

Маска /24 и маска /28 значительно различаются по числу доступных адресов:

• /24 (маска 255.255.255.0) означает, что в сети всего 256 адресов, из которых 254 можно использовать для хостов. Это стандартный выбор для большинства домашних и малых офисных сетей.
• /28 (маска 255.255.255.240) предоставляет всего 16 адресов, из которых 14 доступны для хостов. Такая маска используется в малых сетях, например, для выделенных устройств или для создания небольших подсетей внутри более крупной инфраструктуры.

Почему при одинаковой маске подсети устройства не видят друг друга?

Если устройства с одинаковой маской не видят друг друга, это может быть связано с несколькими факторами:

1. Неправильная настройка маршрутизации: Если в сети настроены неправильные маршруты, устройства могут не видеть друг друга.
2. Фильтрация на уровне firewall: Брандмауэр может блокировать доступ между устройствами в сети.
3. Настройки устройств: Например, если на одном из устройств отключен протокол ICMP или сетевые службы, такие как NetBIOS, оно может не отправлять ответы на запросы других устройств.

Даже если у устройств одинаковая маска, они могут быть разделены на разные логические сегменты сети, что мешает их взаимодействию.

Маска подсети — не просто техническая деталь. Она определяет, как устройства в сети могут взаимодействовать между собой. Если маска настроена неправильно, даже устройства с одинаковыми адресами могут не находить друг друга, и сеть может работать некорректно. Правильная настройка маски — это основа для успешной организации и управления сетью.